CN114217558A - 一种跟踪式光伏支架控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种跟踪式光伏支架控制系统，涉及光伏发电技术领域，包括；主体支架，所述主体支架的顶端水平转动连接有调节轴，所述调节轴的两端对称设置有伸缩调节架，两个所述伸缩调节架之间安装有双面光伏电池板；所述调节轴上通过连接件安装有反射组件，所述反射组件位于所述双面光伏电池板的后侧，所述反射组件用于将太阳光线反射至所述双面光伏电池板的背面。本发明通过反射组件将太阳光线反射至双面光伏电池板的背面进行发电，相比与传统的靠地面反射光线进行发电，显著提高了双面光伏电池板发电效率，且通过反射组件反射光线进行发电可以降低双面光伏电池板的安装高度，提高其安装的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及光伏发电技术领域，具体为一种跟踪式光伏支架控制系统。
背景技术
公知的，光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术，光伏发电主要由太阳电池板、控制器和逆变器三大部分组成，主要部件由电子元器件构成，太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置，光伏发电的主要原理是半导体的光电效应。光子照射到金属上时，它的能量可以被金属中某个电子全部吸收，电子吸收的能量足够大，能克服金属原子内部的库仑力做功，离开金属表面逃逸出来，成为光电子，光伏组件是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中最重要的部分，双面光伏电池板由两片玻璃与电池所组成的光伏组件，取代传统太阳能板的背板与铝边框结构，双面发电相比单面组件具有5％～30％的功率增益，从降低度电成本的角度上看，双面的降本效应明显。
如申请公布号为CN111327266A，名称为《双面光伏太阳能电池板和太阳能电池板组件》的发明专利，其具体结构包括，一种双面光伏太阳能电池板，具有第一侧和与所述第一侧相对的第二侧，所述电池板包括：至少一个透明层；多个双面光伏电池，其由所述至少一个透明层支撑，所述多个电池分布在所述至少一个透明层上，每个光伏电池的第一侧被定位和布置成吸收入射在所述电池板的第一侧上的辐照度，每个光伏电池的第二侧定位和布置成吸收入射在所述电池板的第二侧上的辐照度；和至少一个光学元件，其由所述至少一个透明层支撑并设置在所述多个电池中的一些电池之间，在使用时，所述电池板连接到安装组件，并且所述安装组件的至少一部分遮蔽所述电池板的第二侧的至少一部分，所述多个电池中的电池子集的第二侧经由所述电池板的第二侧接收的辐照度少于所述多个电池的其他电池的第二侧接收的辐照度；所述至少一个光学元件被构造、定位、定向和布置在所述电池板内，以将经由所述电池板的第一侧入射到其上的至少一些辐照度引导到所述电池子集的第一侧上，由此通过所述安装组件阻止到达所述电池子集的电池的第二侧的至少一部分辐照度，被由所述至少一个光学元件反射到所述电池子集的电池的第一侧上的辐照度所补。
如上述申请相同的，现有的跟踪式光伏支架控制系统在对双面光伏电池板进行安装时，双面光伏电池板背面发电主要靠地面反射光线进行发电，即双面光伏电池板背面发光增益主要与组件背面地面的反射率有关，而传统的跟踪式光伏支架控制系统在对双面光伏电池板进行安装时，为了满足地面反射需要安装高度较高，稳定性差，且仅仅通过底面反射光线进行背面发电，阳光的利用率差，输出功率低。
发明内容
本发明的目的是提供一种跟踪式光伏支架控制系统，以解决现有技术中的上述不足之处。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种跟踪式光伏支架控制系统，包括；主体支架，所述主体支架的顶端水平转动连接有调节轴，所述调节轴的两端对称设置有伸缩调节架，两个所述伸缩调节架之间安装有双面光伏电池板；所述调节轴上通过连接件安装有反射组件，所述反射组件位于所述双面光伏电池板的后侧，所述反射组件用于将太阳光线反射至所述双面光伏电池板的背面。
作为上述技术方案的进一步描述：所述主体支架上设置驱动机构，所述驱动机构用于驱动所述调节轴转动调节。
作为上述技术方案的进一步描述：所述反射组件包括第一导轨调节架以及第二导轨调节架，第一导轨调节架以及第二导轨调节架均固定在所述调节轴上，且第一导轨调节架以及第二导轨调节架上分别滑动设置有第一反射板以及第二反射板。
作为上述技术方案的进一步描述：所述第一反射板位于所述双面光伏电池板的后侧上方，所述第二反射板位于所述双面光伏电池板的后侧下方，且第一反射板以及第二反射板均与所述双面光伏电池板正投影区域具有重合部分。
作为上述技术方案的进一步描述：所述双面光伏电池板的背面连接有调节组件，所述调节组件分别与所述第一反射板以及第二反射板传动连接，当所述双面光伏电池板向所述调节轴移动时，所述调节组件驱动第一反射板以及第二反射板反向移动以实现：所述双面光伏电池板的顶部与所述第一反射板底部对接，所述双面光伏电池板的底部与第二反射板的顶部对接。
作为上述技术方案的进一步描述：所述第一导轨调节架以及第二导轨调节架上均开设有导向滑槽，所述导向滑槽中滑动设置有连接滑座，所述第一反射板以及第二反射板均固定在所述连接滑座上。
作为上述技术方案的进一步描述：所述调节组件包括铰接座，所述铰接座固定在所述双面光伏电池板的背面，且铰接座上转动连接有第一调节连杆以及第二调节连杆，所述第一调节连杆以及第二调节连杆分别与第一导轨调节架以及第二导轨调节架上的连接滑座转动连接。
作为上述技术方案的进一步描述：所述驱动机构包括固定在所述主体支架上的齿轴箱，所述齿轴箱内侧设置有相啮合的蜗轮以及蜗杆，所述蜗轮固定套接在所述调节轴上，所述齿轴箱的外侧固定有驱动电机，且驱动电机的输出轴通过联轴器与所述蜗杆传动连接。
作为上述技术方案的进一步描述：还包括光照强度传感器以及单片机，所述光照强度传感器输出端与所述单片机输入端电性连接，所述单片机输出端与所述驱动电机的输入端电性连接。
作为上述技术方案的进一步描述：所述伸缩调节架包括端头固定座，所述端头固定座固定在所述调节轴的端头，且端头固定座上固定有调节架，所述调节架中滑动设置有连接座，所述连接座与所述双面光伏电池板的边框固定连接，所述调节架的内侧转动设置有调节丝杆，所述调节丝杆贯穿与所述连接座，所述端头固定座的尾端还固定有调节电机，所述调节电机与所述调节丝杆传动连接。
在上述技术方案中，本发明提供的一种跟踪式光伏支架控制系统，通过在调节轴上集成布置双面光伏电池板以及反射组件，通过反射组件将太阳光线反射至双面光伏电池板的背面进行发电，相比与传统的靠地面反射光线进行发电，显著提高了双面光伏电池板发电效率，且通过反射组件反射光线进行发电可以降低双面光伏电池板的安装高度，提高其安装的稳定性，进一步的，通过将双面光伏电池板以及反射组件均安装在调节轴上，实现在对双面光伏电池板进行跟踪式调节时同步带动反射组件进行调节，简化调节结构，使用更加方便。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种跟踪式光伏支架控制系统整体结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种跟踪式光伏支架控制系统的背面结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种跟踪式光伏支架控制系统的侧视图；
图4为本发明实施例提供的驱动机构的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的双面光伏电池板、第一反射板以及第二反射板的光照示意图；
图6为本发明实施例提供的调节组件的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的一种跟踪式光伏支架控制系统的清洗时的状态示意图；
图8为本发明实施例提供的伸缩调节架的结构示意图；
图9为本发明实施例提供的第一导轨调节架的结构示意图。
附图标记说明：
1、主体支架；2、调节轴；3、驱动机构；31、齿轴箱；32、蜗轮；33、蜗杆；34、驱动电机；4、伸缩调节架；41、端头固定座；42、调节架；43、调节丝杆；44、连接座；45、调节电机；5、双面光伏电池板；6、第一导轨调节架；61、导向滑槽；62、连接滑座；7、第一反射板；8、第二导轨调节架；9、第二反射板；10、第一调节连杆；11、第二调节连杆；12、铰接座。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
请参阅图1-9，本发明实施例提供一种技术方案：一种跟踪式光伏支架控制系统，包括；主体支架1，主体支架1的顶端水平转动连接有调节轴2，调节轴2的两端对称设置有伸缩调节架4，两个伸缩调节架4之间安装有双面光伏电池板5；调节轴2上通过连接件安装有反射组件，反射组件位于双面光伏电池板5的后侧，反射组件用于将太阳光线反射至双面光伏电池板5的背面。具体的，本实施例提供一种跟踪式光伏支架控制系统，其用于安装双面光伏电池板5，主体支架1包括固定底座，固定底座上垂直设置有支撑架，支撑架顶端通过轴承座转动套设有调节轴2，调节轴2的两端固定伸缩调节架4，两个伸缩调节架4之间固定安装双面光伏电池板5，且在调节轴2上通过连接件安装有反射组件，可选的，反射组件为反射面板，公知的，双面光伏电池板5可以双面接收光照进行发电，通过反射组件将太阳光线反射至双面光伏电池板5的背面进行发电，相比与传统的靠地面反射光线进行发电，显著提高了双面光伏电池板5发电效率，且通过反射组件反射光线进行发电可以降低双面光伏电池板5的安装高度，提高其安装的稳定性。
本实施例提供一种跟踪式光伏支架控制系统，通过在调节轴2上集成布置双面光伏电池板5以及反射组件，通过反射组件将太阳光线反射至双面光伏电池板5的背面进行发电，相比与传统的靠地面反射光线进行发电，显著提高了双面光伏电池板5发电效率，且通过反射组件反射光线进行发电可以降低双面光伏电池板5的安装高度，提高其安装的稳定性，进一步的，通过将双面光伏电池板5以及反射组件均安装在调节轴2上，实现在对双面光伏电池板5进行跟踪式调节时同步带动反射组件进行调节，简化调节结构，使用更加方便。
本发明提供的再一个实施例中，主体支架1上设置驱动机构3，驱动机构3用于驱动调节轴2转动调节。可选的，驱动机构3为电机，通过电机带动调节轴2转动，调节轴2带动其上安装的双面光伏电池板5以及反射组件同步转动调节，实现根据太阳的位置变化跟踪式调节，使得双面光伏电池板5正面实时正对着太阳，即太阳光与双面光伏电池板5角度为九十度，进一步提高了双面光伏电池板5发电的效率。
本发明提供的再一个实施例中，反射组件包括第一导轨调节架6以及第二导轨调节架8，第一导轨调节架6以及第二导轨调节架8均固定在调节轴2上，且第一导轨调节架6以及第二导轨调节架8上分别滑动设置有第一反射板7以及第二反射板9。第一反射板7位于双面光伏电池板5的后侧上方，第二反射板9位于双面光伏电池板5的后侧下方，且第一反射板7以及第二反射板9均与双面光伏电池板5正投影区域具有重合部分。具体的，如图5所述，第一反射板7以及第二反射板9的长度与双面光伏电池板5的长度相等，通过在双面光伏电池板5的后侧上方以及下方区域分别设置第一反射板7以及第二反射板9配合使用，实现将照射在双面光伏电池板5外侧的太阳光反射至双面光伏电池板5的背面，使得双面光伏电池板5的背面受光均匀全面，显著提高提高双面光伏电池板5发电的效率，且不会对多个双面光伏电池板5并列设置使用造成影响。
本发明提供的再一个实施例中，优选的，双面光伏电池板5的背面连接有调节组件，调节组件分别与第一反射板7以及第二反射板9传动连接，当双面光伏电池板5向调节轴2移动时，调节组件驱动第一反射板7以及第二反射板9反向移动以实现：双面光伏电池板5的顶部与第一反射板7底部对接，双面光伏电池板5的底部与第二反射板9的顶部对接。第一导轨调节架6以及第二导轨调节架8上均开设有导向滑槽61，导向滑槽61中滑动设置有连接滑座62，第一反射板7以及第二反射板9均固定在连接滑座62上。调节组件包括铰接座12，铰接座12固定在双面光伏电池板5的背面，且铰接座12上转动连接有第一调节连杆10以及第二调节连杆11，第一调节连杆10以及第二调节连杆11分别与第一导轨调节架6以及第二导轨调节架8上的连接滑座62转动连接。
公知的，太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分，其作用是将太阳的辐射能力转换为电能,或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本，太阳能电池板容易坏主要是因为电池板长期安置在户外，充满风沙，浮灰，而且现在环境污染比较严重,基本都是油灰，这些杂质阻挡电池板吸收阳光，降低电池板工作效率，秋霜冬雪、一年四季的灰尘和风沙，如果没有及时清洗的话，太阳能电池板不禁对太阳能的吸收逐渐衰弱，还很容易产生局部烧坏，从而影响电池板正常工作。所以要定期清洗、保洁。现有的双面光伏电池板5在进行使用时多为成行铺设组成一个平面，在进行清理时，通过人工手动进行清理或者通过自动清理设备进行清理，如青岛昱臣智能机器人企业研发了国内首个无水清洁太阳能光伏电板的智能机器人，又如现有市面上的自动行走式太阳能电池板清扫机器人，在对太阳能电池板进行清理时只能实现对整平平面进行清洗，而本实施例提供一种跟踪式光伏支架控制系统，通过在调节轴上集成布置双面光伏电池板5配合第一反射板7以及第二反射板9，通过第一反射板7以及第二反射板9将太阳光线反射至双面光伏电池板5的背面进行发电，显著提高了双面光伏电池板5发电效率，但是第一反射板7位于双面光伏电池板5的后侧上方，第二反射板9位于双面光伏电池板5的后侧下方，且第一反射板7以及第二反射板9均与双面光伏电池板5正投影区域具有重合部分，即双面光伏电池板5、第一反射板7以及第二反射板9的表面直接具有交错重叠部分，使得无论工作人员手动清理还是自动清理均操作不便，影响清理效率。
本实施例通过在双面光伏电池板5的背面设置铰接座12转动连接第一调节连杆10以及第二调节连杆11，第一调节连杆10与第一导轨调节架6上的连接滑座62转动连接，第二调节连杆11与第二导轨调节架8上的连接滑座62转动连接，在对该跟踪式光伏支架控制系统中双面光伏电池板5、第一反射板7以及第二反射板9的表面进行清理时，通过伸缩调节架4带动双面光伏电池板5向调节轴2移动，此时配合第一调节连杆10以及第二调节连杆11驱动连接滑座62带动第一反射板7以及第二反射板9沿第一导轨调节架6以及第二导轨调节架8反向移动以实现：双面光伏电池板5的顶部与第一反射板7底部对接，双面光伏电池板5的底部与第二反射板9的顶部对接，即(如图7所示)，此时双面光伏电池板5、第一反射板7以及第二反射板9相互拼接，便于人工手动对双面光伏电池板5、第一反射板7以及第二反射板9表面进行清理或通过自动清洗设备进行清理，清洗时更加方便，显著提高清洗效率，同时在正常发电使用时，第一调节连杆10以及第二调节连杆11可以辅助对双面光伏电池板5进行支撑，增强双面光伏电池板5安装的稳定性。
本发明提供的再一个实施例中，驱动机构3包括固定在主体支架1上的齿轴箱31，齿轴箱31内侧设置有相啮合的蜗轮32以及蜗杆33，蜗轮32固定套接在调节轴2上，齿轴箱31的外侧固定有驱动电机34，且驱动电机34的输出轴通过联轴器与蜗杆33传动连接。具体的，在对调节轴2进行转动调节时，通过驱动电机34带动蜗杆33转动，蜗杆33驱动蜗轮32转动带动调节轴2转动，最终实现带动调节轴2上固定的双面光伏电池板5、第一反射板7以及第二反射板9同步转动调节，调节更加方便，且通过蜗杆33配合蜗轮32传动相当于螺旋传动，为多齿啮合传动，故传动平稳、噪音很小，进一步的，蜗杆33的导程角小于啮合蜗轮32轮齿间的当量摩擦角时，使得蜗杆33配合蜗轮32传动机构具有自锁性，可实现反向自锁，即只能蜗杆33带动蜗轮32，而不能由蜗轮32带动蜗杆33，提高该跟踪式光伏支架控制系统整体的稳定性，防止风力作用导致双面光伏电池板5、第一反射板7以及第二反射板9出现摆动，同时防止驱动电机34收到反作用力，对驱动电机34进行保护。
本发明提供的再一个实施例中，还包括光照强度传感器以及单片机，(图中为视出)，述光照强度传感器输出端与单片机输入端电性连接，单片机输出端与驱动电机34的输入端电性连接。具体的，单片机为主控中控，用于接收光照传感器阐述的信息以及箱驱动电机34传输控制命令，可选的，单片机的型号为STC89C51，光照强度传感器的型号为GY-30模块，首先通过单片机控制驱动电机34带动双面光伏电池板5、第一反射板7以及第二反射板9转动调节，并通过光照强度传感器时时采集光照强度数据，采集的数据实时传输至单片机，通过单片机进行记录分析直至光照强度达到最大值时停止。
本发明提供的再一个实施例中，伸缩调节架4包括端头固定座41，端头固定座41固定在调节轴2的端头，且端头固定座41上固定有调节架42，调节架42中滑动设置有连接座44，连接座44与双面光伏电池板5的边框固定连接，调节架42的内侧转动设置有调节丝杆43，调节丝杆43贯穿与连接座44，端头固定座41的尾端还固定有调节电机45，调节电机45与调节丝杆43传动连接。具体的，伸缩调节架4带动双面光伏电池板5向调节轴2移动时，由调节电机45带动调节丝杆43转动，调节丝杆43带动连接座44在调节架42上滑动，从而通过连接座44带动双面光伏电池板5向调节轴2移动。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。
Claims (10)
1.一种跟踪式光伏支架控制系统，包括；主体支架(1)，所述主体支架(1)的顶端水平转动连接有调节轴(2)，其特征在于：
所述调节轴(2)的两端对称设置有伸缩调节架(4)，两个所述伸缩调节架(4)之间安装有双面光伏电池板(5)；
所述调节轴(2)上通过连接件安装有反射组件，所述反射组件位于所述双面光伏电池板(5)的后侧，所述反射组件用于将太阳光线反射至所述双面光伏电池板(5)的背面。
2.根据权利要求1所述的一种跟踪式光伏支架控制系统，其特征在于，所述主体支架(1)上设置驱动机构(3)，所述驱动机构(3)用于驱动所述调节轴(2)转动调节。
3.根据权利要求1所述的一种跟踪式光伏支架控制系统，其特征在于，所述反射组件包括第一导轨调节架(6)以及第二导轨调节架(8)，第一导轨调节架(6)以及第二导轨调节架(8)均固定在所述调节轴(2)上，且第一导轨调节架(6)以及第二导轨调节架(8)上分别滑动设置有第一反射板(7)以及第二反射板(9)。
4.根据权利要求3所述的一种跟踪式光伏支架控制系统，其特征在于，所述第一反射板(7)位于所述双面光伏电池板(5)的后侧上方，所述第二反射板(9)位于所述双面光伏电池板(5)的后侧下方，且第一反射板(7)以及第二反射板(9)均与所述双面光伏电池板(5)正投影区域具有重合部分。
5.根据权利要求4所述的一种跟踪式光伏支架控制系统，其特征在于，所述双面光伏电池板(5)的背面连接有调节组件，所述调节组件分别与所述第一反射板(7)以及第二反射板(9)传动连接，当所述双面光伏电池板(5)向所述调节轴(2)移动时，所述调节组件驱动第一反射板(7)以及第二反射板(9)反向移动以实现：所述双面光伏电池板(5)的顶部与所述第一反射板(7)底部对接，所述双面光伏电池板(5)的底部与第二反射板(9)的顶部对接。
6.根据权利要求5所述的一种跟踪式光伏支架控制系统，其特征在于，所述第一导轨调节架(6)以及第二导轨调节架(8)上均开设有导向滑槽(61)，所述导向滑槽(61)中滑动设置有连接滑座(62)，所述第一反射板(7)以及第二反射板(9)均固定在所述连接滑座(62)上。
7.根据权利要求6所述的一种跟踪式光伏支架控制系统，其特征在于，所述调节组件包括铰接座(12)，所述铰接座(12)固定在所述双面光伏电池板(5)的背面，且铰接座(12)上转动连接有第一调节连杆(10)以及第二调节连杆(11)，所述第一调节连杆(10)以及第二调节连杆(11)分别与第一导轨调节架(6)以及第二导轨调节架(8)上的连接滑座(62)转动连接。
8.根据权利要求2所述的一种跟踪式光伏支架控制系统，其特征在于，所述驱动机构(3)包括固定在所述主体支架(1)上的齿轴箱(31)，所述齿轴箱(31)内侧设置有相啮合的蜗轮(32)以及蜗杆(33)，所述蜗轮(32)固定套接在所述调节轴(2)上，所述齿轴箱(31)的外侧固定有驱动电机(34)，且驱动电机(34)的输出轴通过联轴器与所述蜗杆(33)传动连接。
9.根据权利要求8所述的一种跟踪式光伏支架控制系统，其特征在于，还包括光照强度传感器以及单片机，所述光照强度传感器输出端与所述单片机输入端电性连接，所述单片机输出端与所述驱动电机(34)的输入端电性连接。
10.根据权利要求1所述的一种跟踪式光伏支架控制系统，其特征在于，所述伸缩调节架(4)包括端头固定座(41)，所述端头固定座(41)固定在所述调节轴(2)的端头，且端头固定座(41)上固定有调节架(42)，所述调节架(42)中滑动设置有连接座(44)，所述连接座(44)与所述双面光伏电池板(5)的边框固定连接，所述调节架(42)的内侧转动设置有调节丝杆(43)，所述调节丝杆(43)贯穿与所述连接座(44)，所述端头固定座(41)的尾端还固定有调节电机(45)，所述调节电机(45)与所述调节丝杆(43)传动连接。
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