CN116760339A - 一种高效光伏发电组件及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效光伏发电组件及使用方法，光伏发电组件包括光伏支架以及设置在光伏支架上的双面光伏板，所述双面光伏板在光伏支架上阵列排布，所述光伏支架包括支撑组件和用于夹持双面光伏板的夹持组件，沿光伏发电组件的阵列排布方向，相邻的支撑组件之间通过调节支撑梁相连接，所述夹持组件与调节支撑梁之间转动连接，调节支撑梁上设有同步驱动机构；双面光伏板滑动设置在夹持组件内；本发明使用同步驱动机构进行夹持组件的同步调整，能保证同一光伏发电组件阵列的角度一致，批量调整也能够降低控制调整难度，双面光伏板与夹持组件之间滑动连接，能够滑动进行位置调整，防止前后方向的光伏组件之间产生遮挡，影响发电产能。
Description
技术领域
本发明涉及光伏设备技术领域，具体涉及一种高效光伏发电组件及使用方法。
背景技术
光伏发电技术作为实用较为广泛的新能源技术，常规的光伏组件均设有角度调节结构，以便使光伏板能够根据外部环境的变化对应的进行角度调整，提高发电产能；但是现有的光伏组件其光伏板之间的位置多为相对固定的结构，为了保证光伏板能够有足够的接收面积，避免相互遮挡，影响采光，多采用平铺式的结构，即相邻光伏板之间的间距大，导致能够排布的光伏板数量较少，空间利用率低，无法在有限的区域内实现高效采光发电。
发明内容
技术目的：针对现有光伏组件为避免遮挡排布间距大，空间利用率低，影响采光发电效率的不足，本发明公开了一种高效光伏发电组件及使用方法。
技术方案：为实现上述技术目的，本发明采用了如下技术方案：
一种高效光伏发电组件，包括光伏支架以及设置在光伏支架上的双面光伏板，所述双面光伏板在光伏支架上阵列排布，所述光伏支架包括支撑组件和用于夹持双面光伏板的夹持组件，沿光伏发电组件的阵列排布方向，相邻的支撑组件之间通过调节支撑梁相连接，所述夹持组件与调节支撑梁之间转动连接，调节支撑梁上设有用于对同一阵列的夹持组件同步进行角度调节的同步驱动机构；双面光伏板滑动设置在夹持组件内，在夹持组件转动时，双面光伏板沿夹持组件的夹持方向进行滑动，使同一阵列内前后相邻的双面光伏板相互错开。
优选地，本发明的夹持组件与调节支撑梁之间通过转轴配合连接，同步驱动机构包括驱动电机和同步连杆，沿光伏发电组件阵列排布方向，驱动电机与光伏发电组件阵列上任一夹持组件连接，在夹持组件的转轴上设有用于和驱动电机驱动端配合连接的齿轮组，齿轮组包括主动齿轮和从动齿轮，主动齿轮固定在驱动电机的驱动端，从动齿轮固定在相应的转轴上；同步连杆沿平行于调节支撑梁的方向与夹持组件之间的转动连接，在驱动电机驱动相连接的夹持组件转动时，由同步连杆带动相连接的夹持组件转动，实现同一阵列的光伏发电组件同步转动调节。
优选地，本发明的夹持组件包括一侧设置开口的外筒体，在外筒体内上部设有用于夹持双面光伏板的活动夹持部以及位于下部的固定夹持部，所述活动夹持部采用与外筒体同心的弧形形状，在外筒体内设有用于带动活动夹持部转动的操作部，双面光伏板在与夹持组件相配合的部分设有与固定夹持部和活动夹持部的端部形状相对应的卡槽。
优选地，本发明的夹持组件的外筒体上设有用于控制双面光伏板滑动距离的控制机构，所述控制机构包括设置在双面光伏板下端中部位置的感光元件以及固定在外筒体上的电动推杆，感光元件和电动推杆均与控制器电连接，根据感光元件的信号控制前一双面光伏板对应的电动推杆的动作，电动推杆的轴线与双面光伏板的板面相平行，电动推杆的端部通过连接杆与双面光伏板的边缘相连接，所述双面光伏板的馈线预留双面光伏板滑动距离的长度。
优选地，本发明的支撑组件包括固定部和滑动部，滑动部与固定部之间通过到导轨配合连接，在固定部上设有用于带动滑动部上下移动的升降机构，滑动部靠近调节支撑梁的一侧设有连接滑块，调节支撑梁与光伏发电组件阵列最前端支撑组件的滑动部之间转动连接，与其余连接滑块沿长度方向滑动连接，在调节支撑梁上开设有与连接滑块相配合的滑槽。
优选地，本发明的滑槽开设的长度沿远离调节支撑梁转动连接一端的方向逐步递增。
本发明还提供一种基于上述高效光伏发电组件的使用方法，包括步骤：
S01、根据光伏发电组件的安装位置进行光伏支架以及双面光伏板的安装；
S02、通过同步驱动机构带动夹持组件进行转动，使处于同一光伏发电组件阵列的双面光伏板同步转动角度，使板面正对阳光直射的方向；
S03、位于双面光伏板上的控制机构根据感光元件的检测结果，使用电动推杆推动对应的双面光伏板下移，使前一双面光伏板不对后一双面光伏板的采光造成遮挡。
优选地，在本发明的步骤S03中，使用控制机构推动双面光伏板下移的过程包括：在双面光伏板的板面与阳光照射方向对应后，根据光伏发电组件的阵列排布方向自后向前调整，保持位于最后方的双面光伏板位置不变，对其前一双面光伏板位置进行调整，直至最后方双面光伏板上感光元件检测到光强产生变化，停止对双面光伏板的位置调整，然后按照阵列排布的次序，依次进行双面光伏板位置的调整，直至与最前端双面光伏板相邻的另一双面光伏板底部不被遮挡。
优选地，本发明在使用同步驱动机构进行双面光伏板角度调整前，先调整调节支撑梁，使光伏发电组件阵列整体朝向阳光照射方向。
优选地，本发明进行调节支撑梁调整的过程包括：启动位于光伏发电组件阵列最后方支撑组件上的升降机构，推动对应的滑动部向上滑动，使调节支撑梁后端向上翘起，与前端之间形成高度差，在调节支撑梁后端升起过程中，与调节支撑梁相连接的连接滑块沿滑槽方向滑动。
有益效果：本发明所提供的一种高效光伏发电组件及使用方法具有如下有益效果：
1、本发明使用同步驱动机构进行夹持组件的同步调整，能保证同一光伏发电组件阵列的角度一致，批量调整也能够降低控制调整难度。
2、本发明的双面光伏板与夹持组件之间滑动连接，能够滑动进行位置调整，防止前后方向的光伏组件之间产生遮挡，影响发电产能。
3、本发明的夹持组件通过位于下部的固定夹持部以及位于上部的活动夹持部配合进行双面光伏板的夹持支撑，并能活动夹持部能够适应不同规格光伏组件的夹持，位于下部的固定夹持部能够保证足够的支撑强度，保证夹持的稳定性。
4、本发明通过设置的双面光伏板下端中部位置的感光元件进行是否遮挡的判断，并配合电动推杆能够实现自动调节控制，保证光伏组件的采光率，提升光电产能。
5、本发明的支撑组件通过可滑动的滑动部与调节支撑梁相连接，可以调整调节支撑梁的倾斜角度，减小进行双面光伏板滑动调整的距离，从而进一步增加光伏组件的布设数量，提升单位面积上的采光率，并提高空间利用率。
6、本发明的调节支撑梁上设置滑槽，通过滑槽与连接滑块相配合，在进行调节支撑梁倾斜角度调整时，通过滑槽相对于连接滑块进行滑动。
附图说明
为了更清楚地说明本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介绍。
图1为本发明光伏发电组件整体结构图；
图2为本发明同步驱动机构结构图；
图3为本发明同步连杆带动夹持组件转动示意图；
图4为本发明支撑组件结构图；
图5为本发明夹持组件结构图；
图6为本发明调节支撑梁结构图；
图7为本发明控制机构在双面光伏板上分布结构图；
其中，1-光伏支架、2-双面光伏板、3-支撑组件、4-夹持组件、5-调节支撑梁、6-转轴、7-驱动电机、8-同步连杆、9-主动齿轮、10-从动齿轮、11-外筒体、12-活动夹持部、13-固定夹持部、14-操作部、15-感光元件、16-电动推杆、17-固定部、18-滑动部、19-导轨、20-连接滑块、21-滑槽、22-连接杆、23-卡槽。
具体实施方式
下面通过一较佳实施例的方式并结合附图来更清楚完整地说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
如图1-图7所示为本发明所公开的一种高效光伏发电组件，包括光伏支架1以及设置在光伏支架上的双面光伏板2，所述双面光伏板2在光伏支架1上阵列排布，所述光伏支架1包括支撑组件3和用于夹持双面光伏板2的夹持组件4，沿光伏发电组件的阵列排布方向，相邻的支撑组件3之间通过调节支撑梁5相连接，所述夹持组件4与调节支撑梁5之间转动连接，调节支撑梁5上设有用于对同一阵列的夹持组件4同步进行角度调节的同步驱动机构；双面光伏板2滑动设置在夹持组件4内，在夹持组件4转动时，双面光伏板2沿夹持组件4的夹持方向进行滑动，使同一阵列内前后相邻的双面光伏板2相互错开。
通过使用本发明的光伏发电组件，可以通过同步驱动机构带动夹持组件4转动进行双面光伏板2朝向的调整，并且双面光伏板能够在对应夹持组件4上滑动，将相邻的两块双面光伏板之间错开，避免造成遮挡，从而能够在有限的空间内尽可能多的设置光伏组件，提升采光率和光电产能。
在一个具体的实施例中，如图2和图3所示，本发明的夹持组件4与调节支撑梁5之间通过转轴6配合连接，同步驱动机构包括驱动电机7和同步连杆8，沿光伏发电组件阵列排布方向，驱动电机7与光伏发电组件阵列上任一夹持组件4连接，在夹持组件4的转轴6上设有用于和驱动电机7驱动端配合连接的齿轮组，齿轮组包括主动齿轮9和从动齿轮10，主动齿轮9固定在驱动电机7的驱动端，从动齿轮10固定在相应的转轴6上；同步连杆8沿平行于调节支撑梁5的方向与夹持组件4之间的转动连接，在驱动电机7驱动相连接的夹持组件4转动时，由同步连杆8带动相连接的夹持组件4转动，实现同一阵列的光伏发电组件同步转动调节。
为了便于双面光伏板在夹持组件4上的滑动，同时适应不同规格光伏板的夹持需求，本发明的夹持组件4包括一侧设置开口的外筒体11，在外筒体11内上部设有用于夹持双面光伏板2的活动夹持部12以及位于下部的固定夹持部13，所述活动夹持部12采用与外筒体11同心的弧形形状，在外筒体11内设有用于带动活动夹持部12转动的操作部14，双面光伏板2在与夹持组件4相配合的部分设有与固定夹持部13和活动夹持部12的端部形状相对应的卡槽23。通操作部14带动活动夹持部12在外筒体11内转动，使活动夹持部12与固定夹持部13形成的夹持高度可以发生变化，实现对不同规格的光伏板的夹持定位，同时由于本发明是将固定夹持部13设置在下方，能够保证足够的支撑强度，活动夹持部12与光伏板的配合部分可以使用能够进行一定程度形变的柔性材料，如橡胶条等或者使用刚性材料并在外侧包覆弹性材料，兼容尺寸偏差，只要能起到对双面光伏板滑动的导向作用即可。
为了便于人员操作，如图5所示，本发明的操作部14使用与外筒体11同心设置的转动部，在转动部外周通过连杆与活动夹持部12的内部之间固定连接，并通过端部带有滚轮的连杆与外筒体11的内壁滚动配合，因此实现通过转动部带动活动夹持部12转动配合固定夹持部对双面光伏板进行夹持固定。
由于光伏发电组件阵列的双面光伏板数量较多，为了能够便捷进行滑动距离的控制，保证每块双面光伏板的采光，本发明的夹持组件4的外筒体11上设有用于控制双面光伏板2滑动距离的控制机构，所述控制机构包括设置在双面光伏板2下端中部位置的感光元件15以及固定在外筒体11上的电动推杆16，感光元件15和电动推杆16均与控制器电连接，根据感光元件15的信号控制前一双面光伏板2对应的电动推杆16的动作，电动推杆16的轴线与双面光伏板2的板面相平行，电动推杆16的端部通过连接杆22与双面光伏板2的边缘相连接，所述双面光伏板2的馈线预留双面光伏板2滑动距离的长度。感光元件15可以使用现有技术的光强传感器来实现，为了保证检测和判断的准确性，作为优先，可以单独设置一个对照用的光强传感器，该对照用的光强传感器暴露在阳光照射区域内，光强不变，通过将光伏板的检测的光强进行对照，处于误差范围则代表未遮挡。
在滑动双面光伏板进行遮挡调节时，如果各个双面光伏板处于同一水平高度，那么在光线照射夹角较大时，遮挡区域角度，需要双面光伏板滑动调整的距离较大，有可能超出最大滑动距离，同时较长的距离需要提升电动推杆规格，增加结构成本，为此，如图4和图6所示，本发明的支撑组件3包括固定部17和滑动部18，滑动部18与固定部17之间通过到导轨19配合连接，在位于阵列后端的支撑组件的固定部17上设有用于带动滑动部18上下移动的升降机构，升降机构采用现有技术中具备升降功能的结构即可，在本发明的实施例中，为简化结构，降低安装的难度，升降机构采用螺杆，螺杆底部与支撑用的底座转动连接，滑动部18与螺杆采用螺纹配合连接，如果实现自动调节，可以将螺杆端部连接一动力源，实现带动螺杆转动即可，可以采用电机直连的方式来实现；滑动部18靠近调节支撑梁5的一侧设有连接滑块20，调节支撑梁5与光伏发电组件阵列最前端支撑组件的滑动部18之间转动连接，与其余连接滑块20沿长度方向滑动连接，在调节支撑梁5上开设有与连接滑块20相配合的滑槽21。本发明的滑槽21开设的长度沿远离调节支撑梁5转动连接一端的方向逐步递增，滑槽21的开设长度大于在调节过程中，连接滑块20相对于水平初始位置滑动的最大距离。
此外，本发明还提供一种基于上述高效光伏发电组件的使用方法，包括步骤：
S01、根据光伏发电组件的安装位置进行光伏支架以及双面光伏板的安装；
S02、通过同步驱动机构带动夹持组件进行转动，使处于同一光伏发电组件阵列的双面光伏板同步转动角度，使板面正对阳光直射的方向；
在使用同步驱动机构进行双面光伏板角度调整前，先调整调节支撑梁，使光伏发电组件阵列整体朝向阳光照射方向，从而减小双面光伏板的滑动距离；具体的，进行调节支撑梁调整的过程包括：启动位于光伏发电组件阵列最后方支撑组件上的升降机构，推动对应的滑动部向上滑动，使调节支撑梁后端向上翘起，与前端之间形成高度差，在调节支撑梁后端升起过程中，与调节支撑梁相连接的连接滑块沿滑槽方向滑动；
S03、位于双面光伏板上的控制机构根据感光元件的检测结果，使用电动推杆推动对应的双面光伏板下移，使前一双面光伏板不对后一双面光伏板的采光造成遮挡。
在本发明的步骤S03中，使用控制机构推动双面光伏板下移的过程包括：在双面光伏板的板面与阳光照射方向对应后，根据光伏发电组件的阵列排布方向自后向前调整，保持位于最后方的双面光伏板位置不变，对其前一双面光伏板位置进行调整，直至最后方双面光伏板上感光元件检测到光强产生变化，停止对双面光伏板的位置调整，然后按照阵列排布的次序，依次进行双面光伏板位置的调整，直至与最前端双面光伏板相邻的另一双面光伏板底部不被遮挡。
本发明所提供的高效光伏发电组件在实际使用时，可以根据所在地域以及地域所处季节的情形灵活进行调节支撑梁5以及夹持组件角度的调整，通过升降机构带动调节支撑梁5端部的上移，使调节支撑梁5倾斜，然后由驱动电机7带动相连接的夹持组件转动，与夹持组件相连的同步连杆8带动处于同一阵列内的各夹持组件4转动，使双面光伏板的板面方向朝向阳光照射方向，在感光元件检测到存在遮挡时，按照从后向前的顺序依次进行双面光伏板的滑动调整，从而提升光伏发电组件整体的采光率，达到提升光电产能的目的。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种高效光伏发电组件，其特征在于，包括光伏支架(1)以及设置在光伏支架上的双面光伏板(2)，所述双面光伏板(2)在光伏支架(1)上阵列排布，所述光伏支架(1)包括支撑组件(3)和用于夹持双面光伏板(2)的夹持组件(4)，沿光伏发电组件的阵列排布方向，相邻的支撑组件(3)之间通过调节支撑梁(5)相连接，所述夹持组件(4)与调节支撑梁(5)之间转动连接，调节支撑梁(5)上设有用于对同一阵列的夹持组件(4)同步进行角度调节的同步驱动机构；双面光伏板(2)滑动设置在夹持组件(4)内，在夹持组件(4)转动时，双面光伏板(2)沿夹持组件(4)的夹持方向进行滑动，使同一阵列内前后相邻的双面光伏板(2)相互错开。
2.根据权利要求1所述的一种高效光伏发电组件，其特征在于，所述夹持组件(4)与调节支撑梁(5)之间通过转轴(6)配合连接，同步驱动机构包括驱动电机(7)和同步连杆(8)，沿光伏发电组件阵列排布方向，驱动电机(7)与光伏发电组件阵列上任一夹持组件(4)连接，在夹持组件(4)的转轴(6)上设有用于和驱动电机(7)驱动端配合连接的齿轮组，齿轮组包括主动齿轮(9)和从动齿轮(10)，主动齿轮(9)固定在驱动电机(7)的驱动端，从动齿轮(10)固定在相应的转轴(6)上；同步连杆(8)沿平行于调节支撑梁(5)的方向与夹持组件(4)之间的转动连接，在驱动电机(7)驱动相连接的夹持组件(4)转动时，由同步连杆(8)带动相连接的夹持组件(4)转动，实现同一阵列的光伏发电组件同步转动调节。
3.根据权利要求1所述的一种高效光伏发电组件，其特征在于，所述夹持组件(4)包括一侧设置开口的外筒体(11)，在外筒体(11)内上部设有用于夹持双面光伏板(2)的活动夹持部(12)以及位于下部的固定夹持部(13)，所述活动夹持部(12)采用与外筒体(11)同心的弧形形状，在外筒体(11)内设有用于带动活动夹持部(12)转动的操作部(14)，双面光伏板(2)在与夹持组件(4)相配合的部分设有与固定夹持部(13)和活动夹持部(12)的端部形状相对应的卡槽(23)。
4.根据权利要求3所述的一种高效光伏发电组件，其特征在于，所述夹持组件(4)的外筒体(11)上设有用于控制双面光伏板(2)滑动距离的控制机构，所述控制机构包括设置在双面光伏板(2)下端中部位置的感光元件(15)以及固定在外筒体(11)上的电动推杆(16)，感光元件(15)和电动推杆(16)均与控制器电连接，根据感光元件(15)的信号控制前一双面光伏板(2)对应的电动推杆(16)的动作，电动推杆(16)的轴线与双面光伏板(2)的板面相平行，电动推杆(16)的端部通过连接杆(22)与双面光伏板(2)的边缘相连接，所述双面光伏板(2)的馈线预留双面光伏板(2)滑动距离的长度。
5.根据权利要求1所述的一种高效光伏发电组件，其特征在于，所述支撑组件(3)包括固定部(17)和滑动部(18)，滑动部(18)与固定部(17)之间通过到导轨(19)配合连接，在固定部(17)上设有用于带动滑动部(18)上下移动的升降机构，滑动部(18)靠近调节支撑梁(5)的一侧设有连接滑块(20)，调节支撑梁(5)与光伏发电组件阵列最前端支撑组件的滑动部(18)之间转动连接，与其余连接滑块(20)沿长度方向滑动连接，在调节支撑梁(5)上开设有与连接滑块(20)相配合的滑槽(21)。
6.根据权利要求1所述的一种高效光伏发电组件，其特征在于，所述滑槽(21)开设的长度沿远离调节支撑梁(5)转动连接一端的方向逐步递增。
7.根据权利要求1-6任一所述的一种高效光伏发电组件的使用方法，其特征在于，包括步骤：
S01、根据光伏发电组件的安装位置进行光伏支架以及双面光伏板的安装；
S02、通过同步驱动机构带动夹持组件进行转动，使处于同一光伏发电组件阵列的双面光伏板同步转动角度，使板面正对阳光直射的方向；
S03、位于双面光伏板上的控制机构根据感光元件的检测结果，使用电动推杆推动对应的双面光伏板下移，使前一双面光伏板不对后一双面光伏板的采光造成遮挡。
8.根据权利要求7所述的一种高效光伏发电组件使用方法，其特征在于，在步骤S03中，使用控制机构推动双面光伏板下移的过程包括：在双面光伏板的板面与阳光照射方向对应后，根据光伏发电组件的阵列排布方向自后向前调整，保持位于最后方的双面光伏板位置不变，对其前一双面光伏板位置进行调整，直至最后方双面光伏板上感光元件检测到光强产生变化，停止对双面光伏板的位置调整，然后按照阵列排布的次序，依次进行双面光伏板位置的调整，直至与最前端双面光伏板相邻的另一双面光伏板底部不被遮挡。
9.根据权利要求7所述的一种高效光伏发电组件使用方法，其特征在于，在使用同步驱动机构进行双面光伏板角度调整前，先调整调节支撑梁，使光伏发电组件阵列整体朝向阳光照射方向。
10.根据权利要求9所述的一种高效光伏发电组件使用方法，其特征在于，进行调节支
撑梁调整的过程包括：启动位于光伏发电组件阵列最后方支撑组件上的升降机构，
推动对应的滑动部向上滑动，使调节支撑梁后端向上翘起，与前端之间形成高度差，
在调节支撑梁后端升起过程中，与调节支撑梁相连接的连接滑块沿滑槽方向滑动。
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2023
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