CN116722807A - 一种追光太阳能板及自适应追光方法 - Google Patents

一种追光太阳能板及自适应追光方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及太阳能设备领域,尤其涉及一种追光太阳能板及自适应追光方法,包括上下分布的柔性光伏板和软基层,所述柔性光伏板和软基层之间四个顶角均通过气囊体连接,气泵的排气端通过四个导气管分别连通气囊体,每个所述导气管均安装有第一电磁阀,导气管具有安装第二电磁阀的分支端,本发明采用四组气囊体将柔性光伏板、软基层四个顶角连接,使柔性光伏板相对软基层保持平整形态,通过柔性光伏板四个方向上的光敏电阻模块感应并反馈光照强度,使控制器控制第二电磁阀、第一电磁阀协调工作,用于控制各个气囊体的体积膨胀,使柔性光伏板发生相应的倾斜,基于柔性电路板轻质、柔软特性,实现追光光伏发电目的。

Description

一种追光太阳能板及自适应追光方法
技术领域
本发明涉及太阳能设备领域,尤其涉及一种追光太阳能板及自适应追光方法。
背景技术
太阳能板追光技术,是保持太阳能板追踪光线,使光线保持垂直照射太阳能板,以保持最大发电效率的技术,通常采用双组光敏电阻感应光线强弱,通过电路控制调整太阳能板角度,使双组光敏电阻感应光线强度一致,此时太阳能板到达最佳对光角度。
现有太阳能板追光技术是基于硬质太阳能板所开发应用,主要原因在于硬质太阳能板形态固定,便于整体调整角度,而柔性太阳能板形态不固定,基于柔性太阳能板的追光技术开发还不成熟,而柔性太阳能板相对于硬质太阳板具有轻质、形态调整等优异特点,被广泛应用于汽车、帆船等设备表面,对于柔性太阳能板光照调整仍有必要需求。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术存在的以下问题:柔性太阳能板相对于硬质太阳板具有轻质、形态调整等优异特点,被广泛应用于汽车、帆船等设备表面,对于柔性太阳能板光照调整仍有必要需求,而柔性太阳能板形态不固定,基于柔性太阳能板的追光技术开发还不成熟。
为解决现有技术存在的问题,本发明提供一种追光太阳能板,包括上下分布的柔性光伏板和软基层,所述柔性光伏板和软基层之间四个顶角均通过气囊体连接,气泵的排气端通过四个导气管分别连通气囊体,每个所述导气管均安装有第一电磁阀,导气管具有安装第二电磁阀的分支端,柔性光伏板的四个边缘均安装有光敏电阻模块,气泵、光敏电阻模块、第一电磁阀、第二电磁阀均电性连接控制器。
优选的,所述气囊体包括柔性筒,柔性筒两端分别连接柔性光伏板和软基层,使柔性筒内部形成密闭空间,柔性筒内设置有弹簧,用于柔性光伏板和软基层弹性连接。
优选的,所述柔性筒内设置有微动开关,微动开关的触控端连接有拉绳,微动开关与拉绳分别固定连接柔性光伏板和软基层,微动开关电性连接所述控制器。
优选的,所述柔性光伏板和软基层之间边缘位置连接有弹力布层,用于封堵柔性光伏板和软基层之间的间隙,弹力布层表面设置有拉链。
优选的,所述柔性光伏板的顶面边缘粘接有柔性气管,柔性气管的表面均匀开设有气孔,所述气泵的出气端通过供气管连通柔性气管,供气管安装有第三电磁阀,第三电磁阀电性连接所述控制器。
优选的,围绕所述柔性光伏板边缘设置多个弹力带,弹力带固定连接所述柔性气管的外侧部位。
一种基于所述追光太阳能板的自适应追光方法,具体步骤如下:
A、将软基层固定于安装面,柔性光伏板、软基层柔性贴合安装面,常态下,气囊体全部收缩使柔性光伏板、软基层之间距离达到最小化,通过柔性光伏板进行光伏发电工作;
B、开启追光模式,四个光敏电阻模块感应柔性光伏板周围的光照强度,并向控制器反馈光照信号;
C、追光调角时,控制器控制气泵工作,控制相应的第一电磁阀打开对气囊体充气,控制相应的第二电磁阀打开对气囊体放气,使四个气囊体发生相应体积变化,柔性光伏板表面发生倾斜,直至四组光敏电阻模块感应的光照强度一致,停止调节,柔性光伏板保持形态进行光伏发电工作。
与相关技术相比较,本发明提供的追光太阳能板及自适应追光方法具有如下有益效果:
1、本发明采用四组气囊体将柔性光伏板、软基层四个顶角连接,使柔性光伏板相对软基层保持平整形态,通过柔性光伏板四个方向上的光敏电阻模块感应并反馈光照强度,使控制器控制第二电磁阀、第一电磁阀协调工作,用于控制各个气囊体的体积膨胀,使柔性光伏板发生相应的倾斜,基于柔性电路板轻质、柔软特性,实现追光光伏发电目的;
2、本发明通过包围柔性光伏板边缘的柔性气管通气膨胀形成稳定包围形态,通过气孔向柔性光伏板、光敏电阻模块喷气用于除尘,避免因尘土粘附造成发电效率下降、光感精确降低的问题发生。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图;
图2为本发明的柔性光伏板与软基层连接分布结构示意图;
图3为本发明的气囊体分布结构示意图;
图4为本发明的气囊体结构示意图;
图5为本发明的柔性光伏板倾斜形态结构示意图之一;
图6为本发明的柔性光伏板倾斜形态结构示意图之二;
图7为本发明的供气控制部件结构示意图;
图8为本发明的柔性气管除尘形态示意图;
图9为本发明的柔性气管膨胀形态结构示意图;
图10为本发明的柔性气管收纳形态结构示意图。
图中标号:1、柔性光伏板;2、软基层;21、通孔;3、弹力布层;4、柔性气管;41、气孔;42、弹力带;5、光敏电阻模块;6、气泵;61、控制器;62、导气管;63、第二电磁阀;64、供气管;65、第三电磁阀;66、第一电磁阀;7、气囊体;71、柔性筒;72、胶层;73、微动开关;74、拉绳。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
实施例一
如图1-4所示,一种追光太阳能板,包括上下分布的柔性光伏板1和软基层2,软基层2是由软质复合防水布裁切制成,其形状尺寸与柔性光伏板1相同,在软基层2的顶角位置开设通孔21,通孔21的边缘镶嵌金属圆环;
在柔性光伏板1和软基层2之间位于顶角的位置设置四个气囊体7,气囊体7包括柔性筒71,柔性筒71采用尼龙材料编织形成圆筒状,在其表面涂覆氯丁橡胶,形成软质密封体,柔性筒71的顶部固定密封连接柔性光伏板1,底部固定密封连接软基层2,使柔性筒71内部形成密闭空间,将弹簧置于柔性筒71内,弹簧上下连接柔性光伏板1和软基层2;
装置安装时,将软基层2贴附于安装部位,并与安装部位形态紧密贴合,使用连接件贯穿通孔21将软基层2与安装部位固定,常态下,受弹簧弹力使柔性筒71压缩,柔性光伏板1和软基层2的间隙达到最小收纳状态;
在柔性光伏板1上表面四个边缘中心位置安装光敏电阻模块5;
供气控制部件结构如下:
如图7所示,气泵6外置,气泵6具有五个出气口,其中四个出气口分别连接四个导气管62,在导气管62靠近气泵6的部位安装第一电磁阀66,导气管62另一侧具有分支端,分支端贯通外部环境,在分支端部位安装第二电磁阀63,四组导气管62分别通过软管连接四个柔性筒71,在气泵6表面集成安装控制器61,将气泵6、光敏电阻模块5、第一电磁阀66、第二电磁阀63均与控制器电性连接;
开启追光模式,四个光敏电阻模块5分别感应柔性光伏板1边缘的光线强度,并以电信号的方式反馈至控制器61,控制器61的计算电路进行调控调节,调节逻辑如下:
如图1-7所示,四个光敏电阻模块5分别反映柔性光伏板1四个方向上的光照信息,出现光照差异时开启气泵6供气;
调整时分布前后、左右两组调整逻辑,先进行前后位置光敏电阻模块5反馈的电信号进行调整,前侧的两个气囊体7为一组,后侧的两个气囊体7为一组;
若前侧光照强于后侧光照,则需要柔性光伏板1向前侧倾斜,后侧两个气囊体7对应的第一电磁阀66打开,气泵6向后侧两个柔性筒71供气,使柔性筒71发生膨胀,柔性光伏板1的后侧边克服弹力被顶起,使柔性光伏板1向前倾斜,直至前后位置的光敏电阻模块5反馈的信号强度接近,停止前后倾斜调节;
再进行左右倾斜调节,左侧的两个气囊体7为一组,右侧的两个气囊体7为一组,若此时左侧光敏电阻模块5感应光照强度大于右侧,柔性光伏板1需要左倾斜,气泵6向右侧两个柔性筒71供气,使柔性筒71发生膨胀,柔性光伏板1的右侧边克服弹力被顶起,使柔性光伏板1向左倾斜,直至左右位置的光敏电阻模块5反馈的信号强度接近,停止前后倾斜调节;
当左右倾斜调节后,需要对前后倾斜调节进行补偿,再进行一次前后倾斜调节,再进行一次左右倾斜调节,直至四个光敏电阻模块5反馈的信号强度在一定范围内即可;
调节过程中需要减小相应气囊体7体积时,关闭该路的第一电磁阀66,打开该路的第二电磁阀63,使相应柔性筒71内的气体被释放。
如图4所示,在柔性筒71内设置微动开关73,微动开关73通过胶层72粘附于软基层2表面,拉绳74通过胶层72粘附于柔性光伏板1表面,拉绳74与微动开关73的触控端连接,微动开关73与控制器61电性连接;
当柔性筒71通气膨胀时,拉绳74逐渐被拉伸,当柔性筒71膨胀到最大体积时,拉绳74绷紧触控微动开关73,使控制器61停止对该位置供气命令,起到调整保护作用,使柔性光伏板1的追光角度合理的控制在一定范围内。
如图2所示,在柔性光伏板1和软基层2之间的边缘位置连接弹力布层3,并在弹力布层3表面设置拉链,拉开拉链可对柔性光伏板1和软基层2之间进行安装、调整、维护等工作,关闭拉链使弹力布层3封堵柔性光伏板1和软基层2之间的间隙,起到防尘、防水的保护效果,弹力布层3具有微小弹力,也对柔性光伏板1边缘起到绷直形态的作用。
实施例二
如图8-10所示,在柔性光伏板1顶面的边缘粘接柔性气管4,柔性气管4环绕柔性光伏板1一周,柔性气管4采用尼龙复合材料构成,使柔性气管4形成非弹性的软质囊体,膨胀状态下的柔性气管4截面为椭圆状,并且柔性气管4内侧均匀开设若干指向柔性光伏板1的气孔41,在气泵6的一个出气口连接供气管64,并且供气管64安装有第三电磁阀65,第三电磁阀65电性连接控制器61;
控制器61定期设定对柔性光伏板1表面以及光敏电阻模块5除灰,关闭所有第一电磁阀66,打开第三电磁阀65,经过供气管64向柔性气管4内导入,柔性气管4发生膨胀,使其保持固定形态,通过气孔41向柔性光伏板1和光敏电阻模块5表面喷气,将表面的灰尘去除;
围绕柔性光伏板1边缘设置多个弹力带42,弹力带42固定连接柔性气管4的外侧部位,在非除尘状态下,柔性气管4处于收缩状态,通过弹力带42将收缩的柔性气管4向柔性光伏板1外侧拉扯,避免柔性气管4阻挡柔性光伏板1、光敏电阻模块5接收光照,影响工作。
实施例三
一种基于所述追光太阳能板的自适应追光方法,具体步骤如下:
A、将软基层2固定于安装面,柔性光伏板1、软基层2柔性贴合安装面,常态下,气囊体7全部收缩使柔性光伏板1、软基层2之间距离达到最小化,通过柔性光伏板1进行光伏发电工作;
B、开启追光模式,四个光敏电阻模块5感应柔性光伏板1周围的光照强度,并向控制器61反馈光照信号;
C、追光调角时,控制器61控制气泵6工作,控制相应的第一电磁阀66打开对气囊体7充气,控制相应的第二电磁阀63打开对气囊体7放气,使四个气囊体7发生相应体积变化,柔性光伏板1表面发生倾斜,直至四组光敏电阻模块5感应的光照强度一致,停止调节,柔性光伏板1保持形态进行光伏发电工作。

Claims (7)

1.一种追光太阳能板,包括上下分布的柔性光伏板(1)和软基层(2),其特征在于,所述柔性光伏板(1)和软基层(2)之间四个顶角均通过气囊体(7)连接,气泵(6)的排气端通过四个导气管(62)分别连通气囊体(7),每个所述导气管(62)均安装有第一电磁阀(66),导气管(62)具有安装第二电磁阀(63)的分支端,柔性光伏板(1)的四个边缘均安装有光敏电阻模块(5),气泵(6)、光敏电阻模块(5)、第一电磁阀(66)、第二电磁阀(63)均电性连接控制器(61)。
2.根据权利要求1所述的追光太阳能板,其特征在于,所述气囊体(7)包括柔性筒(71),柔性筒(71)两端分别连接柔性光伏板(1)和软基层(2),使柔性筒(71)内部形成密闭空间,柔性筒(71)内设置有弹簧,用于柔性光伏板(1)和软基层(2)弹性连接。
3.根据权利要求2所述的追光太阳能板,其特征在于,所述柔性筒(71)内设置有微动开关(73),微动开关(73)的触控端连接有拉绳(74),微动开关(73)与拉绳(74)分别固定连接柔性光伏板(1)和软基层(2),微动开关(73)电性连接所述控制器(61)。
4.根据权利要求1所述的追光太阳能板,其特征在于,所述柔性光伏板(1)和软基层(2)之间边缘位置连接有弹力布层(3),用于封堵柔性光伏板(1)和软基层(2)之间的间隙,弹力布层(3)表面设置有拉链。
5.根据权利要求1所述的追光太阳能板,其特征在于,所述柔性光伏板(1)的顶面边缘粘接有柔性气管(4),柔性气管(4)的表面均匀开设有气孔(41),所述气泵(6)的出气端通过供气管(64)连通柔性气管(4),供气管(64)安装有第三电磁阀(65),第三电磁阀(65)电性连接所述控制器(61)。
6.根据权利要求5所述的追光太阳能板,其特征在于,围绕所述柔性光伏板(1)边缘设置多个弹力带(42),弹力带(42)固定连接所述柔性气管(4)的外侧部位。
7.一种基于权利要求1-6任一项所述追光太阳能板的自适应追光方法,其特征在于,具体步骤如下:
A、将软基层(2)固定于安装面,柔性光伏板(1)、软基层(2)柔性贴合安装面,常态下,气囊体(7)全部收缩使柔性光伏板(1)、软基层(2)之间距离达到最小化,通过柔性光伏板(1)进行光伏发电工作;
B、开启追光模式,四个光敏电阻模块(5)感应柔性光伏板(1)周围的光照强度,并向控制器(61)反馈光照信号;
C、追光调角时,控制器(61)控制气泵(6)工作,控制相应的第一电磁阀(66)打开对气囊体(7)充气,控制相应的第二电磁阀(63)打开对气囊体(7)放气,使四个气囊体(7)发生相应体积变化,柔性光伏板(1)表面发生倾斜,直至四组光敏电阻模块(5)感应的光照强度一致,停止调节,柔性光伏板(1)保持形态进行光伏发电工作。
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