CN116054707B - 一种光伏电解铝电网发电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电力设备领域，具体涉及一种光伏电解铝电网发电装置。具体技术方案为：包括倾斜设置的支撑组件，所述支撑组件上设置有多个太阳能光伏板，多个所述太阳能光伏板通过转动组件与所述支撑组件可转动连接，其能随太阳移动而发生转动，使太阳光线直射多个所述太阳能光伏板。该发电装置不仅能够减小多个太阳能光伏板的占地面积，也能使太阳能光伏板跟随太阳移动方向而发生转动，能够获得更多的电能，提高发电装置的利用率。
Description
技术领域
本发明属于电力设备领域，具体涉及一种光伏电解铝电网发电装置。
背景技术
电解铝的工作原理是以碳素体作为阳极，铝液作为阴极，通入强大的直流电后，在950-970℃后，在电解槽内进行电化学反应，产生铝液。目前，电解铝厂多采用大电网向电解槽供电，电能变换环节多且复杂，成本较高且电能损坏严重，部分电解铝厂由于高能耗存在被淘汰落后产能的风险。
太阳能光伏发电作为一种可再生能源发电技术，具有可持续发展的特点，资源分布广泛。与传统发电技术相比，如火力发电、煤炭发电等，避免了多种大气污染物、温室气体以及灰渣的排放，是一种清洁发电技术。现有的光伏发电装置均由支架支撑，呈阵列状铺设，存在占地面积大的缺。同时，由于通过太阳能发电，受自然条件影响大，容易造成供电系统不稳定。因此，由于光伏发电装置占地面积大、供电不稳定的技术缺陷，无法保证电解铝厂正常、连续工作，而电解铝生产是一个连续生产化过程，故其应用于电解铝厂供电系统时存在明显的技术屏障。
因此，如果能够提供一种供电稳定性强、占地面积小的发电装置，将具有优越的工业应用前景。
发明内容
为解决背景技术中的技术问题，本发明提供一种光伏电解铝电网发电装置。
为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种光伏电解铝电网发电装置，包括倾斜设置的支撑组件，所述支撑组件上设置有多个太阳能光伏板，多个所述太阳能光伏板通过转动组件与所述支撑组件可转动连接，其能随太阳移动而发生转动，使太阳光线直射多个所述太阳能光伏板。
优选的：所述支撑组件包括底座，所述底座上对称设置有两组支架，两组所述支架一端滑动设置在所述底座上，另一端相互连接；每组所述支架包括倾斜设置的两个第一杆件，两所述第一杆件之间通过第二杆件连接，所述第二杆件上可拆卸设置有至少一个所述太阳能光伏板，每个所述第一杆件外侧均设置一组所述转动组件，两所述第一杆件旁侧的转动组件同步运动。
优选的：所述转动组件包括第一电机驱动的链条，所述链条沿所述第一杆件长度方向移动，所述链条上啮合有多个第一齿轮，所述第二杆件两端穿过第一杆件与第一齿轮固定连接；链条转动，带动第二杆件转动，驱动所述太阳能光伏板转动。
优选的：两组所述支架之间设置有伸缩组件，所述伸缩组件包括第三杆件，所述第三杆件包括外杆、与所述外杆滑动套接的内杆，所述外杆、内杆上设置有位置对应的第二通孔，固定螺栓穿过所述第二通孔与所述底座上表面抵紧，将两组支架在底座上固定。
优选的：所述第一杆件沿其长度方向开设有第一通孔，所述第一通孔允许所述第二杆件穿过，且所述第二杆件能在第一通孔内沿其长度方向滑动，所述第一杆件两侧沿其长度方向对称设置有保护壳，两所述保护壳相对的两侧设置有与所述第二杆件相对应的弧形缺口，所述弧形缺口限制所述第二杆件在所述第一通孔内的位置。
优选的：所述第一杆件横截面为方形，所述第一杆件上且位于所述第一通孔开口方向的外侧壁上设置有第一滑槽，所述保护壳侧壁上设置有与所述第一滑槽相对应的第一滑块，使保护壳能在所述第一杆件上允许所述第二杆件穿过的侧壁上滑动。
优选的：所述第一杆件与所述保护壳之间设置有调节组件，所述调节组件控制保护壳在所述第一杆件侧壁上滑动；所述调节组件包括设置在所述第一杆件与所述保护壳之间沿其长度方向滑动的滑动杆，所述滑动杆面对所述保护壳的侧壁上设置有第一磁块，所述保护壳侧壁上设置与所述第一磁块相互排斥的第二磁块。
优选的：所述调节组件还包括所述滑动杆上设置的第三通孔，所述第一杆件面向所述滑动杆的侧壁上设置有凹槽，所述凹槽内设置有压缩弹簧，所述压缩弹簧另一端设置有固定块，所述固定块与所述第三通孔相对应，且其远离所述压缩弹簧的一端设置有与所述第二磁块相互吸引的第三磁块。
优选的：所述固定块形状为四棱台，所述第三通孔上下两侧壁为与所述固定块的第一斜面相对应的第二斜面。
优选的：所述第一杆件面向滑动杆的侧壁上设置有第二滑槽，所述滑动杆的侧壁上设置有与所述第二滑槽相对应的第二滑块。
本发明具有以下有益效果：
本发明通过倾斜设置支撑组件，在支撑组件上设置多个太阳能光伏板，多个所述太阳能光伏板能够跟随太阳移动规律而发生转动，使太阳光线直射多个所述太阳能光伏板。通过将支撑组件倾斜设置，能够减小多个太阳能光伏板的占地面积，尤其适用于对场地面积要求较高的场合。同时，通过设置转动组件，使太阳能光伏板跟随太阳移动方向而发生转动，使太阳能光伏板与太阳光线垂直，由于直射的太阳能光线最强，能够获得更多的电能，提高发电装置的利用率。
附图说明
图1为本发明光伏发电装置整体结构示意图；
图2为本发明光伏发电装置侧视示意图；
图3为本发明伸缩组件结构示意图；
图4为本发明支架结构(第一杆件与保护壳远离状态)示意图；
图5为本发明支架结构(第一杆件与保护壳远离状态)剖视示意图；
图6为图4中A-A截面示意图；
图7为图5中B局部结构示意图；
图8为本发明支架结构(第一杆件与保护壳靠近状态)示意图；
图9为本发明支架结构(第一杆件与保护壳靠近状态)剖视示意图；
图10为图9中C局部结构示意图。
图中：底座1、连接板2、从动齿轮3、主动齿轮4、链条5、太阳能光伏板6、第二杆件7、第一齿轮8、支架9、第三滑槽10、外杆11、固定螺栓12、内杆13、第二通孔14、保护壳15、第一杆件16、手柄17、滑动杆18、弧形缺口19、第一通孔20、第二磁块21、第一磁块22、第三磁块23、凹槽24、固定块25、压缩弹簧26、第二滑块27、第二滑槽28、第三通孔29、第一滑槽30、第一滑块31。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1-10所示，本发明公开了一种光伏电解铝电网发电装置，包括倾斜设置的支撑组件，所述支撑组件上设置有多个太阳能光伏板6，多个所述太阳能光伏板6通过转动组件与所述支撑组件可转动连接，太阳能光伏板6能随太阳东升西落而发生转动，发电过程中，使太阳光线直射多个所述太阳能光伏板6。通过将支撑组件倾斜设置，能够减小多个太阳能光伏板6的占地面积，尤其适用于对场地面积要求较高的场合。同时，通过设置转动组件，使太阳能光伏板6跟随太阳移动方向而发生转动，使太阳能光伏板6与太阳光线垂直，由于直射的太阳能光线最强，能够获得更多的电能，提高发电装置的利用率。
电网发电系统包括太阳能光伏发电模块、电池蓄能模块，太阳能光伏发电模块与电池蓄能模块、电解铝系统电连接，电池蓄能模块、电网供电模块与电解铝系统电连接。该发电装置构成太阳能光伏发电模块的一部分。当太阳光强时，太阳能光伏发电模块不仅给电解铝系统供电，同时将多余的电能储存至电池蓄能模块。当太阳光弱时，太阳能光伏发电模块不足以给电解铝系统供电时，电池蓄能模块或者是电网供电模块或者两者同时给电解铝系统供电。
转动组件与微处理器连接，所述微处理器里提前写入了设计好的控制转动组件转动的工作程序，具体为：将转动组件的转动规律分为春夏秋冬四种工作状态，对于每种工作状态，微处理器控制转动组件转动。可以根据当地情况，控制转动组件每间隔半小时、1小时或其他时间段转动一定角度，尽可能的使太阳光线直射/垂直太阳能光伏板6。例如，可以先根据实验测试，对于春季而言，确定太阳在当地上午6点处于什么位置，此时太阳能光伏板6与地面呈多少角度，使太阳光线尽可能的垂直太阳能光伏板6。依次类推，获得7点至下午6点的太阳能光伏板6倾斜角度，微处理器控制转动组件转动，太阳能光伏板6转动至相应的角度。具体时间根据当地日升日落情况而定。
当仅设置一组倾斜的支撑组件时，控制转动组件从早上6点至下午6点之间每间隔一段时间转动相应幅度。当设置两组倾斜的支撑组件时，如图1所示，假设太阳从左边升起至右边降落，早上6点至下午2点左侧的太阳能光伏板6跟随太阳转动，下午3点至下午6点期间不发生转动，因为此时的太阳位于右边，若继续转动，右边的太阳能光伏板6会挡住太阳光线。同理，早上6点至上午10点，右边的太阳能光伏板6不发生转动，上午11点至下午6点，太阳能光伏板6跟随太阳转动。发生转动/不转动的时间点根据当地情况而定。
进一步的，如图1所示，所述支撑组件包括底座1，所述底座1上对称设置有两组支架9，所述底座1上表面设置有第三滑槽10，两组所述支架9的底端滑动设置在所述第三滑槽10内，控制两组支架9与地面的倾斜角度。两组所述支架9的顶端通过连接板2可拆卸连接在一起。每组所述支架9包括倾斜且对称设置的两个第一杆件16，两所述第一杆件16之间通过多个第二杆件7连接，所述第二杆件7上可拆卸设置有至少一个所述太阳能光伏板6，每个所述第一杆件16外侧设置一组所述转动组件。对于同一支架9而言，两所述第一杆件16旁侧的转动组件同步运动，保证第二杆件7随太阳光线转动。
进一步的，如图1-2所示，所述转动组件包括第一电机驱动的链条5，所述链条5沿所述第一杆件16长度方向(即倾斜方向)设置和移动，底座1上设置第一电机驱动的主动齿轮4，连接板2上固定设置与所述主动齿轮4对应的从动齿轮3，链条5两端与主动齿轮4、从动齿轮3啮合。所述链条5内侧啮合有多个第一齿轮8，第一齿轮8的数量与所述第二杆件7相同，所述第二杆件7两端穿过第一杆件16与第一齿轮8固定连接。第二杆件7能够相对于第一杆件16发生转动，带动太阳能光伏板6转动。微处理器控制第一电机工作，第一电机驱动链条5转动，链条5带动第一齿轮8旋转，带动第二杆件7转动，从而驱动所述太阳能光伏板6转动。
进一步的，为了更好地调节两组支架9之间的距离，两组所述支架9之间设置有伸缩组件，如图3所示，所述伸缩组件包括第三杆件，第三杆件两端分别与两支架9可拆卸固定连接，所述第三杆件包括外杆11、与所述外杆11滑动套接的内杆13，所述外杆11、内杆13上设置有位置对应的第二通孔14，固定螺栓12穿过所述第二通孔14，其顶端通过螺母固定，且与第三杆件抵紧，底端与所述底座1上表面抵紧，将两组支架9在底座1上固定。通过伸缩调节第三杆件的长度，可以调节两组支架9的倾斜角度。
进一步的，如图4-10所示，第二杆件7与第一杆件16的具体连接方式为：所述第一杆件16沿其长度方向开设有第一通孔20，所述第一通孔20允许所述第二杆件7穿过，且所述第二杆件7能在第一通孔20内沿第一通孔20长度方向上下滑动。所述第一杆件16两侧沿其长度方向对称设置有保护壳15，两保护壳15不完全包覆第一杆件16，即两保护壳15并不能完全包住第一杆件16侧壁，仍存在部分暴露在环境中。保护壳15的长度等于或小于第一杆件16的长度，优选等于第一杆件16的长度。两所述保护壳15相对的两侧上设置有与所述第二杆件7相对应的弧形缺口19。第二杆件7穿过第一通孔20、弧形缺口19，所述弧形缺口19限制所述第二杆件7在所述第一通孔20内的位置，使其不能在第一通孔20内上下滑动。
进一步的，为了能够便于安装或拆卸太阳能光伏板6，所述支架9上还设置有调节组件，使两保护壳15靠近第一杆件16，固定第二杆件7在第一通孔20内的位置；使两保护壳15远离第一杆件16，使第二杆件7能够在第一通孔20内上下滑动，升降太阳能光伏板6。以拆卸太阳能光伏板6为例进行说明，使保护壳15远离第一杆件16，先取下下方第一层太阳能光伏板6，然后第一电机驱动链条5转动，下方第二层第一齿轮8随链条5移动至第一杆件16底部，第一电机停止工作，取下下方第二层的太阳能光伏板6；然后第一电机继续工作，下方第三层第一齿轮8随链条5移动至第一杆件16底部，第一电机停止工作，取下下方第三层的太阳能光伏板6。以此类推，取下所有的太阳能光伏板6。安装太阳能光伏板6同理，先安装上方第一层太阳能光伏板6，然后移动至顶部，如此操作，直至完成安装。
进一步的，所述第一杆件16横截面为方形，所述第一杆件16上且位于所述第一通孔20开口方向的外侧壁上设置有第一滑槽30，所述保护壳15侧壁上设置有与所述第一滑槽30相对应的第一滑块31，使保护壳15能在所述第一杆件16上允许所述第二杆件7穿过的侧壁上滑动。第一滑槽30为T形滑槽，第一滑块31为对应的T形滑块，防止保护壳15脱离第一杆件16。通过设置第一滑槽30、第一滑块31，限制保护壳15在第一杆件16上靠近/远离的位移。
进一步的，调节组件设置在所述第一杆件16与所述保护壳15之间，所述调节组件控制保护壳15在所述第一杆件16侧壁上滑动。所述调节组件包括设置在所述第一杆件16与所述保护壳15之间、沿第一杆件16长度方向滑动的滑动杆18，所述滑动杆18面对所述保护壳15的侧壁上设置有第一磁块22，所述保护壳15侧壁上设置与所述第一磁块22相互排斥的第二磁块21。滑动杆18底端向下伸出第一杆件16与保护壳15之间围成的区域，且固定连接有手柄17。需要保护壳15靠近第一杆件16时，控制手柄17向下抽拉滑动杆18，第一磁块22与第二磁块21的位置相离使其不产生排斥力，此时向内推动保护壳15，将保护壳15靠近第一杆件16。需要保护壳15远离第一杆件16时，控制手柄17向上推动滑动杆18，第一磁块22与第二磁块21的位置正对使其产生排斥力，排斥力将保护壳15推离第一杆件16。
更优的技术方案，所述调节组件还包括所述滑动杆18上设置的第三通孔29，所述第一杆件16面向所述滑动杆18的侧壁上设置有凹槽24，所述凹槽24内固定设置有压缩弹簧26，所述压缩弹簧26另一端设置有固定块25。所述固定块25与所述第三通孔29相对应，且其远离所述压缩弹簧26的一端设置有与所述第二磁块21相互吸引的第三磁块23。所述固定块25形状为四棱台，所述第三通孔29上下两侧壁为与所述固定块25的第一斜面相对应的第二斜面。所述第一杆件16面向滑动杆18的侧壁上设置有第二滑槽28，所述滑动杆18的侧壁上设置有与所述第二滑槽28相对应的第二滑块27。第二滑槽28为T形滑槽，第二滑块27为对应的T形滑块，防止滑动杆18脱离第一杆件16。
调节组件的工作原理为：如图8-10所示，需要保护壳15靠近第一杆件16时，控制手柄17向下抽拉滑动杆18，第一磁块22与第二磁块21的位置相离使其不产生排斥力，此时第三通孔29正对固定块25，在压缩弹簧26的作用力下，将固定块25推入第三通孔29内，此时第三磁块23正对第二磁块21，第三磁块23与第二磁块21之间产生吸引力，在磁吸引力的作用下，将保护壳15自动牵引至靠近第一杆件16，不需要手动向内推动保护壳15。
如图4-7所示，需要保护壳15远离第一杆件16时，控制手柄17向上推动滑动杆18，固定块25从第三通孔29内挤出，继续向上推动，固定块25完全落入凹槽24内，此时第一磁块22正对第二磁块21，第一磁块22与第二磁块21相对使其产生排斥力，排斥力将保护壳15推离第一杆件16，不需要手动向外推动保护壳15。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形、变型、修改、替换，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (7)
1.一种光伏电解铝电网发电装置，其特征在于：包括倾斜设置的支撑组件，所述支撑组件上设置有多个太阳能光伏板(6)，多个所述太阳能光伏板(6)通过转动组件与所述支撑组件可转动连接，其能随太阳移动而发生转动，使太阳光线直射多个所述太阳能光伏板(6)；
所述支撑组件包括底座(1)，所述底座(1)上对称设置有两组支架(9)，两组所述支架(9)一端滑动设置在所述底座(1)上，另一端相互连接；每组所述支架(9)包括倾斜设置的两个第一杆件(16)，两所述第一杆件(16)之间通过第二杆件(7)连接，所述第二杆件(7)上可拆卸设置有至少一个所述太阳能光伏板(6)，每个所述第一杆件(16)外侧均设置一组所述转动组件，两所述第一杆件(16)旁侧的转动组件同步运动；
所述第一杆件(16)沿其长度方向开设有第一通孔(20)，所述第一通孔(20)允许所述第二杆件(7)穿过，且所述第二杆件(7)能在第一通孔(20)内沿其长度方向滑动，所述第一杆件(16)两侧沿其长度方向对称设置有保护壳(15)，两所述保护壳(15)相对的两侧壁上设置有与所述第二杆件(7)相对应的弧形缺口(19)，所述弧形缺口(19)限制所述第二杆件(7)在所述第一通孔(20)内的位置；
所述第一杆件(16)与所述保护壳(15)之间设置有调节组件，所述调节组件包括设置在所述第一杆件(16)与所述保护壳(15)围成的区域之间、沿其长度方向滑动的滑动杆(18)，所述滑动杆(18)面对所述保护壳(15)的侧壁上设置有第一磁块(22)，所述保护壳(15)侧壁上设置与所述第一磁块(22)相互排斥的第二磁块(21)。
2.根据权利要求1所述的一种光伏电解铝电网发电装置，其特征在于：所述转动组件包括第一电机驱动的链条(5)，所述链条(5)沿所述第一杆件(16)长度方向移动，所述链条(5)上啮合有多个第一齿轮(8)，所述第二杆件(7)两端穿过第一杆件(16)与第一齿轮(8)固定连接；链条(5)转动，带动第二杆件(7)转动，驱动所述太阳能光伏板(6)转动。
3.根据权利要求1所述的一种光伏电解铝电网发电装置，其特征在于：两组所述支架(9)之间设置有伸缩组件，所述伸缩组件包括第三杆件，所述第三杆件包括外杆(11)、与所述外杆(11)滑动套接的内杆(13)，所述外杆(11)、内杆(13)上设置有位置对应的第二通孔(14)，固定螺栓(12)穿过所述第二通孔(14)与所述底座(1)抵紧。
4.根据权利要求2所述的一种光伏电解铝电网发电装置，其特征在于：所述第一杆件(16)横截面为方形，所述第一杆件(16)上且位于所述第一通孔(20)开口方向的外侧壁上设置有第一滑槽(30)，所述保护壳(15)上设置有与所述第一滑槽(30)相对应的第一滑块(31)。
5.根据权利要求4所述的一种光伏电解铝电网发电装置，其特征在于：所述调节组件还包括所述滑动杆(18)上设置的第三通孔(29)，所述第一杆件(16)面向所述滑动杆(18)的侧壁上设置有凹槽(24)，所述凹槽(24)内设置有压缩弹簧(26)，所述压缩弹簧(26)另一端设置有固定块(25)，所述固定块(25)与所述第三通孔(29)相对应，且其远离所述压缩弹簧(26)的一端设置有与所述第二磁块(21)相互吸引的第三磁块(23)。
6.根据权利要求5所述的一种光伏电解铝电网发电装置，其特征在于：所述固定块(25)形状为四棱台，所述第三通孔(29)上下两侧壁为与所述固定块(25)的第一斜面相对应的第二斜面。
7.根据权利要求5所述的一种光伏电解铝电网发电装置，其特征在于：所述第一杆件(16)面向滑动杆(18)的侧壁上设置有第二滑槽(28)，所述滑动杆(18)的侧壁上设置有与所述第二滑槽(28)相对应的第二滑块(27)。
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