CN115037233B - 一种沙漠防风式光伏发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明的一种沙漠防风式光伏发电装置，包括两个对称的用于与混凝土桩固定的固定桩筒，所述固定桩筒顶侧连接有支撑固定机构，所述支撑固定机构包括设于所述固定桩筒顶侧的第一固定杆，所述第一固定杆与所述固定桩筒之间通过环形阵列的连接杆固定连接，通过散热水箱的设置，在正常使用时，利用水的导热传递热量，通过散热水箱扩大散热面积，有效提高散热效率，在大风天气时，则能够自动控制光伏板翻转，配合散热水箱和弧形空心板组成凸起朝向底侧的平凸状翼型，使得气压对光伏板的作用力朝向底侧而提高支撑结构的抗风能力，同时光伏板翻转后，内部水朝向底侧聚集使得重心下移，更进一步提高了稳定性。

Description

一种沙漠防风式光伏发电装置

技术领域

本发明涉及光伏发电相关领域，具体为一种沙漠防风式光伏发电装置。

背景技术

光伏发电系统是指利用光伏电池的光生伏特效应，将太阳辐射能直接转换成电能的发电系统，来源于取之不尽、用之不竭的太阳能，是一种清洁、安全和可再生的能源，沙漠区域的空间大、降雨少且日照时间长，是极为适合光伏发电系统的区域，并有助于治沙和植被恢复，但也存在着明显的问题，诸如沙漠中温度过高导致光伏板损坏以及强风导致的形变、破损，现有技术中如一种具备防风功能的光伏板系统(CN202011164659.2)，一般采用将光伏板翻转调整角度或收纳起来的方式来避免强风影响，而仅翻转并无法有效避免风向复杂易变的强风影响，收纳的方式也会对发电效率产生较大影响，且沙漠中光伏板数量大，收纳设置成本高昂。

发明内容

本发明的目的是提供一种沙漠防风式光伏发电装置，来解决上述问题。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种沙漠防风式光伏发电装置，包括两个对称的用于与混凝土桩固定的固定桩筒，所述固定桩筒顶侧连接有支撑固定机构，所述支撑固定机构包括设于所述固定桩筒顶侧的第一固定杆，所述第一固定杆与所述固定桩筒之间通过环形阵列的连接杆固定连接，所述第一固定杆顶侧均布且固定设有第二固定杆，所述第二固定杆的长度等值递增且按顺序排列固定，相对位置等长的两个第二固定杆之间固定设有散热水箱，所述散热水箱的尖端朝向所述第二固定杆长度递增的方向，所述散热水箱底端固定安装有连接架，所述连接架两侧向顶侧延伸的端部固定安装有限位块，所述限位块贯通设有弧形滑槽，相对位置的所述限位块之间设有安装框，所述弧形滑槽内滑动设有弧形滑块，所述安装框与两侧的所述弧形滑块固定连接，所述弧形滑块与所述弧形滑槽内壁之间固定连接有弹簧，所述安装框上固定安装有光伏板，所述散热水箱和所述安装框之间设有调整机构，所述调整机构包括固定设于所述散热水箱内的收纳槽，所述收纳槽的开口方向朝向所述第二固定杆长度递减方向，所述收纳槽内设有水袋，所述收纳槽远离开口的一侧内壁均布且固定设有第一连接管，所述第一连接管的一端伸入所述散热水箱内，所述第一连接管的另一端伸入所述水袋内且与所述水袋固定连接，所述水袋内滑动设有弧形空心板，所述弧形空心板的一端延伸至外且与所述安装框底侧端面固定连接，所述弧形空心板处于所述收纳槽内的一端与所述水袋固定连接。

优选地，所述调整机构包括设于所述安装框内的导热水槽，所述弧形空心板内均布有第二连接管，所述第二连接管的一端与所述导热水槽连通，所述第二连接管的另一端延伸进入所述水袋内。

优选地，所述散热水箱内、所述水袋内以及所述导热水槽内均存储有一定量的水。

优选地，所述水袋的材料能够被挤压折叠起来且不具有弹性。

优选地，所述弧形空心板底侧端面且位于靠近所述安装框的位置固定连接有拉拽带，位于靠近所述收纳槽的所述连接架水平部分上转动设有定滑轮，位于靠近所述散热水箱尖端的所述连接架水平部分上转动设有转筒，所述转筒上固定设有卷绕轮，所述拉拽带绕过所述定滑轮且与所述卷绕轮固定连接。

优选地，所述转筒上设有第一链轮，最顶侧所述散热水箱的底侧端面固定设有第三固定杆，所述第三固定杆底端固定设有电机安装座，所述电机安装座上固定设有风速传感器，检测来自所述散热水箱尖端方向的风，所述电机安装座底侧端面固定安装有电机，所述电机的电机轴固定安装有第二链轮，各个位置的所述第一链轮与所述第二链轮之间共同绕设有传动链。

优选地，所述安装框靠近所述散热水箱尖端一侧端面固定设有连接杆，所述安装框靠近所述散热水箱尖端一侧设有翻转板，所述翻转板上对应所述连接杆的位置开设有连接槽，所述连接杆上贯穿且转动设有固定轴，所述固定轴两端与所述连接槽内壁固定连接。

优选地，所述连接杆与所述连接槽内壁之间固定连接有扭簧。

综上所述，本发明具有如下有益效果：通过散热水箱的设置，在正常使用时，利用水的导热传递热量，通过散热水箱扩大散热面积，有效提高散热效率，在大风天气时，则能够自动控制光伏板翻转，配合散热水箱和弧形空心板组成凸起朝向底侧的平凸状翼型，使得气压对光伏板的作用力朝向底侧而提高支撑结构的抗风能力，同时光伏板翻转后，内部水朝向底侧聚集使得重心下移，更进一步提高了稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例结构示意图；

图2是本发明实施例图1的顶侧视角结构示意图；

图3是本发明实施例部分支撑固定机构以及调整机构的结构示意图；

图4是本发明实施例图1中“A”处的放大示意图；

图5是本发明实施例图3中“B”处的放大示意图；

图6是本发明实施例部分调整机构的剖视结构图；

图7是本发明实施例翻转板与安装框连接位置的剖视结构图。

图中：11、固定桩筒；12、第一固定杆；13、连接杆；14、第二固定杆；15、散热水箱；16、连接架；17、限位块；18、弧形滑槽；19、安装框；20、弧形滑块；21、弹簧；22、光伏板；23、导热水槽；24、弧形空心板；25、收纳槽；26、水袋；27、第一连接管；28、第二连接管；29、拉拽带；30、定滑轮；31、转筒；32、卷绕轮；33、第一链轮；34、第三固定杆；35、电机安装座；36、电机；37、第二链轮；38、传动链；39、连接杆；40、翻转板；41、连接槽；42、固定轴；43、扭簧。

具体实施方式

结合附图1-图7所述的一种沙漠防风式光伏发电装置，包括两个对称的用于与混凝土桩固定的固定桩筒11，所述固定桩筒11顶侧连接有支撑固定机构，所述支撑固定机构包括设于所述固定桩筒11顶侧的第一固定杆12，所述第一固定杆12与所述固定桩筒11之间通过环形阵列的连接杆13固定连接，所述第一固定杆12顶侧均布且固定设有第二固定杆14，所述第二固定杆14的长度等值递增且按顺序排列固定，相对位置等长的两个第二固定杆14之间固定设有散热水箱15，所述散热水箱15的尖端朝向所述第二固定杆14长度递增的方向，所述散热水箱15底端固定安装有连接架16，所述连接架16两侧向顶侧延伸的端部固定安装有限位块17，所述限位块17贯通设有弧形滑槽18，相对位置的所述限位块17之间设有安装框19，所述弧形滑槽18内滑动设有弧形滑块20，所述安装框19与两侧的所述弧形滑块20固定连接，所述弧形滑块20与所述弧形滑槽18内壁之间固定连接有弹簧21，所述安装框19上固定安装有光伏板22，所述散热水箱15和所述安装框19之间设有调整机构，所述调整机构包括固定设于所述散热水箱15内的收纳槽25，所述收纳槽25的开口方向朝向所述第二固定杆14长度递减方向，所述收纳槽25内设有水袋26，所述收纳槽25远离开口的一侧内壁均布且固定设有第一连接管27，所述第一连接管27的一端伸入所述散热水箱15内，所述第一连接管27的另一端伸入所述水袋26内且与所述水袋26固定连接，所述水袋26内滑动设有弧形空心板24，所述弧形空心板24的一端延伸至外且与所述安装框19底侧端面固定连接，所述弧形空心板24处于所述收纳槽25内的一端与所述水袋26固定连接，通过控制所述安装框19的翻转，在强风天气下，使得所述安装框19和所述光伏板22翻转至水平，与所述散热水箱15和所述弧形空心板24组成凸起朝向底侧的平凸状翼型，增强防风能力。

有益地，所述调整机构包括设于所述安装框19内的导热水槽23，所述弧形空心板24内均布有第二连接管28，所述第二连接管28的一端与所述导热水槽23连通，所述第二连接管28的另一端延伸进入所述水袋26内。

有益地，所述散热水箱15内、所述水袋26内以及所述导热水槽23内均存储有一定量的水。

有益地，所述水袋26的材料能够被挤压折叠起来且不具有弹性，可选用PVC材质。

有益地，所述弧形空心板24底侧端面且位于靠近所述安装框19的位置固定连接有拉拽带29，位于靠近所述收纳槽25的所述连接架16水平部分上转动设有定滑轮30，位于靠近所述散热水箱15尖端的所述连接架16水平部分上转动设有转筒31，所述转筒31上固定设有卷绕轮32，所述拉拽带29绕过所述定滑轮30且与所述卷绕轮32固定连接。

有益地，所述转筒31上设有第一链轮33，最顶侧所述散热水箱15的底侧端面固定设有第三固定杆34，所述第三固定杆34底端固定设有电机安装座35，所述电机安装座35上固定设有风速传感器，检测来自所述散热水箱15尖端方向的风，所述电机安装座35底侧端面固定安装有电机36，所述电机36的电机轴固定安装有第二链轮37，各个位置的所述第一链轮33与所述第二链轮37之间共同绕设有传动链38。

有益地，所述安装框19靠近所述散热水箱15尖端一侧端面固定设有连接杆39，所述安装框19靠近所述散热水箱15尖端一侧设有翻转板40，所述翻转板40上对应所述连接杆39的位置开设有连接槽41，所述连接杆39上贯穿且转动设有固定轴42，所述固定轴42两端与所述连接槽41内壁固定连接，所述连接杆39与所述连接槽41内壁之间固定连接有扭簧43。

有益地，当所述安装框19翻转至倾斜状态时，所述光伏板22处于正常工作状态，通过所述翻转板40的翻转避免光照直射至所述光伏板22的底侧，所述光伏板22翻转至水平状态的过程中，所述扭簧43使得所述翻转板40与所述安装框19的顶侧端面处于同一平面内，也使得所述散热水箱15顶侧弧面与所述安装框19顶侧端面之间过渡更加平滑。

本发明使用方法:

初始状态下：安装框19和光伏板22处于水平状态，扭簧43始终处于被扭转状态，翻转板40的末端搭接在散热水箱15的顶侧弧面，水袋26处于伸展开的状态。

初始状态为防止强风的状态，此时导热水槽23和散热水箱15内的水并未完全充满其内部空间。

通过固定桩筒11将本发明与混凝土桩固定，当风速传感器检测风速未达到阈值时，装置切换正常使用状态，电机36启动正转带动第二链轮37转动，通过传动链38带动各个位置的第一链轮33和转筒31转动，从而卷绕轮32随着转筒31转动，卷绕轮32卷绕拉拽带29，通过拉拽带29拉动弧形空心板24滑动，使得弧形空心板24向着收纳槽25内部滑动，从而安装框19和光伏板22翻转倾斜，在翻转的过程中，翻转板40触碰到其他安装框19时，被推动翻转，而此时翻转板40末端始终与相邻的安装框19接触，从而遮蔽相邻安装框19之间的缝隙，避免阳光直射至光伏板22的底侧，在翻转的过程中，水袋26被挤压折叠，原本在水袋26内部的水被挤压进入散热水箱15和导热水槽23内部，通过水的导热，使得导热水槽23的热量被传递至散热水箱15内侧，通过散热水箱15扩大与空气的接触面积，从而提高散热面积，加快散热速度，避免光伏板22过热出现损坏。

当风速传感器检测风速达到阈值时，装置切换回初始状态，电机36启动反转带动第二链轮37转动，使得卷绕轮32放松拉拽带29，在弧形滑块20的作用下，限位块17滑动带动安装框19和光伏板22翻转回复至水平状态，扭簧43使得翻转板40与安装框19的顶侧端面处于同一平面内，也使得散热水箱15顶侧弧面与安装框19顶侧端面之间过渡更加平滑，使得每个散热水箱15和相应的光伏板22之间重新变成凸起朝向底侧的平凸状翼型，风经过时从散热水箱15底侧经过的空气流速更快，从而气压给光伏板22施加向底侧的力，避免强风导致连接结构失效，同时，装置回复初始装填后，水袋26重新被拉伸展开，位于散热水箱15、导热水槽23和水袋26内的水，在重力作用下，使得水袋26内充满水，而散热水箱15内的顶侧和导热水槽23内存在部分空间，从而使得水往散热水箱15的底侧聚集，使得装置的重心下移，增强稳定性从而使得抗风能力得到提高。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种沙漠防风式光伏发电装置，包括两个对称的用于与混凝土桩固定的固定桩筒（11），其特征在于：所述固定桩筒（11）顶侧连接有支撑固定机构，所述支撑固定机构包括设于所述固定桩筒（11）顶侧的第一固定杆（12），所述第一固定杆（12）与所述固定桩筒（11）之间通过环形阵列的连接杆（13）固定连接，所述第一固定杆（12）顶侧均布且固定设有第二固定杆（14），所述第二固定杆（14）的长度等值递增且按顺序排列固定，相对位置等长的两个第二固定杆（14）之间固定设有散热水箱（15），所述散热水箱（15）的尖端朝向所述第二固定杆（14）长度递增的方向，所述散热水箱（15）底端固定安装有连接架（16），所述连接架（16）两侧向顶侧延伸的端部固定安装有限位块（17），所述限位块（17）贯通设有弧形滑槽（18），相对位置的所述限位块（17）之间设有安装框（19），所述弧形滑槽（18）内滑动设有弧形滑块（20），所述安装框（19）与两侧的所述弧形滑块（20）固定连接，所述弧形滑块（20）与所述弧形滑槽（18）内壁之间固定连接有弹簧（21），所述安装框（19）上固定安装有光伏板（22），所述散热水箱（15）和所述安装框（19）之间设有调整机构，所述调整机构包括固定设于所述散热水箱（15）内的收纳槽（25），所述收纳槽（25）的开口方向朝向所述第二固定杆（14）长度递减方向，所述收纳槽（25）内设有水袋（26），所述收纳槽（25）远离开口的一侧内壁均布且固定设有第一连接管（27），所述第一连接管（27）的一端伸入所述散热水箱（15）内，所述第一连接管（27）的另一端伸入所述水袋（26）内且与所述水袋（26）固定连接，所述水袋（26）内滑动设有弧形空心板（24），所述弧形空心板（24）的一端延伸至外且与所述安装框（19）底侧端面固定连接，所述弧形空心板（24）处于所述收纳槽（25）内的一端与所述水袋（26）固定连接；

所述调整机构包括设于所述安装框（19）内的导热水槽（23），所述弧形空心板（24）内均布有第二连接管（28），所述第二连接管（28）的一端与所述导热水槽（23）连通，所述第二连接管（28）的另一端延伸进入所述水袋（26）内；

所述散热水箱（15）内、所述水袋（26）内以及所述导热水槽（23）内均存储有一定量的水；

所述水袋（26）的材料能够被挤压折叠起来且不具有弹性；

所述弧形空心板（24）底侧端面且位于靠近所述安装框（19）的位置固定连接有拉拽带（29），位于靠近所述收纳槽（25）的所述连接架（16）水平部分上转动设有定滑轮（30），位于靠近所述散热水箱（15）尖端的所述连接架（16）水平部分上转动设有转筒（31），所述转筒（31）上固定设有卷绕轮（32），所述拉拽带（29）绕过所述定滑轮（30）且与所述卷绕轮（32）固定连接；

所述转筒（31）上设有第一链轮（33），最顶侧所述散热水箱（15）的底侧端面固定设有第三固定杆（34），所述第三固定杆（34）底端固定设有电机安装座（35），所述电机安装座（35）上固定设有风速传感器，检测来自所述散热水箱（15）尖端方向的风，所述电机安装座（35）底侧端面固定安装有电机（36），所述电机（36）的电机轴固定安装有第二链轮（37），各个位置的所述第一链轮（33）与所述第二链轮（37）之间共同绕设有传动链（38）。

2.根据权利要求1所述的一种沙漠防风式光伏发电装置，其特征在于：所述安装框（19）靠近所述散热水箱（15）尖端一侧端面固定设有连接杆（39），所述安装框（19）靠近所述散热水箱（15）尖端一侧设有翻转板（40），所述翻转板（40）上对应所述连接杆（39）的位置开设有连接槽（41），所述连接杆（39）上贯穿且转动设有固定轴（42），所述固定轴（42）两端与所述连接槽（41）内壁固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种沙漠防风式光伏发电装置，其特征在于：所述连接杆（39）与所述连接槽（41）内壁之间固定连接有扭簧（43）。

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