CN114204887B - 一种角度调节装置及自避险式追日太阳能发电设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种角度调节装置及自避险式追日太阳能发电设备。所述角度调节装置包括基座、水平角度调节组件、俯仰角度调节组件、安装板，安装板用于安装太阳能发电部件，通过所述水平角度调节组件、俯仰角度调节组件可对安装板在水平方向和俯仰方向上的角度调节，实现太阳能发电部件保持太阳光直射的最佳角度进行光伏发电工作，有效提高太阳能利用率和发电效率。本发明所述自避险式追日太阳能发电设备包括所述角度调节装置及叶片展开装置，通过叶片展开装置控制太阳能叶片展开或收合，设备可实现从日出至日落一直保持最佳的阳光直射角度，当遇到大风雨雪等恶劣天气，太阳能叶片可第一时间收合，减少受损几率。本发明可广泛应用于太阳能发电领域。

Description

一种角度调节装置及自避险式追日太阳能发电设备

技术领域

本发明涉及太阳能发电技术领域，具体涉及一种角度调节装置及包含该角度调节装置的自避险式追日太阳能发电设备。

背景技术

太阳能光伏发电是利用太阳能级半导体电子器件有效地吸收太阳光辐射能，并使之转变成电能的直接发电，随着不断的应用和发展，太阳能光伏发电的技术得到不断突破且日渐成熟。众所周知，太阳能光伏发电需要太阳光照射才进行发电工作，而太阳照射的角度和位置在不断变化，只有延长太阳光照时长，才能更加充分的利用太阳能并提高发电效率，在此背景下追日太阳能发电设备应运而生，在太阳能发电设备的控制系统中结合经纬度及时间日期计算应用，控制太阳能光伏板根据太阳光照的角度的变化而跟随转动，从而延长了太阳光照时长，有效提高了太阳能发电效率。

然而随着不断提升的技术要求和更高的使用要求，现有的追日太阳能发电设备在实际应用中逐渐显现出其新的技术问题：1、现有的太阳能发电设备是固定式安装，一般采用瓦楞钢结构，目前个别功能丰富的也是在原发电设备结构的基础上仅增加了水平转动的追日功能，不具备水平角度和俯仰角度的同步调节的功能，尚不能实现太阳能光伏板时刻正对太阳的最佳照射角度，太阳能的利用率仍需进一步地提升，且早期应用于太阳能发电设备的角度调节机构联动方式和结构较复杂，整体生产成本较高，同时角度调节过程中由于应力较大，导致联动调节的精度和稳定性较差；2、现有太阳能发电设备中的太阳能光伏板均由若干小块太阳能板拼接组装形成完整太阳能板，且通过固定安装的方式固定于支架上，拼接后的太阳板面呈正方形或长方形或圆形，为取得较大的光照面积，一般拼装后太阳能板的板面面积较大，因此，太阳能板的拼接组装过程非常繁琐，不仅耗时费力，安装、操作人员的劳动强度非常大，安装和维护的成本高、施工量大且存在一定的安全隐患，同时因为太阳能板属于易损物件在拼接组装的过程中容易对太阳能板造成损坏。3、众所周知，太阳能发电设备通常安装于太阳光照充足的野外空旷地区，而大自然天气气象变化时有发生，在发生大风大雨的恶劣气象环境下，现有的太阳能发电设备因其太阳能板为拼接固定安装的方式，无法躲避或尽可能的规避恶劣天气带来的险情和伤害，无法实现避险则只能任由风吹雨打，在此环境下，当风速达到一定程度则极易将太阳能板吹折、损伤甚至报废，另一方面也加速了太阳能发电设备的老化，致使设备发电功率衰减快、使用寿命短的情况。4、由于太阳能发电设备安装于野外区域，不可避免地会产生灰尘沙砾的沉积，如经长时间的沉积会产生一定厚度的沉积层覆盖于太阳能板的表面，若不进行清理，则必然造成发电功率大幅衰减，影响发电效率，为应对此情况，现有的太阳能设备通常应用人工定期频繁进行清洁工作，劳动强度大，人工成本高；目前常规做法采用机器人清洁装置，在发电设备上增加机器人清洁装置则大大增加了设备结构的复杂程度，同时也大幅增加了设备研发和生产的成本。

综上所述，现有的太阳能发电设备在目前的实际应用中存在太阳能利用率低、角度调节精度和稳定性偏低，且整机生产安装和维护成本高、施工量大，使用过程安全性较低、无法实现避险、发电功率衰减快、使用寿命短、清洁成本高的技术缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术的不足，提供一种结构合理、角度调节精度高、成本较低的角度调节装置；本发明的另一个目的是提供一种利用率高、施工量小、便于安装和维护、安全性较高、可实现自动避险、使用寿命长的自避险式追日太阳能发电设备。

为实现上述目的，本发明所述角度调节装置所采用的技术方案是：

一种角度调节装置，包括基座、水平角度调节组件、俯仰角度调节组件，所述基座上设置有若干支撑柱，所述水平角度调节组件包括传动连接的水平电机、回转减速机，所述水平电机与外部控制系统电连接，所述回转减速机下部固定安装在所述支撑柱上，所述水平角度调节组件由水平电机提供动力，可进行左右转动以实现在水平方向上的角度调节；所述俯仰角度调节组件包括固定板、安装板以及依次传动连接的俯仰电机、短蜗杆、双面齿轮、长蜗杆，所述俯仰电机与外部控制系统电连接，所述双面齿轮安装于所述基座与回转减速机之间，所述短蜗杆安装在所述双面齿轮侧部并与双面齿轮的外齿传动连接，所述固定板固定安装在所述回转减速机的上部且固定板两侧设有支架板，所述安装板与支架板之间通过连接轴活动连接，所述安装板下部还活动安装有从动轴，所述长蜗杆下端穿过所述固定板及回转减速机并与所述双面齿轮的内齿传动连接，所述长蜗杆上端设有短轴，所述短轴与所述从动轴之间通过拉杆活动连接，所述安装板用于安装太阳能发电部件，所述俯仰角度调节组件由所述俯仰电机提供动力，由所述短蜗杆驱动所述双面齿轮转动进一步驱动所述长蜗杆作上升或下降动作，从而控制所述安装板实现上下即俯仰方向的角度调节，通过所述水平角度调节组件、俯仰角度调节组件可对安装板在水平方向和俯仰方向上的角度调节，实现太阳能发电部件保持太阳光直射的最佳角度进行光伏发电工作，有效提高太阳能利用率和发电效率。

进一步地，所述双面齿轮的上部和下部均设置有轴承，所述轴承配合有卡簧，利用上下轴承的辅助可使所述双面齿轮的转动更顺畅、精准度更高，且延长使用寿命，所述卡簧用于对轴承的定位。

进一步地，所述固定板两侧的支架板边沿与所述安装板活动连接的部位设有向上凸起的俯仰调节支点，俯仰调节支点的高度高于所述支架板的其他部位，所述从动轴两端分别与两个所述支架板的俯仰调节支点活动配合，所述安装板边沿与所述从动轴活动配合。

进一步地，所述从动轴与所述短轴之间设置两根拉杆，两根拉杆分别与所述短轴两端活动配合，两根拉杆的另一端与所述从动轴活动配合，采用两根拉杆可使动作过程中的受力更均匀，所述安装板上还设置有托板，所述托板用于辅助托举安装板上所安装的部件。

本发明所述自避险式追日太阳能发电设备所采用的技术方案是：

一种自避险式追日太阳能发电设备，包括机架、叶片收展装置，所述机架内安装有控制系统及与所述控制系统电连接的逆变器、储能电池，所述控制系统对设备整体运行进行控制，且所述控制系统内含万年历及经纬度数据，所述机架上部设置有支撑件，所述机架外部设有与所述控制系统电性连接的温振一体传感器和/或雨雪传感器，所述角度调节装置的基座固定安装在所述支撑件上，所述水平电机、俯仰电机均与所述控制系统电连接；所述叶片收展装置包括传动连接的收展电机、第二回转减速机及若干太阳能叶片，所述第二回转减速机的固定部固定安装在所述安装板上，所述第二回转减速机的转动部配合有传动轴，所述传动轴轴身以螺旋方式等角设置有与所述太阳能叶片数量相同的联动凸杆，所述太阳能叶片依次排列与传动轴适配，且太阳能叶片上设有与所述联动凸杆位置对应的联动挡块。

进一步地，所述太阳能叶片包括插件、及与插件适配的叶片支架，所述插件开有与所述传动轴适配的通孔，所述联动挡块设置在所述插件上并位于所述通孔旁，所述支架上设置有面板，所述面板安装有若干与所述控制系统电连接的太阳能光伏板。

进一步地，所述支架的背部设置有至少一根清洁毛刷，位于前端的所述支架背部的清洁毛刷与位于后端的所述太阳能光伏板表面相接触，利用所述清洁毛刷在太阳能叶片每次进行展开或收合动作时，对太阳能光伏板进行清洁。

进一步地，综合考虑负荷、应力、安装和流畅性等因素，所述太阳能叶片的数量较合理地、优先地设置为12个，相对应地，传动轴轴身螺旋设置的联动凸杆数量也为12个，所述面板呈夹角为30度的扇型状，展开后为完整圆形。

进一步地，若干所述太阳能光伏板以平行于呈扇型状的面板任意一条长直边的方式排列设置，以使所述面板的面积利用率达到最大化。

进一步地，所述机架的两侧部分别设置有人机交互界面、取电插座，所述人机交互界面、取电插座与控制系统电连接。

进一步地，所述面板的边沿部位配合有金属塑料胶条，金属塑料胶条开有若干排水孔，所述机架内部上端安装有挡水板，支架内部呈中空状且在内部设置有若干横向和/或竖向的加强筋。

与现有的太阳能发电设备相比，本发明至少具有以下有益效果：

1、本发明提供的角度调节装置中，可由所述水平角度调节组件及俯仰角度调节组件实现对安装板在水平方向和俯仰方向的综合调节，其中所述俯仰角度调节组件采用短蜗杆、双面齿轮、长蜗杆的联动方式，传动过程中俯仰电机的转动可精准控制所述长蜗杆上升或下降的高度，从而可以按要求精准控制所述安装板的俯仰角度；动作过程中所述短轴、从动轴、连接轴三轴联动，应力更小，角度调节更顺畅，且整体结构更简化，生产和装配成本更低，可广泛应用于追日太阳能发电设备中。

2、本发明所提供的自避险式追日太阳能发电设备，由角度调节装置中的水平角度调节组件、俯仰角度调节组件和叶片收展装置控制太阳能叶片时刻追日，持续发电；在追日发电的过程中，根据太阳光照射位置和角度，由所述水平角度调节组件实现在水平方向上的左右转动，由所述俯仰角度调节组件控制俯仰即上下方向抬升的角度，由所述叶片收展装置控制所述太阳能叶片的展开和收合动作，从而使得太阳能光伏板从太阳升起直至太阳西落全天候都保持正对太阳光照的最佳直射角度，实现太阳能的充分利用，与传统太阳能发电设备相比，本发明可有效提升40％太阳能发电功率。

3、熟知的，传统光伏发电工程施工量庞大，囊括运输、焊接、拼装、固定等等工序，需要大量人力物力，还需要在户外长时间工作，不但花费大量时间精力，还对工人健康造成不利影响，同时在繁琐的施工过程还存在一定的安全隐患，也容易对设备造成损伤。如项目需要搬迁、复原或拆除，其成本将与重新安装全新项目一样高昂。而本发明提供的自避险式追日太阳能发电设备为一体式设计，无需现场施工，仅需提前在地面安装好膨胀螺栓，把设备吊放到螺栓位置处用螺母紧固即可使用，大大减少了工作量。且项目如需搬迁时，则松开螺母，把设备吊至运输机械后即可转运至目的地，方便快捷大大节省时间和运作成本，且安全性，在操作过程也不易对设备造成损伤。

4、根据数据总结，常见的太阳能光伏发电设备，正常使用状况下使用寿命为10年以上，但由于台风天等恶劣天气，风速达到一定程度时，则会将太阳能光伏板等组件吹折、吹烂或异物砸烂，往往实际使用寿命达不到技术要求的使用年限。因此考虑到受损风险，大面积使用太阳能光伏发电项目的地区非常受限制，本发明中，利用温振一体传感器和/或雨雪传感器持续监测外部环境数据如设备振动频率和幅度、风速、雨雪量等，并反馈至所述控制系统中，当采集到的实时数据达到设定的预警值时，控制系统则实时控制设备作出俯仰角度放平、太阳能叶片闭合的避险运作，尽可能地规避恶劣天气带来的险情和伤害，同时减缓设备老化速度，有效保障设备的正常使用寿命。

5、光伏发电非常受太阳能光伏板表面清洁度的影响，时刻保持表面清洁是确保发电量的基本要求。为保障太阳能光伏板表面清洁度，早期传统方式是配备专门清洁人员、定期频繁进行清洁工作，目前多数光伏工程会配有清洁机器人，导致光伏发电项目成本近1/5都用于清洁机器人中，清洁成本高昂；针对此问题，本发明在太阳能叶片结构上作出了优化，在支架的背部设置有至少一根清洁毛刷，利用清洁毛刷在所述太阳叶片每次进行展开或闭合动作时，都会对所述太阳能光伏板进行清洁，可有效防止灰尘或其他物质在太阳能光伏板上沉积，且清洁过程省时省力，易于实现，清洁成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例或现有技术描述中需要使用的附图做简单说明。

图1是所述角度调节装置的结构示意图；

图2是所述角度调节装置另一角度的结构示意图；

图3是图2的A-A剖视图；

图4是所述双面齿轮结构示意图。

图5是所述自避险式追日太阳能发电设备的结构示意图；

图6是所述自避险式追日太阳能发电设备的另一角度结构示意图；

图7是所述太阳能叶片抬起时的结构示意图；

图8是所述太阳能叶片的结构示意图；

图9是图8的A处放大示意图；

图10是所述太阳能叶片另一角度的结构示意图；

图11是图10的B处放大示意图；

图12是所述收展电机及第二回转减速机的结构示意图；

图13是所述传动轴的结构示意图；

图14是所述叶片支架的截面结构示意图；

图15是所述太阳能光伏板排布示意图；

图16是所述太阳能光伏板另一排布示意图；

图17是所述金属塑料胶条的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明作进一步展开说明，但需要指出的是，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例一：

如图1-4所示，本发明所述角度调节装置，包括基座20、水平角度调节组件、俯仰角度调节组件，所述基座20上设置有若干支撑柱34，所述水平角度调节组件包括传动连接的水平电机32、回转减速机33，所述水平电机32与外部控制系统21电连接，所述回转减速机33下部固定安装在支撑柱34上，水平角度调节组件由水平电机32提供动力，可进行左右转动以实现在水平方向上的角度调节；

所述俯仰角度调节组件包括固定板40、安装板41以及依次传动连接的俯仰电机42、短蜗杆43、双面齿轮44、长蜗杆45，所述俯仰电机42与外部控制系统21电连接，所述双面齿轮44安装于基座20与回转减速机33之间，所述短蜗杆43安装在双面齿轮44侧部并与双面齿轮44的外齿传动连接，所述双面齿轮44的上部和下部均设置有轴承441，所述轴承441配合有卡簧442，利用上下轴承441的辅助可使所述双面齿轮44的转动更顺畅、精准度更高，且延长使用寿命，所述卡簧442用于对轴承441的定位；

所述固定板40固定安装在回转减速机33的上部且固定板40两侧设有支架板46，所述安装板41与支架板46之间通过连接轴47活动连接，所述安装板41下部还活动安装有从动轴48，所述长蜗杆45下端穿过所述固定板40及回转减速机33并与双面齿轮44的内齿传动连接，所述长蜗杆45上端设有短轴49，所述短轴49与从动轴48之间通过拉杆50活动连接，本实施中优先采用两根拉杆50，两根拉杆50分别与短轴49两端活动配合，两根拉杆50的另一端与从动轴48活动配合，采用两根拉杆50可使动作过程中的受力更均匀，所述安装板41上还设置有托板411，所述托板411用于辅助托举安装板41上所安装的部件，所述俯仰角度调节组件由俯仰电机42提供动力，由短蜗杆43驱动双面齿轮44转动进一步驱动所述长蜗杆45作上升或下降动作，从而控制安装板41实现上下即俯仰方向的角度调节，本发明利用短蜗杆43、双面齿轮44、长蜗杆45的传动方式，由俯仰电机42的转动圈数控制蜗杆和齿轮的行进齿数，从而高精度的控制安装板41俯仰角度，传动方式中均为水平和垂直的直线传动，在整体结构上便于安装和拆卸维护。申请人初期研发的样机设备中曾尝试采用电机驱动摆臂，摆臂再通过铰链连接方式带动安装板俯仰转动进行角度调节，此结构的调节方式在实验测试中发现由于安装板上安装的部件的重量产生的应力较大，摆臂承受的扭矩非常大，同时电机负荷较大，容易发生过载情况，在角度调节过程中产生卡顿的状况，导致角度调节不顺畅，严重时损坏电机。而经过结构优化后，采用本实施例的调节方式可有效解决上述问题，利用长蜗杆45上推和下拉的方式，承受应力减小，调节过程顺畅无卡顿现象。

所述角度调节装置中，固定板40两侧的支架板46边沿与安装板41活动连接的部位设有向上凸起的俯仰调节支点461，从动轴48两端分别与两个所述支架板46的俯仰调节支点461活动配合，所述安装板41边沿与从动轴48活动配合，增加设置向上凸起的调节支点461，可进一步优化俯仰角度的调节，扩展俯仰角度调节范围，实现安装板41从90度至180度无死角、无障碍调节，还可有效避免因加工偏差及装配偏差等客观因素导致行程不准而损坏电机的问题出现。

实施例二：

如图5-图12所示，本实施中，所述自避险式追日太阳能发电设备包括机架1、叶片收展装置，所述机架1底部对称设有若干安装孔11，利用螺栓通过安装孔11将设备在指位置进行安装和固定，设备的安装无需繁琐的施工准备，仅需提前在安装位置预埋螺栓，再将太阳能发电设备吊装至螺栓位置，对齐安装孔11，再用螺母拧紧，即完成安装和固定，设备即可以投入使用。针对不同安装现场的地质，安装方式包括但不局限于膨胀螺栓、预埋水泥基座、螺旋桩等。所述机架1内安装有控制系统21及与控制系统21电连接的逆变器22、储能电池23，所述控制系统21对设备整体运行进行控制，且所述控制系统21内含万年历及经纬度数据，根据当前的经纬度及日期时间，由所述控制系统21计算出日出日落时间点及当前时间太阳所处位置，所述机架1上部设置有支撑件24，所述机架1外部设有与所述控制系统21电性连接的温振一体传感器12和/或雨雪传感器13，利用温振一体传感器12和/或雨雪传感器13持续监测外部环境数据如设备振动频率和幅度、风速、雨雪量等，并反馈至控制系统中；

所述角度调节装置的基座20固定安装在所述支撑件24上，所述水平电机32、俯仰电机42均与所述控制系统21电连接；所述展开机构包括传动连接的收展电机52、第二回转减速机53及若干太阳能叶片6，所述第二回转减速机53的固定部固定安装在安装板41上，本实施例中，所述水平角度调节组件、俯仰角度调节组件和叶片收展装置使用电机+减速器组合，并且电机自带霍尔信号、编码器，大幅度提高运动精度。且减速机具有自锁性能，在掉电等情况下能实现自锁，确保不通电状态下不会发生意外事故。传动部件采用特殊保护润滑液，能在-35℃至70℃之间正常运行。另外，所述水平角度调节组件中采用二级减速比组合，所述俯仰角度调节组件采用三级减速比组合，从而有效降低电机功耗，使得设备整体功率维持在一个较低的状态，能使用24V安全电压进行工作。

所述第二回转减速机53的转动部配合有传动轴54，如图13所示，所述传动轴54轴身以螺旋方式等角设置有与所述太阳能叶片6数量相同的联动凸杆56，所述太阳能叶片6依次排列与传动轴54适配，且太阳能叶片6上设有与所述联动凸杆56位置对应的联动挡块611，所述传动轴54的端部设置有盖板55，所述盖板55起锁紧、固定和保护的作用，为更准确的监控外部环境、天气情况，温振一体传感器12和雨雪传感器13的安装位置没有具体的要求，满足监测要求即可，为了取得较为精准、灵敏的监测数据，本实施例中，将所述温振一体传感器12安装在安装板41的侧部，将所述雨雪传感器13安装于盖板55上。

所述太阳能叶片6包括插件61、及与插件61适配的叶片支架62，所述插件61开有与所述传动轴54适配的通孔612，所述联动挡块611设置在所述插件61上并位于所述通孔612旁，所述支架62上设置有面板63，所述面板63安装有若干与控制系统21电连接的太阳能光伏板64。

所述自避险式追日太阳能发电设备安装完成即可投入使用，其使用过程中，由所述控制系统21根据当前的经纬度及日期时间，计算出日出日落时间点及太阳当前位置，所述控制系统21根据太阳位置和光照角度控制所述水平角度调节组件、俯仰角度调节组件和叶片收展装置运行。水平角度调整时，由所述水平电机32通过驱动所述回转减速机33的转动部转动至指定角度。俯仰角度调整时，由所述俯仰电机42带动所述短蜗杆43转动，由所述短蜗杆43驱动双面齿轮44转动进一步驱动所述长蜗杆45作上升或下降动作，从而控制安装板41抬升或降低至指定角度，实现太阳能叶片的俯仰张角调节至指定角度，如所述俯仰电机42正转时抬高角度，逆转时降低角度。叶片收展装置运行时，由所述收展电机52提供动力，通过所述第二回转减速机53驱动传动轴54转动，由所述传动轴54轴身上螺旋设置的联动凸杆56转动到所述太阳能叶片6上设置的联动挡块611处时，则带动太阳能叶片6进行转动，联动凸杆56与联动挡块611的数量相同，通过联动凸杆56和联动挡块611逐一带动太阳能叶片6转动展开，直至所有太阳能叶片6展开完毕。随后开始一天的追日发电运行。申请人研发的早期样机中曾采用在每一片太阳能叶片的插件顶部设置限位槽和凸块，展开时利用上一叶片的凸块与下一叶片的限位槽适配，上一片逐一带动下一片展开，此展开方式和结构在实际生产中，加工难度较大，成本也相应较高，且电机载荷也较高，而本实施例中，利用所述传动轴54上设置的联动凸杆56直接单独地带动每一片太阳能叶片6转动，整体负荷有效降低，其中，联动凸杆56可以螺纹拧紧的方式直接安装在传动轴54上开设的螺纹孔中，生产加工和安装都更简单和直接，生产加工的难度大大降低，整体成本有降低。

设备运行中，待到日落时间后，重复上述步骤，电机反转，通过联动凸杆56推动联动挡块611的另一面，从而使太阳能叶片6反向转动，直至将全部太阳能叶片6收合，恢复成待机状态。日照期间，所述太阳能叶片6所发的电经由逆变器22稳压输入进储能电池23进行充电。而储能电池23经由逆变器22逆变输出家用交流电提供给控制系统21使用，完成闭环工作，剩余电量将供家庭或上传电网使用。

工作过程中，利用温振一体传感器12和雨雪传感器13持续监测外部环境数据如设备振动频率和幅度、风速、雨雪量等，并反馈至所述控制系统中，如检测当前设备振幅或雨雪量超过控制系统21中设定的额定值时，则所述控制系统21马上进行避险动作，如调节俯仰角度抬平太阳能叶片6、收合太阳能叶片6避风、避雨雪等恶劣气象情况，然后再持续进行监测，待振幅或雨雪量在规定时间处于安全值内时，所述控制系统21再控制重新展开所述太阳能叶片6进行追日发电。

本实施例中，综合考虑负荷、应力、安装和流畅性等因素，所述太阳能叶片6的数量较合理地、优先地设置为12个，相对应地，所述传动轴54轴身螺旋等角设置的联动凸杆56数量也为12个，两个相邻的联动凸杆56之间的夹角为30度，所述面板63呈夹角为30度的扇型状，展开后为完整圆形。本发明中所述太阳能叶片6的数量优先选用12片，但并不局限于12片的设计，如当所述太阳能叶片6数量为6片时，联动凸杆56数量也为6个，两个相邻的所述联动凸杆56之间的夹角则为60度。

实施例三：

如图10、图11所示，本实施例中，所述支架62的背部设置有至少一根清洁毛刷621，位于前端的所述支架62背部的清洁毛刷621与位于后端的所述太阳能光伏板64表面相接触，实际应用中为达到更佳的清洁效果，优选设置两根所述清洁毛刷621。发电设备在每个日出、日落时间节点控制系统21会控制叶片收展装置进行太阳能叶片6的展开、收合，每次展开和收合的过程中，太阳能叶片6将进行相对运动，同时支架62背部的清洁毛刷621会对太阳能叶片6的面板63和太阳能光伏板64进行清扫。同时所述面板63采用易清洁玻璃，提高清洁的有效率。

如图15所示，本实施例中，若干所述太阳能光伏板64以平行于呈扇型状的面板63任意一条长直边的方式排列设置，以使面板63的面积利用率达到最大化。由于太阳能发电设备中太阳能叶片6完成展开后为圆形，有别于现有的太阳能板拼接组装方式，本发明所述太阳能叶片6的太阳能光伏板64(晶硅片)的排布方式为全新设计。所述太阳能光伏板64以平行于呈扇型状的所述面板63任意一条长直边的方式排列设置即为一种斜排布法，区别于如图16所示的垂直排布式，与之相比，斜排布方式虽然不是方正规矩，但可以最大限度利用扇形面积进行排布太阳能光伏板64(晶硅片)，与垂直式排布相比，采用斜排布方式能提高10％左右的发电功率。另外考虑到叶片组中的各太阳能叶片6不在同一平面存在高度落差容易造成遮挡等因素，最后一片太阳能叶片6所含的太阳能光伏板64会小于其余太阳能叶片6，反而可以最大限度的提高设备整体的发电量。

如图7所示，所述机架1的两侧部分别设置有人机交互界面26、取电插座27，所述人机交互界面26、取电插座27与所述控制系统21电连接。太阳能发电设备的追日原理在于内置一套经纬算法，根据当前的经纬度及日期时间，计算出日出日落时间点及太阳当前位置，以此来控制水平角度调节组件、俯仰角度调节组件协同运动让太阳能叶片6时刻保持与太阳形成最佳直射角。如将设备搬迁至其他地方，则可通过手动重新输入当前时间及经纬度，系统则会重新计算，确保追日功能正常运作。为了方便使用者操作，在机架1的侧部安装了人机交互界面26，可完成上述的内容输入并且还能进行手动控制设备的运行。此外设备联网后还能用手机APP与人机交互界面26联通，可通过手机完成人机交互界面22的所有操作。

所述太阳能光伏板64材质一般为光伏专用钢化玻璃，玻璃边缘相对脆弱，侧向受力造成损坏的几率最高，因此，如图14所示，所述支架62内部呈中空状且在内部设置有若干横向和/或竖向的加强筋622，实际应用中，所述支架62侧部还设置有加强筋条623，由所述加强筋622和加强筋条623构成所述支架62的双筋结构，确保发电设备侧向受力也不会损坏太阳能叶片6。如图17所示，所述面板63的边沿部位配合有金属塑料胶条631，所述金属塑料胶条631类似汽车保护边条，但有别于汽车保护边条，本发明所述所述金属塑料胶条631开有若干排水孔632，防止下雨天雨水进入金属塑料胶条631内长时间浸泡容易造成脱胶等情况。

所述支撑件24是太阳能发电设备承上启下的连接结构，是受力最为集中的部分，但同时也因为组装等因素无法使用焊接等方式进行加强，因此，在所述支撑件24侧部设有若干安装式加强件241，在无法焊接的情况加也能起到加强结构的作用，所述机架1内部上端安装有挡水板28，可使上方进入的雨水往两边排，提高设备的防护等级。

本实施例的其他特征与实施例二相同。

以上对本发明的较佳实施例进行了具体说明，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构变化，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种角度调节装置，用于自避险式追日太阳能发电设备，其特征在于：包括基座（20）、水平角度调节组件、俯仰角度调节组件，所述基座（20）上设置有若干支撑柱（34），所述水平角度调节组件包括传动连接的水平电机（32）、回转减速机（33），所述回转减速机（33）下部固定安装在支撑柱（34）上，所述俯仰角度调节组件包括固定板（40）、安装板（41）以及依次传动连接的俯仰电机（42）、短蜗杆（43）、双面齿轮（44）、长蜗杆（45），所述双面齿轮（44）安装于基座（20）与回转减速机（33）之间，所述短蜗杆（43）安装在双面齿轮（44）侧部并与双面齿轮（44）的外齿传动连接，所述固定板（40）固定安装在回转减速机（33）的上部且两侧设有支架板（46），所述安装板（41）与支架板（46）之间通过连接轴（47）活动连接，所述安装板（41）下部还活动安装有从动轴（48），所述长蜗杆（45）下端穿过固定板（40）及回转减速机（33）并与双面齿轮（44）的内齿传动连接，所述长蜗杆（45）上端设有短轴（49），所述短轴（49）与从动轴（48）之间通过拉杆（50）活动连接，所述水平电机（32）、俯仰电机（42）均与控制系统（21）电连接；叶片收展装置包括传动连接的收展电机（52）、第二回转减速机（53）及若干太阳能叶片（6），所述第二回转减速机（53）的固定部固定安装在所述安装板（41）上，所述第二回转减速机（53）的转动部配合有传动轴（54），所述传动轴（54）轴身以螺旋方式等角设置有与所述太阳能叶片（6）数量相同的联动凸杆(56)，所述太阳能叶片（6）依次排列与传动轴(54)适配，且太阳能叶片（6）上设有与联动凸杆（56）位置对应的联动挡块（611）。

2.根据权利要求1所述的角度调节装置，其特征在于：所述双面齿轮（44）的上部和下部均设置有轴承（441），所述轴承（441）配合有卡簧（442）。

3.根据权利要求1所述的角度调节装置，其特征在于：所述固定板（40）两侧的支架板（46）边沿与所述安装板（41）活动连接的部位设有向上凸起的俯仰调节支点（461），所述从动轴（48）两端分别与两个所述支架板（46）的俯仰调节支点（461）活动配合，所述安装板（41）边沿与所述从动轴（48）活动配合。

4.根据权利要求2所述的角度调节装置，其特征在于：所述从动轴（48）与所述短轴（49）之间设置两根拉杆（50），两根拉杆（50）分别与所述短轴（49）两端活动配合，两根拉杆（50）的另一端与所述从动轴（48）活动配合。

5.一种安装有权利要求1至4任一所述角度调节装置的自避险式追日太阳能发电设备，其特征在于：包括机架（1）、叶片收展装置，所述机架（1）内安装有控制系统（21）及与控制系统（21）电连接的逆变器（22）、储能电池（23），所述机架（1）上部设置有支撑件（24），所述机架（1）外部设有与控制系统（21）电性连接的温振一体传感器（12）和/或雨雪传感器（13），所述角度调节装置的基座（20）固定安装在所述支撑件（24）上。

6.根据权利要求5所述的自避险式追日太阳能发电设备，其特征在于：所述太阳能叶片（6）包括插件（61）、及与插件（61）适配的叶片支架（62），所述插件（61）开有与所述传动轴（54）适配的通孔（612），所述联动挡块（611）设置在所述插件（61）上并位于所述通孔（612）旁，所述支架（62）上设置有面板（63），所述面板（63）安装有若干与所述控制系统（21）电连接的太阳能光伏板（64）。

7.根据权利要求6所述的自避险式追日太阳能发电设备，其特征在于：所述支架（62）的背部设置有至少一根清洁毛刷（621），位于前端的所述支架（62）背部的清洁毛刷（621）与位于后端的所述太阳能光伏板（64）表面相接触。

8.根据权利要求6所述的自避险式追日太阳能发电设备，其特征在于：所述太阳能叶片（6）的数量为12个，所述传动轴（54）轴身螺旋设置的联动凸杆(56)数量为12个，所述面板（63）呈夹角为30度的扇型状。

9.根据权利要求6所述的自避险式追日太阳能发电设备，其特征在于：若干所述太阳能光伏板（64）以平行于呈扇型状的所述面板（63）任意一条长直边的方式排列设置。

10.根据权利要求6所述的一种自避险式追日太阳能发电设备，其特征在于：所述机架（1）的两侧部分别设置有人机交互界面（26）、取电插座（27），所述人机交互界面（26）、取电插座（27）与所述控制系统（21）电连接。

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