CN115065310A - 一种多功能新能源光伏发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能新能源光伏发电装置，包括底板，所述底板上端面设置有多个光伏板，所述光伏板与底板之间存在空隙且设有多个连接组件，所述底板下底面连接有升降组件，所述底板上阵列穿插有多个清洗组件，所述清洗组件包括透明罩、透光基体以及透光底板，所述清洗组件还包括控制电机和转轴，所述透明罩上开设有进水孔和排水孔，所述光伏板下沿的下方位于所述底板上端面设有集水组件。本发明通过所述连接组件对光伏板底部支撑且散热，清洗组件将储存的雨水通过控制电机排出进而清洁光伏板表面，所述光伏板通过所述升降组件调控倾角和高度，装置整体功能多样化，能实现自清洁、自动散热，以及采光姿态调整，且结构稳定便于使用。

Description

一种多功能新能源光伏发电装置

技术领域

本发明属于光伏发电技术领域，具体涉及一种多功能新能源光伏发电装置。

背景技术

光伏发电是对太阳能的利用，太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点，在长期的能源战略中具有重要地位。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。主要由太阳电池板(组件)、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。

中国专利授权公告号CN113904622A提供的“一种多功能新能源光伏发电装置”，可通过挤压待过滤区内的污水加快污水进入到过滤区内的速度，进入过滤区内的水经由第二水泵重新输入到水箱内，能够实现水的循环使用，减少水资源的浪费。

但是上述装置在使用时存在以下缺点；

装置通过固定的光伏板吸收光能，但是光线的照射角度会随着太阳的移动而发生改变，阳光的吸收效率不高，发电量较低，光伏板与移动架固定，长时间使用光伏板底部阴暗面容易滋生苔藓，从而影响光伏板散热，影响光伏板寿命，增加了使用成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够调节光伏板角度以及高度，能保持光伏板底部干燥散热且有自动清洗功能的光伏板的一种多功能新能源光伏发电装置。

本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：

一种多功能新能源光伏发电装置，包括：底板，底板上方阵列设置有多个光伏板，光伏板与底板之间存在高度间隙，任一光伏板底面与底板上端面之间对称设有多个连接组件，底板上阵列开设有安装孔，安装孔内固定有清洗组件，底板下方连接有升降组件，升降组件包括阵列布设的第一液压杆以及第二液压杆，第一液压杆的顶端铰接连接在底板底面一侧，第二液压杆的顶端铰接连接在底板另一侧，任一第一液压杆与第二液压杆底部向下固定有支撑杆，支撑杆底脚平齐且固定于地面，相邻支撑杆之间固定有加强杆，升降组件还包括控制器，控制器固定在最外侧的一个支撑杆上。光伏板通过连接组件固定于底板上方一定高度，有利于气流通过光伏板底部进行散热，避免温度过高造成光伏板的过热短路，影响采光效率，通过控制器能分别控制第一液压杆和第二液压杆的伸缩，从而调控底板和光伏板相对地面的倾斜程度以及离地高度，从而适应太阳的光照变化，以获得更高效的光能采集效率，同时在暴雨天气能通过控制组件升高第一液压杆，从而使底板与光伏板与地面形成较大倾角，有利于减小雨水对光伏板的冲击力，从而保护光伏板不受冲击而损坏，支撑杆使装置整体离地一定高度，有助于避免地面潮湿影响光伏板和底板下端面，造成苔藓类植物的生长，影响光伏板散热，加强杆加固相邻支撑杆的连接，避免装置在放置于地面时受大风影响倒伏，同时加强杆能拦截靠近底面生物进入到底板下方，降低底板底部受损的风险。

优选地，连接组件包括弹性底板，弹性底板固定于底板上端面，弹性底板上端面向上固定有弹性柱，弹性柱与光伏板下端面固定连接，弹性柱外侧套有轴承，轴承的外圈环绕连接有倾斜设置的弹性叶板，弹性叶板至高点低于弹性柱至高点。弹性底板和弹性柱形成底板和光伏板的弹性连接，光伏板在受雨水冲击以及外物撞击时产生震动，震动能量能通过弹性柱的弹性形变被吸收，从而减少光伏板的晃动，弹性柱保持底板与光伏板之间的间距，空气流过间距时会作用弹性叶板，从而使弹性叶板带动轴承外圈旋转形成扰动气流，扰动的气流有助于提升光伏板背面散热的效果，且气流能带走光伏板底面的潮湿水汽以及灰尘，避免光伏板底面生长苔藓影响光伏板散热，弹性叶板转动产生的气流携带光伏板底部的热气流经底板上下沿，能对靠近装置的昆虫以及生物驱赶。

优选地，清洗组件包括连接基体，连接基体固定于底板上端面，连接基体顶面向下开设有第一凹槽以及第二凹槽，第二凹槽内壁固定有环形板，第一凹槽内固定有透明罩，透明罩壁体上方阵列开设有进水孔，透明罩壁体侧方环绕开设排水孔，环形板底面固定有透光基体，透光基体底部设有透光底板，透光底板与透光基体通过电控转轴铰接连接。底板上方的光照能够穿过透明罩、透光基体以及透光底板照射到底板正下方，避免底板下方阴暗面的植物无法获得光照而枯萎腐烂，从而减小昆虫进入装置的几率，同时穿过清洗组件的光照能提高底板下方整体环境的干燥，避免底板过分潮湿而滋生苔藓或发霉，雨水能通过进水孔流入到透光基体内被收集，有利于增加装置重量并降低装置整体重心，从而增加装置在地面上的稳固性，避免地面泥土受雨水影响过于稀松而造成装置倒伏，同时也避免强力气流吹动装置造成装置过分晃动而损伤光伏板，在阳光充足条件下，透光基体内收集的雨水蒸发吸热，能带走周围热量，帮助光伏板散热，提高装置使用寿命。

优选地，透明罩内壁顶面设有控制电机，控制电机包括转轴，转轴外侧环绕布设有搅拌叶板，环绕布设的多个搅拌叶板在转轴轴向方向上阵列设置。透光基体在收集雨水后，能够通过控制器启动控制电机，控制电机通过转轴带动各个搅拌叶板转动，搅拌叶板的转动使透光基体内的雨水从多个方面的排水孔向外甩出，甩出的雨水能对光伏板表面清洗，同时透光基体在储存雨水的过程中能通过静置雨水中的颗粒，从而保证从清洗光伏板表面的水较为洁净，避免颗粒残留在光伏板表面影响太阳能的收集转换。

优选地，环形板上端面环绕布设有多个导流板，导流板为弧形板且底部与环形板铰接连接，第二凹槽上边沿处的倾斜面与导流板之间固定有连接弹簧，导流板的板体延伸方向朝向排水孔。雨水再被搅拌叶板向外出的过程中，会撞击各个导流板，使导流板在铰接处发生摆动并挤压连接弹簧，连接弹簧在形变和恢复形变过程中带动导流板来回晃动，从而引导向外甩出的雨水，使雨水不断调整被甩出的角度和甩出范围，有利于光伏板获得更好的清洗效果，导流板在静止状态下其末端位于排水孔附近，能够有效阻挡外部生物通过排出口进入透明罩内，污染收集的雨水。

优选地，底板上阵列设置有多个集水组件，集水组件包括集水槽，集水槽固定于底板上端面且集水槽的上方开口正对于各个光伏板较低边沿下方，集水槽底面开设有多个第一流通孔，底板上开设有位于各个第一流通孔下方的第二流通孔，第二流通孔与第一流通孔均为通孔且连通。部分雨水流沿着光伏板的倾斜面向下流动至光伏板下沿，并受重力流下至集水槽内，集水槽内雨水通过各个第一流通孔和第二流通孔流下到底板正下方的植物上，一方面避免雨水只从底板下沿流出造成该侧的地面松软，导致装置向该侧倒伏，另一方面避免植物缺水枯死腐烂吸引昆虫，，减小昆虫进入装置内部干扰光能转换工作过程，且多个第一流通孔和第二流通孔能使底板上下方空气更好的交换流通，有助于对光伏板散热的同时，也有利于加速底部潮湿底面的干燥。

优选地，底板底面阵列设置有多个伸缩杆组件，伸缩杆组件包括伸缩套筒，伸缩套筒一端可滑移地穿插有伸缩杆，伸缩杆与底板底面铰接连接，伸缩套筒另一端铰接连接有滑移套筒，滑移套筒套在第一液压杆上。第一液压杆在升降过程中，伸缩杆在铰接处发生摆动，同时伸缩杆在伸缩套筒内伸缩，配合伸缩套筒在与滑移套筒铰接处摆动，实现伸缩杆组件对第一液压杆以及底板的可动式连接，加固了第一液压杆在升降时的稳固性，避免第一液压杆在升降时受晃动而折断。

优选地，底板靠近第二液压杆一侧倾斜设置有反光板。反光板将沿着底板向下沿流出的雨水向外导流，使雨水被排出到距离装置水平距离较远的位置，避免雨水时装置安装底面的泥土变得过于松软而导致装置下陷或倒伏，同时在太阳光背向光伏板的倾斜面时，反光板能反射部分光线给光伏板进行光电转化，进一步提升了资源利用率，增加了发电效率，反光板在反射光线的同时能有效驱赶装置上方的飞行生物靠近，有利于降低光伏板受损的几率，降低维修成本。

本发明由于采用了清洗组件实现自动清洁光伏板，并利用升降组件适应光照变化，因而具有如下有益效果：连接组件支撑各个光伏板，有利于光伏板底部散热；清洗组件收集雨水并自动清洁光伏板表面，保证装置光能吸收效率；清洗组件能透过光线至底部，有利于底板下方干燥，避免苔藓类植物生长；导流板自动摆动从而调整排出雨水角度范围，有利于提升光伏板清洁效果；升降组件便于调控光伏板倾角以及高度，以适应变化的太阳光，有利于光伏板的采光效率。因此，本发明是一种能够调节光伏板角度以及高度，能保持光伏板底部干燥散热且有自动清洗功能的光伏板的一种多功能新能源光伏发电装置。

附图说明

图1为装置整体示意图；

图2为连光伏板示意图；

图3为连接组件示意图；

图4为弹性柱示意图；

图5为集水组件示意图；

图6为底板示意图；

图7为清洗组件示意图；

图8为控制电机示意图。

附图标号：底板1；安装孔10；连接组件2；弹性底板20；弹性柱21；轴承22；弹性叶板23；光伏板3；清洗组件4；连接基体40；第一凹槽400；第二凹槽401；环形板402；透明罩41；进水孔410；排水孔411；透光基体42；透光底板43；控制电机44；转轴45；搅拌叶板46；导流板50；连接弹簧51；集水组件6；集水槽60；第一流通孔61；第二流通孔62；升降组件7；第一液压杆70；第二液压杆71；支撑杆72；加强杆720；控制器73；伸缩杆组件8；伸缩套筒80；伸缩杆81；滑移套筒82；反光板9。

具体实施方式

以下结合具体实施方式和附图对本发明的技术方案作进一步详细描述：

显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见附图1-3，一种多功能新能源光伏发电装置，包括：底板1，底板1上方阵列设置有多个光伏板3，光伏板3与底板1之间存在高度间隙，任一光伏板3底面与底板1上端面之间对称设有多个连接组件2，底板1下方连接有升降组件7，升降组件7包括阵列布设的第一液压杆70以及第二液压杆71，第一液压杆70的可伸缩杆81体的顶端铰接连接在底板1底面一侧，第二液压杆71的可伸缩杆81体的顶端铰接连接在底板1另一侧，任一第一液压杆70与第二液压杆71底部向下固定有支撑杆72，支撑杆72底脚平齐且固定于地面，相邻支撑杆72之间固定有加强杆720，升降组件7还包括能控制第一液压杆70和第二液压杆71的控制器73，控制器73固定在最外侧的一个支撑杆72上。

光伏板3通过连接组件2固定于底板1上方一定高度，有利于气流通过光伏板3底部进行散热，避免温度过高造成光伏板3的过热短路，影响采光效率，通过控制器73能分别控制第一液压杆70和第二液压杆71的伸缩，从而调控底板1和光伏板3相对地面的倾斜程度以及离地高度，从而适应太阳的光照变化，有利于光伏板3获得更高效的光能采集效率，同时在暴雨天气，能通过控制组件升高第一液压杆70，从而使底板1与光伏板3与地面形成较大倾角，有利于减小雨水对光伏板3的冲击力，从而保护光伏板3不受冲击而损坏，支撑杆72架设装置整体离地一定高度，有助于减小潮湿底面对光伏板3和底板1下端面的影响，避免造成苔藓类植物的生长影响光伏板3散热，加强杆720加固相邻支撑杆72的连接，避免装置在放置于地面时受大风影响倒伏，同时加强杆720能拦截靠近底面生物进入到底板1下方，降低底板1受损的风险。

参见附图3-4，连接组件2包括弹性底板201，弹性底板201固定于底板1上端面，弹性底板201上端面向上固定有弹性柱21，弹性柱21与光伏板3下端面固定连接，弹性柱21外侧套有轴承22，轴承22的外圈环绕连接有倾斜设置的弹性叶板23，弹性叶板23至高点低于弹性柱21至高点。

弹性底板201和弹性柱21形成底板1和光伏板3的弹性连接，光伏板3在受雨水冲击以及外物撞击时产生震动，弹性柱21通过弹性形变吸收震动能量，从而减少光伏板3的晃动，弹性柱21保持底板1与光伏板3之间的间距，空气流过间距时作用弹性叶板23，弹性叶板23带动轴承22外圈旋转形成扰动气流，有助于提升光伏板3背面散热的效果，且气流能带走光伏板3底面的潮湿水汽以及灰尘，进一步增加光伏板3底部的散热效果，弹性叶板23转动产生的气流携带光伏板3底部的热气并流经底板1上下沿，能对靠近装置的昆虫以及生物驱赶。

参见附图6，底板1上阵列开设有安装孔10，安装孔10内固定有清洗组件4。

参见附图7，清洗组件4包括连接基体40，连接基体40固定于底板1上端面，连接基体40顶面向下开设有第一凹槽400以及第二凹槽401，第二凹槽401内壁固定有环形板402，第一凹槽400内固定有透明罩41，透明罩41壁体上方阵列开设有进水孔410，透明罩41壁体侧方环绕开设排水孔411，环形板402底面固定有透光基体42，透光基体42底部设有透光底板431，透光底板431与透光基体42通过电控转轴45铰接连接。

底板1上方的光照能够穿过透明罩41、透光基体42以及透光底板431照射到底板1正下方，避免底板1下方阴暗面的植物无法获得光照而枯萎腐烂，从而减小昆虫进入装置的几率，同时穿过清洗组件4的光照能提高底板1下方整体环境的干燥，避免底板1过分潮湿而滋生苔藓或发霉，雨水能通过进水孔410流入到透光基体42内被收集，有利于增加装置重量并降低装置整体重心，从而增加装置在地面上的稳固性，避免地面泥土受雨水影响过于稀松而造成装置倒伏，同时也避免强力气流吹动装置造成装置过分晃动而损伤光伏板3，在阳光充足条件下，透光基体42内收集的雨水蒸发吸热，能带走周围热量，帮助光伏板3散热，提高装置使用寿命，通过电控打开透光底板431排出透光基体42内残余的雨水，避免透光基体42内部水体发臭污染透光基体42。

参见附图8，透明罩41内壁顶面设有控制电机44，控制电机44包括转轴45，转轴45外侧环绕布设有搅拌叶板46，环绕布设的多个搅拌叶板46在转轴45轴向方向上阵列设置。透光基体42在收集雨水后，能够通过控制器73启动控制电机44，控制电机44通过转轴45带动各个搅拌叶板46转动，搅拌叶板46的转动使透光基体42内的雨水从多个方面的排水孔411向外甩出，甩出的雨水能对光伏板3表面清洗，同时透光基体42在储存雨水的过程中能通过静置雨水中的颗粒，从而保证从清洗光伏板3表面的水较为洁净，避免颗粒残留在光伏板3表面影响太阳能的收集转换。

环形板402上端面环绕布设有多个导流板50，导流板50为弧形板且底部与环形板402铰接连接，第二凹槽401上边沿处的倾斜面与导流板50之间固定有连接弹簧51，导流板50的板体延伸方向朝向排水孔411。雨水再被搅拌叶板46向外出的过程中，会撞击各个导流板50，使导流板50在铰接处发生摆动并挤压连接弹簧51，连接弹簧51在形变和恢复形变过程中带动导流板50来回晃动，从而引导向外甩出的雨水，使雨水不断调整被甩出的角度和甩出范围，有利于光伏板3获得更好的清洗效果，导流板50在静止状态下其末端位于排水孔411附近，能够有效阻挡外部生物通过排出口进入透明罩41内，污染收集的雨水。

参见附图5-6，底板1上阵列设置有多个集水组件6，集水组件6包括集水槽60，集水槽60固定于底板1上端面且集水槽60的上方开口正对于各个光伏板3较低边沿下方，集水槽60底面开设有多个第一流通孔61，底板1上开设有位于各个第一流通孔61下方的第二流通孔62，第二流通孔62与第一流通孔61均为通孔且连通。部分雨水流沿着光伏板3的倾斜面向下流动至光伏板3下沿，并受重力流下至集水槽60内，集水槽60内雨水通过各个第一流通孔61和第二流通孔62流下到底板1正下方的植物上，一方面避免雨水只从底板1下沿流出造成该侧的地面松软，导致装置向该侧倒伏，另一方面避免植物缺水枯死腐烂吸引昆虫，，减小昆虫进入装置内部干扰光能转换工作过程，且多个第一流通孔61和第二流通孔62能使底板1上下方空气更好的交换流通，有助于对光伏板3散热的同时，也有利于加速底部潮湿底面的干燥。

参见附图1，底板1底面阵列设置有多个伸缩杆81组件8，伸缩杆81组件8包括伸缩套筒80，伸缩套筒80一端可滑移地穿插有伸缩杆81，伸缩杆81与底板1底面铰接连接，伸缩套筒80另一端铰接连接有滑移套筒82，滑移套筒82套在第一液压杆70上。第一液压杆70在升降过程中，伸缩杆81在铰接处发生摆动，同时伸缩杆81在伸缩套筒80内伸缩，配合伸缩套筒80在与滑移套筒82铰接处摆动，实现伸缩杆81组件8对第一液压杆70以及底板1的可动式连接，加固了第一液压杆70在升降时的稳固性，避免第一液压杆70在升降时受晃动而折断。

底板1靠近第二液压杆71一侧倾斜设置有反光板9。反光板9将沿着底板1向下沿流出的雨水向外导流，使雨水被排出到距离装置水平距离较远的位置，避免雨水冲击装置下方地面泥土变得过于松软而导致装置下陷或倒伏，在太阳光背向光伏板3的倾斜面时，光伏板3难以获得光能进行电能转化，反光板9能反射部分光线至光伏板3，进一步提升了资源利用率，增加了发电效率，同时，反光板9在反射光线时能有效驱赶装置上方的飞行生物靠近，有利于降低光伏板3受损的几率，降低维修成本。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (8)

1.一种多功能新能源光伏发电装置，包括：底板（1），所述底板（1）上方阵列设置有多个光伏板（3），所述光伏板（3）与所述底板（1）之间存在高度间隙，任一所述光伏板（3）底面与所述底板（1）上端面之间对称设有多个连接组件（2），所述底板（1）上阵列开设有安装孔（10），所述安装孔（10）内固定有清洗组件（4），所述底板（1）下方连接有升降组件（7），

其特征是：所述升降组件（7）包括阵列布设的第一液压杆（70）以及第二液压杆（71），所述第一液压杆（70）的顶端铰接连接在所述底板（1）底面一侧，所述第二液压杆（71）的顶端铰接连接在所述底板（1）另一侧，任一所述第一液压杆（70）与所述第二液压杆（71）底部向下固定有支撑杆（72），所述支撑杆（72）底脚平齐且固定于地面，相邻所述支撑杆（72）之间固定有加强杆（720），

其中，所述升降组件（7）还包括控制器（73），所述控制器（73）固定最外侧的一个所述支撑杆（72）上。

2.根据权利要求1所述的一种多功能新能源光伏发电装置，其特征是：所述连接组件（2）包括弹性底板（20），所述弹性底板（20）固定于所述底板（1）上端面，所述弹性底板（20）上端面向上固定有弹性柱（21），所述弹性柱（21）与所述光伏板（3）下端面固定连接，所述弹性柱（21）外侧套有轴承（22），所述轴承（22）的外圈环绕连接有倾斜设置的弹性叶板（23），所述弹性叶板（23）至高点低于所述弹性柱（21）至高点。

3.根据权利要求1所述的一种多功能新能源光伏发电装置，其特征是：所述清洗组件（4）包括连接基体（40），所述连接基体（40）固定于所述底板（1）上端面，所述连接基体（4）顶面向下开设有第一凹槽（400）以及第二凹槽（401），所述第二凹槽（401）内壁固定有环形板（402），所述第一凹槽（400）内固定有透明罩（41），所述透明罩（41）壁体上方阵列开设有进水孔（410），所述透明罩（41）壁体侧方环绕开设排水孔（411），所述环形板（402）底面固定有透光基体（42），所述透光基体（42）底部设有透光底板（43），所述透光底板（43）与所述透光基体（42）通过电控转轴铰接连接。

4.根据权利要求3所述的一种多功能新能源光伏发电装置，其特征是：所述透明罩（41）内壁顶面设有控制电机（44），所述控制电机（44）包括转轴（45），所述转轴（45）外侧环绕布设有搅拌叶板（46），环绕布设的多个所述搅拌叶板（46）在所述转轴（45）轴向方向上阵列设置。

5.根据权利要求3所述的一种多功能新能源光伏发电装置，其特征是：所述环形板（402）上端面环绕布设有多个导流板（50），所述导流板（50）为弧形板且底部与环形板（402）铰接连接，所述第二凹槽（401）上边沿处的倾斜面与所述导流板（50）之间固定有连接弹簧（51），所述导流板（50）的板体延伸方向朝向所述排水孔（411）。

6.根据权利要求1所述的一种多功能新能源光伏发电装置，其特征是：所述底板（1）上阵列设置有多个集水组件（6），所述集水组件（6）包括集水槽（60），所述集水槽（60）固定于所述底板（1）上端面且所述集水槽（60）的上方开口正对于各个所述光伏板（3）较低边沿下方，所述集水槽（60）底面开设有多个第一流通孔（61），所述底板（1）上开设有位于各个所述第一流通孔（61）下方的第二流通孔（62），所述第二流通孔（62）与所述第一流通孔（61）均为通孔且连通。

7.根据权利要求1所述的一种多功能新能源光伏发电装置，其特征是：所述底板（1）底面阵列设置有多个伸缩杆组件（8），所述伸缩杆组件（8）包括伸缩套筒（80），所述伸缩套筒（80）一端可滑移地穿插有伸缩杆（81），所述伸缩杆（81）与所述底板（1）底面铰接连接，所述伸缩套筒（80）另一端铰接连接有滑移套筒（80），所述滑移套筒（80）套在所述第一液压杆（70）上。

8.根据权利要求1所述的一种多功能新能源光伏发电装置，其特征是：所述底板（1）靠近所述第二液压杆（71）一侧倾斜设置有反光板（9）。

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