CN116827226B - 一种适用于外立面的跟踪式光伏支架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于外立面的跟踪式光伏支架。本发明包括支撑平板和其顶部的压力组件，所述压力组件的底端固定连接有工作台；包括光跟踪组件，所述光跟踪组件位于支撑平板的下表面并与支撑平板固定连接，包括监测模块、驱动电机以及齿轮组件，所述监测模块位于支撑平板的上表面。通过设置压力组件，使得工作台和太阳能电池板可沿滑轨的轴向做往复直线运动，从而控制了太阳能电池板的收纳状态，避免了在雨雪天气中由于太阳能电池板直接暴露在外部环境而导致的损坏，一定程度上降低维修成本的同时也提高了光伏支架的使用寿命，通过设置弹性清扫板对太阳能电池板的上表面进行清扫工作，进一步降低雨雪对太阳能电池板造成的后续影响。

Description

一种适用于外立面的跟踪式光伏支架

技术领域

本发明涉及光伏支架技术领域，具体为一种适用于外立面的跟踪式光伏支架。

背景技术

光伏支架是太阳能光伏发电系统中用于支撑、固定和转动光伏组件的特殊结构件。它可以按照安装结构分为固定式和跟踪式，按照安装地点分为地面式和屋面式等。屋面式光伏支架通常安装在建筑的外立面上，而建筑外立面指的是建筑的外部空间，是直接接触外部环境的界面。

跟踪式光伏支架能够根据太阳的位置自动调整电池板的角度，以最大限度地吸收太阳能，从而提高光伏电池板的发电效率。相比固定式支架，跟踪式支架的优点在于能够提高光伏电池板的发电效率。

然而，与固定式光伏支架相比，跟踪式光伏支架的结构更为复杂，其安装和维修成本也更高。由于结构复杂，跟踪式光伏支架的抗风险能力相对较低。在遇到恶劣天气时，例如雪天，太阳能电池板上会积雪，这会增加光伏支架所承受的压力，从而导致跟踪式光伏支架更容易发生故障。因此，我们提出了一种适用于外立面的跟踪式光伏支架来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于外立面的跟踪式光伏支架，具备在雨雪天气对太阳能电池板进行收纳并清洁的优点，解决了背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种适用于外立面的跟踪式光伏支架，包括支撑平板和其顶部的压力组件，所述压力组件的底端固定连接有工作台；

包括光跟踪组件，所述光跟踪组件位于支撑平板的下表面并与支撑平板固定连接；

包括监测模块、驱动电机以及齿轮组件，所述监测模块位于支撑平板的上表面并设置成时刻监测外界天气变化。

优选的，所述支撑平板的顶端固定连接有滑轨，所述滑轨的内部被贯穿并与工作台的底端活动连接；

所述齿轮组件包括支撑件，所述支撑件的底端与支撑平板的顶端固定连接，所述支撑件的内部被贯穿并转动连接有转动轴，所述转动轴轴向远离支撑件一端的外壁转动连接有驱动齿轮；

所述驱动电机安装于支撑件内部并与监测模块电性连接。

优选的，所述滑轨的顶端与工作台活动连接，所述滑轨的内部开设有限位槽。

优选的，所述工作台包括有固定件，所述工作台的底端与限位槽活动连接，所述固定件的一端固定连接有压敏开关，所述压敏开关远离固定件的一端被贯穿并滑动连接有连接杆，所述连接杆的外部套接有压力弹簧，所述工作台的两侧固定连接有驱动齿条，所述连接杆轴向远离压敏开关的一端固定连接有太阳能电池板，所述连接杆轴向远离太阳能电池板的一端固定连接有限位环。

优选的，所述太阳能电池板的顶端固定连接有下挤压件，所述太阳能电池板远离工作台的一侧方放置有收纳壳，所述收纳壳的底端与滑轨的顶端固定连接。

优选的，所述收纳壳包括有压力杆，所述压力杆通过销轴定轴转动连接于收纳壳的顶端，所述压力杆轴向靠近收纳壳一侧的底端固定连接有弹性清扫板，所述压力杆轴向中部的底端固定连接有上挤压件，所述收纳壳的内部设有加热模块，所述加热模块与压敏开关电性连接。

优选的，所述驱动齿条与驱动齿轮传动连接，所述驱动齿条与驱动齿轮的传动齿相互啮合且规格一致。

优选的，所述太阳能电池板的底端贯穿并活动连接于工作台的内部，所述太阳能电池板可沿工作台轴向往复运动。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、通过设置压力组件，伴随着驱动齿轮的转动，使得工作台和太阳能电池板可沿滑轨的轴向做往复直线运动，从而使得太阳能电池板与收纳壳的相对位置发生改变，从而控制了太阳能电池板的收纳状态，避免了在雨雪天气中由于太阳能电池板直接暴露在外部环境而导致的损坏，一定程度上降低维修成本的同时也提高了光伏支架的使用寿命。

2、通过设置弹性清扫板，伴随着太阳能电池板的运动，太阳能电池板和弹性清扫板的相对位置也发生变化，从而使得弹性清扫板对太阳能电池板的上表面进行清扫工作，进一步降低雨雪对太阳能电池板造成的后续影响。

3、通过压敏开关和加热模块，伴随着工作台和太阳能电池板相对位置的改变，压敏开关对收纳壳内部的加热模块发出电信号，提前对收纳壳的内部进行加热，避免因雨雪等杂质进入收纳壳的内部而导致收纳壳的工作寿命下降。

附图说明

图1为本发明立体结构示意图；

图2为本发明立体结构剖视示意图；

图3为本发明支撑平板和滑轨位置关系剖视示意图；

图4为本发明滑轨和工作台位置关系剖视示意图；

图5为本发明工作台结构剖视示意图；

图6为本发明工作台、太阳能电池板以及收纳壳位置关系剖视示意图；

图7为本发明太阳能电池板结构剖视示意图；

图8为本发明收纳壳结构剖视示意图；

图9为本发明加热模块工作流程图。

图中：1、支撑平板；11、支撑件；12、转动轴；13、驱动齿轮；2、滑轨；21、限位槽；3、工作台；31、固定件；32、压敏开关；33、连接杆；34、驱动齿条；4、太阳能电池板；41、下挤压件；5、收纳壳；51、压力杆；52、弹性清扫板；53、上挤压件。

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、完整的描述，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。

实施例一：

请参阅图1至图9，本发明提供一种技术方案：一种适用于外立面的跟踪式光伏支架，包括支撑平板1和其顶部的压力组件，所述压力组件的底端固定连接有工作台3；

包括光跟踪组件，所述光跟踪组件位于支撑平板1的下表面并与支撑平板1固定连接，所述光跟踪组件属于现有技术产物，在此不作过多赘述；

包括监测模块、驱动电机以及齿轮组件，所述监测模块位于支撑平板1的上表面并设置成时刻监测外界天气变化

本发明中，通过齿轮组件驱动工作台3进行水平方向直线运动，根据齿轮组件的转动方向不同，工作台3的运动方向也有所不同，在连接杆33的作用下，太阳能电池板4和收纳壳5水平方向的相对位置呈现周期性变化，当太阳能电池板4与收纳壳5的水平方向的相对位置最小时，太阳能电池板4被收纳进收纳壳5的内部，此时太阳能电池板4不工作以应对外界的恶劣环境，当太阳能电池板4与收纳壳5的相对位置最大时，此时太阳能电池板4正常工作；

由于光跟踪组件与支撑平板1的底端固定连接，当太阳光的照射角度发生变化时，光跟踪组件会根据光照角度的变化做出对应调节，使用光敏电阻来实现光源跟踪。光敏电阻是一种光敏元件，它的阻值会随着光照强度的变化而变化。通过测量光敏电阻的阻值，可以判断太阳光的方向，并调整角度以最大限度地吸收太阳能。从而带动支撑平板1和支撑平板1顶端的各个部件共同运动，从而使得太阳能电池板4始终朝向光照方向。

实施例二：

所述滑轨2的顶端与工作台3活动连接，所述滑轨2顶端的一侧固定连接有限位槽21。

所述工作台3包括有固定件31，所述固定件31的一端固定连接有压敏开关32，所述压敏开关32远离固定件31的一端被贯穿并固定连接有连接杆33，所述连接杆33的外部套接有压力弹簧，所述工作台3的两侧固定连接有驱动齿条34，所述连接杆33轴向远离压敏开关32的一端固定连接有太阳能电池板4，所述连接杆33轴向远离太阳能电池板4的一端固定连接有限位环。

所述驱动齿条34与驱动齿轮13传动连接，所述驱动齿条34与驱动齿轮13的传动齿相互啮合且规格一致。

所述太阳能电池板4的底端贯穿并活动连接于工作台3的内部，所述太阳能电池板4可沿工作台3轴向往复运动。

在使用时，通过转动轴12上设置的驱动齿轮13，且驱动齿轮13和驱动齿条34进行啮合传动，伴随着转动轴12的转动，使得驱动齿条34在驱动齿轮13的作用下在水平方向做直线运动，当驱动齿条34运动时，由于工作台3和驱动齿条34固定连接，从而工作台3跟随驱动齿条34做同步直线运动，根据转动轴12转动方向的不同，工作台3在水平方向直线运动的方向亦会发生改变。

当转动轴12顺时针转动时，工作台3在驱动齿条34的作用下沿水平方向向右运动，与此同时，通过滑轨2上设置的限位槽21，使得工作台3的运动轨迹受到限制，通过工作台3上设置的连接杆33且连接杆33外部设置的压力弹簧，从而使得太阳能电池板4跟随工作台3同步沿水平方向向右移动，此时进行收纳工作。

当转动轴12逆时针转动时，工作台3在驱动齿条34的作用下沿水平方向向左移动，与此同时，通过连接杆33与太阳能电池板4固定连接且连接杆33轴向远离太阳能电池板4的一端设置有限位环，使得太阳能电池板4与工作台3同步沿水平方向向左移动，此时进行延展工作。

实施例三：

所述太阳能电池板4的顶端固定连接有下挤压件41，所述太阳能电池板4远离工作台3的一侧方放置有收纳壳5，所述收纳壳5的底端与滑轨2的顶端固定连接。

所述收纳壳5包括有压力杆51，所述压力杆51通过销轴定轴转动连接于收纳壳5的顶端，所述压力杆51轴向靠近收纳壳5一侧的底端固定连接有弹性清扫板52，所述压力杆51轴向中部的底端固定连接有上挤压件53，所述收纳壳5的内部设有加热模块，所述加热模块与压敏开关32电性连接。

通过收纳壳5上设置的弹性清扫板52，使得太阳能电池板4和收纳壳5的相对距离发生变化时，弹性清扫板52与太阳能电池板4互相接触从而对太阳能电池板4的上表面进行清扫工作。

在太阳能电池板4沿水平方向向右移动的过程中，太阳能电池板4与收纳壳5水平方向的相对距离逐渐减小，通过太阳能电池板4上设置的下挤压件41和压力杆51上设置的上挤压件53，即下挤压件41和上挤压件53的相对距离也逐渐减小，当下挤压件41和上挤压件53发生接触时，在下挤压件41的上挤压件53的形状规格作用下，上挤压件53为太阳能电池板4提供一个水平向左的支持力，在上挤压件53的作用下，太阳能电池板4的运动状态变为静止，而工作台3继续在驱动齿条34的作用下沿水平方向向右移动，此时对连接杆33外部设置的压力弹簧进行受力分析，压力弹簧的一端与压敏开关32固定连接，而压敏开关32跟随工作台3同步沿水平方向向右移动，压力弹簧的另一端与太阳能电池板4固定连接，而太阳能电池板4在上挤压件53的作用下保持静止，从而使得压力弹簧受到挤压而产生形变，压力弹簧将工作台3的一部分动能转化成弹性势能并储存。

在太阳能电池板4静止而工作台3继续往右移动的过程中，工作台3和收纳壳5的相对距离进一步减小，通过工作台3上设置的固定件31和收纳壳5上设置的压力杆51，即固定件31和压力杆51的相对距离逐步减小，当固定件31和压力杆51发生接触时，由于固定件31和压力杆51的接触面均为斜面，此时对压力杆51进行受力分析，固定件31给压力杆51一个向上的支持力，从而使得压力杆51向上移动直至固定件31与压力杆51的接触面消失，由于上挤压件53与压力杆51固定连接，伴随着压力杆51的向上移动，下挤压件41与上挤压件53的接触关系消失，此时对压力弹簧而言，太阳能电池板4对其的支持力消失，从而将储存的弹性势能转化成动能并释放，使得太阳能电池板4沿水平方向向右移动，此时太阳能电池板4的运动轨迹类似于弹射，压力弹簧的弹性势能释放结束后，太阳能电池板4与收纳壳5的相对距离最小，此时太阳能电池板4被收纳进收纳壳5的内部，整体收纳工作结束。

加热模块的工作流程如下：

此实施例中采用的加热模块为电阻丝加热模块，电阻丝加热模块的工作流程属于间接电阻加热。它是让电流通过电热元件或导电介质，例如电阻丝、热敏电阻、电热膜等，使电热元件首先发热，然后利用电热元件产生的热量以热传导、热对流或热辐射等方式间接加热目标物体。此实施例中采用的电热元件为400W加热电阻丝，这种类型的电阻丝耐高温、而且升温快。电阻波动和功率偏向小，使用寿命长。使用这种类型的加热电阻丝，材料容易获得，而且价格便宜。

当压力弹簧受到挤压而产生形变时，压力弹簧会对压敏开关32产生反作用力，由于压敏开关32与收纳壳5内部的加热模块电性连接，在压敏开关32受到压力弹簧的作用力时，压敏开关32同步向收纳壳5内部的加热模块发送电信号，此时加热工作开始，在压力弹簧的形变结束后，压敏开关32受到压力弹簧的作用力消失，此时压敏开关32对加热模块的电信号同步消失，加热工作结束。

通过将动能转化成弹性势能储存再释放的过程，使得太阳能电池板4向右移动的过程中拥有弹射的运动轨迹，从而在惯性作用下，使得太阳能电池板4上附着的雨雪等杂质进一步减少，从而降低弹性清扫板52的工作强度，防止因杂质过多而导致弹性清扫板52的清扫效率降低。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (2)

1.一种适用于外立面的跟踪式光伏支架，包括支撑平板(1)和其顶部的压力组件，其特征在于：所述压力组件的底端固定连接有工作台(3)； 包括光跟踪组件，所述光跟踪组件位于支撑平板(1)的下表面并与支撑平板(1)固定连接； 包括监测模块、驱动电机以及齿轮组件，所述监测模块位于支撑平板(1)的上表面并设置成时刻监测外界天气变化；

所述支撑平板(1)的顶端固定连接有滑轨(2)，所述滑轨(2)的内部被贯穿并与工作台(3)的底端活动连接； 所述齿轮组件包括支撑件(11)，所述支撑件(11)的底端与支撑平板(1)的顶端固定连接，所述支撑件(11)的内部被贯穿并转动连接有转动轴(12)，所述转动轴(12)轴向远离支撑件(11)一端的外壁转动连接有驱动齿轮(13)； 所述驱动电机安装于支撑件(11)内部并与监测模块电性连接；

所述工作台(3)包括有固定件(31)，所述工作台(3)的底端延伸至限位槽(21)内并与限位槽(21)活动连接，所述固定件(31)的一端固定连接有压敏开关(32)，所述压敏开关(32)远离固定件(31)的一端被贯穿并滑动连接有连接杆(33)，所述连接杆(33)的外部套接有压力弹簧，所述工作台(3)的两侧固定连接有驱动齿条(34)，所述连接杆(33)轴向远离压敏开关(32)的一端固定连接有太阳能电池板(4)，所述连接杆(33)轴向远离太阳能电池板(4)的一端固定连接有限位环；

所述太阳能电池板(4)的顶端固定连接有下挤压件(41)，所述太阳能电池板(4)远离工作台(3)的一侧方放置有收纳壳(5)，所述收纳壳(5)的底端与滑轨(2)的顶端固定连接；

所述收纳壳(5)包括有压力杆(51)，所述压力杆(51)通过销轴定轴转动连接于收纳壳(5)的顶端，所述压力杆(51)轴向靠近收纳壳(5)一侧的底端固定连接有弹性清扫板(52)，所述压力杆(51)轴向中部的底端固定连接有上挤压件(53)，所述收纳壳(5)的内部设有加热模块，所述加热模块与压敏开关(32)电性连接；

所述驱动齿条(34)与驱动齿轮(13)传动连接，所述驱动齿条(34)与驱动齿轮(13)的传动齿相互啮合且规格一致；

所述太阳能电池板(4)的底端贯穿并活动连接于工作台(3)的内部，所述太阳能电池板(4)可沿工作台(3)轴向往复运动。

2.根据权利要求1所述的一种适用于外立面的跟踪式光伏支架，其特征在于：所述滑轨(2)的顶端与工作台(3)活动连接，所述滑轨(2)的内部开设有限位槽(21)。