CN118041206B - 一种矩阵式光伏板的调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明中公开了一种矩阵式光伏板的调节装置，涉及光伏电站技术领域；具体包括底部支架、顶部支架，所述顶部支架的顶部安装有光伏板，且顶部支架的底部安装有上支撑座，所述底部支架的顶部一侧安装有倒U型结构的下支撑座，所述下支撑座的顶部转动安装有活动撑架，且上支撑座的底部铰接于活动撑架的顶部。本发明中，光伏板在调节装置的作用下，可以随着太阳运动方向同步移动，随着太阳的移动，光伏板与地面的角度随之变化，行走机构从调节导向机构的低谷位置到高峰位置再到另一端的低谷位置移动，使得光伏板与阳光光线之间全天候处于受光最佳角度，以实现全天候光伏板处于最佳受光角度，提高光伏板发电效率。

Description

一种矩阵式光伏板的调节装置

技术领域

本发明涉及光伏电站技术领域，尤其涉及一种矩阵式光伏板的调节装置。

背景技术

自地球上生命诞生以来，就主要以太阳提供的热辐射能生存，在化石燃料日趋减少的情况下，太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分，并不断得到发展。太阳能的利用有光热转换和光电转换两种方式，太阳能发电是一种新兴的可再生能源，简单的太阳能发电电池可为手表及计算机提供能源，较复杂的太阳能光伏系统可为房屋提供照明，并为电网供电。光伏板组件可以制成不同形状，而组件又可连接，以产生更多电力。天台及建筑物表面均会使用光伏板组件，甚至被用作窗户、天窗或遮蔽装置的一部分。

矩阵式排布是将光伏电池板按照矩阵的形式排列,形成一个规律的阵列，这种排布方式可以最大程度地利用空间,提高发电效率。矩阵式排布适用于大型光伏发电站或大型屋顶。但是，目前支撑光伏板矩阵排列的支架，大多为固定结构，使得光伏板的角度调节后无法移动，而阳光随着时间投射的光线角度随时都在变化，而角度固定的矩阵光伏板接收的光线角度无法达到最大发电效率，尤其是在季节变化时，使得许多的太阳能无法得到有效利用。

有鉴于此，本发明提供一种矩阵式光伏板的调节装置，以解决上述现有技术中存在的技术问题。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种矩阵式光伏板的调节装置。

本发明提出的一种矩阵式光伏板的调节装置，包括底部支架、顶部支架，所述顶部支架的顶部安装有光伏板，且顶部支架的底部安装有上支撑座，所述底部支架的顶部一侧安装有倒U型结构的下支撑座，所述下支撑座的顶部转动安装有活动撑架，且上支撑座的底部铰接于活动撑架的顶部，所述底部支架的顶部安装有两个分布于下支撑座两侧位置的间距补偿机构，所述底部支架的顶部另一侧安装有主调节机构，两个所述间距补偿机构与主调节机构之间安装有C型结构的调节导向机构，所述活动撑架的底部安装有在调节导向机构上方移动的行走机构，所述顶部支架的上方安装有控制行走机构移动的光感传感器，所述活动撑架的中部与下支撑座的中部之间安装有锁定保护机构，且上支撑座的侧面安装有控制锁定保护机构动作的振动传感器。

本发明中优选地，所述活动撑架包括与下支撑座转动连接的主撑架，和安装行走机构的L型副撑架，所述主撑架和L型副撑架的顶部均与上支撑座的底部铰接，且主撑架和L型副撑架之间转动安装有平衡杆。

本发明中优选地，所述锁定保护机构包括安装于下支撑座顶部的中空锁合座，和通过球铰链安装于平衡杆底部的电动推杆，所述中空锁合座呈C型结构分布在主撑架轴心侧面，所述中空锁合座的顶部设置有C型结构的锁合槽，且电动推杆的底部安装有锥形结构的锁合块，锁合块位于中空锁合座的内部。

本发明中优选地，所述调节导向机构包括安装于两个间距补偿机构上方的横杆，和安装于主调节机构外侧的延伸块，所述延伸块的侧面安装有C型结构的导向环，导向环的两端铰接于横杆的侧面。

本发明中优选地，所述导向环的上方设置有两端低、中部高的导向部，且导向部的中部设置有补偿槽，补偿槽的底壁设置有半圆形齿条。

本发明中优选地，所述行走机构包括转动安装于L型副撑架底部的滚轮，和固定安装于L型副撑架底部的驱动电机，所述驱动电机带动滚轮旋转，且滚轮的中部设置有与半圆形齿条啮合的齿轮。

本发明中优选地，所述调节导向机构还包括安装于L型副撑架上方的限位环，和安装于导向环上方位置的弧形滑杆，所述限位环与弧形滑杆滑动连接。

本发明中优选地，所述间距补偿机构包括固定安装于底部支架上方的轨道支架，且轨道支架的上方滑动安装有L型结构的补偿块，补偿块的端部与横杆固定连接，所述补偿块的侧面与轨道支架的内壁之间安装有伸缩杆和推簧。

本发明中优选地，所述主调节机构包括转动安装于延伸块中部的螺纹套，和固定安装于底部支架上方的铰链座，所述铰链座的顶部铰接有管座，且管座的顶部转动安装有调节螺杆，调节螺杆与螺纹套螺接。

与现有技术相比，本发明提供了一种矩阵式光伏板的调节装置，具备以下有益效果：

本发明中，调节导向机构呈C型结构分布，且调节导向机构的中部高于两端位置，活动撑架的一端位置固定，活动撑架的另一端通过行走机构在调节导向机构上方移动，光伏板通过顶部支架平铺于活动撑架上方位置，行走机构在调节导向机构上方往复移动，在早晨时间，阳光光线与地面趋于水平，此时，行走机构位于调节导向机构的一端低谷位置，光伏板朝向太阳升起方向，且光伏板与地面角度增加，随着阳光移动，行走机构带动活动撑架向调节导向机构中部移动，光伏板朝向太阳方向移动，且光伏板与地面的角度减少，太阳从中午到晚上的移动时间，行走机构从调节导向机构高峰位置向另一端的低谷位置移动，光伏板追随太阳下落的速度进行方向和角度调节，使得光伏板与阳光光线之间全天候处于受光最佳角度，以实现全天候光伏板处于最佳受光角度，提高光伏板发电效率。

附图说明

图1为本发明提出的一种矩阵式光伏板的调节装置的结构示意图；

图2为本发明提出的一种矩阵式光伏板的调节装置的侧视结构示意图；

图3为本发明提出的一种矩阵式光伏板的调节装置的局部侧视结构示意图；

图4为本发明提出的一种矩阵式光伏板的调节装置的活动撑架结构示意图；

图5为本发明提出的一种矩阵式光伏板的调节装置的锁定保护机构结构示意图；

图6为本发明提出的一种矩阵式光伏板的调节装置的限位环结构示意图；

图7为本发明提出的一种矩阵式光伏板的调节装置的主调节机构结构示意图；

图8为本发明提出的一种矩阵式光伏板的调节装置的间距补偿机构结构示意图；

图9为本发明提出的一种矩阵式光伏板的调节装置的行走机构结构示意图。

图中：1底部支架、2主调节机构、21调节螺杆、22铰链座、23螺纹套、3行走机构、31滚轮、32齿轮、33驱动电机、4顶部支架、5光伏板、6光感传感器、7活动撑架、71主撑架、72 L型副撑架、73平衡杆、8锁定保护机构、81中空锁合座、82锁合槽、83锁合块、84电动推杆、9下支撑座、10间距补偿机构、101轨道支架、102伸缩杆、103推簧、104补偿块、11调节导向机构、111横杆、112导向环、113导向部、114半圆形齿条、115延伸块、116限位环、117弧形滑杆、12上支撑座、13振动传感器。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

参照图1-9，一种矩阵式光伏板的调节装置，包括底部支架1、顶部支架4，顶部支架4的顶部安装有光伏板5，且顶部支架4的底部安装有上支撑座12，底部支架1的顶部一侧安装有倒U型结构的下支撑座9，下支撑座9的顶部转动安装有活动撑架7，且上支撑座12的底部铰接于活动撑架7的顶部，底部支架1的顶部安装有两个分布于下支撑座9两侧位置的间距补偿机构10，底部支架1的顶部另一侧安装有主调节机构2，两个间距补偿机构10与主调节机构2之间安装有C型结构的调节导向机构11，活动撑架7的底部安装有在调节导向机构11上方移动的行走机构3，顶部支架4的上方安装有控制行走机构3移动的光感传感器6，活动撑架7的中部与下支撑座9的中部之间安装有锁定保护机构8，且上支撑座12的侧面安装有控制锁定保护机构8动作的振动传感器13，调节导向机构11呈C型结构分布，且调节导向机构11的中部高于两端位置，活动撑架7的一端位置固定，活动撑架7的另一端通过行走机构3在调节导向机构11上方移动，光伏板5通过顶部支架4平铺于活动撑架7上方位置，行走机构3在调节导向机构11上方往复移动，在早晨时间，阳光光线与地面趋于水平，此时，行走机构3位于调节导向机构11的一端低谷位置，光伏板5朝向太阳升起方向，且光伏板与地面角度增加，随着阳光移动，行走机构3带动活动撑架7向调节导向机构11中部移动，光伏板5朝向太阳方向移动，且光伏板5与地面的角度减少，太阳从中午到晚上的移动时间，行走机构3从调节导向机构11高峰位置向另一端的低谷位置移动，光伏板5追随太阳下落的速度进行方向和角度调节，使得光伏板5与阳光光线之间全天候处于受光最佳角度，以实现全天候光伏板处于最佳受光角度，提高光伏板发电效率。

作为本发明中再进一步的方案，活动撑架7包括与下支撑座9转动连接的主撑架71，和安装行走机构3的L型副撑架72，主撑架71和L型副撑架72的顶部均与上支撑座12的底部铰接，且主撑架71和L型副撑架72之间转动安装有平衡杆73，本发明中，主撑架71、L型副撑架72、平衡杆73和上支撑座12之间构成菱形结构，主撑架71、L型副撑架72之间始终处于平行状态，当L型副撑架72一端升降时，带动上支撑座12的一端同步升降，实现光伏板在竖直方向上的角度调节动作。

作为本发明中再进一步的方案，锁定保护机构8包括安装于下支撑座9顶部的中空锁合座81，和通过球铰链安装于平衡杆73底部的电动推杆84，中空锁合座81呈C型结构分布在主撑架71轴心侧面，中空锁合座81的顶部设置有C型结构的锁合槽82，且电动推杆84的底部安装有锥形结构的锁合块83，锁合块83位于中空锁合座81的内部，本发明中，电动推杆84在光伏组件日常作业时处于松弛状态，锁合块83在中空锁合座81内部的中下方位置，当出现极端天气时，顶部支架4受到风力、大雨冲击的作用力传递至振动传感器13，电动推杆84快速动作收缩，锥形结构的锁合块83向上运动并嵌入锁合槽82中，将活动撑架7牢牢锁紧，并将行走机构3固定在调节导向机构11上方位置，快速完成装置的锁合固定，有效避免极端天气下造成装置的损坏。

作为本发明中再进一步的方案，调节导向机构11包括安装于两个间距补偿机构10上方的横杆111，和安装于主调节机构2外侧的延伸块115，延伸块115的侧面安装有C型结构的导向环112，导向环112的两端铰接于横杆111的侧面，导向环112的上方设置有两端低、中部高的导向部113，且导向部113的中部设置有补偿槽，补偿槽的底壁设置有半圆形齿条114，本发明中，导向部113的弧度设置根据活动撑架7的活动行程进行设计，且行走机构3在导向环112上的导向部113中移动，导向部113两端低、中部高的结构设置，行走机构3在早、晚时间处于导向部113两端低点位置，此时，光伏板5与地面夹角增加以获取增加受光角度，行走机构3在中午时间处于导向部113中部最高点位置，光伏板5与地面夹角减小以获取增加受光角度，提高光伏板5转化太阳能的效率。

作为本发明中再进一步的方案，行走机构3包括转动安装于L型副撑架72底部的滚轮31，和固定安装于L型副撑架72底部的驱动电机33，驱动电机33带动滚轮31旋转，且滚轮31的中部设置有与半圆形齿条114啮合的齿轮32，本发明中，滚轮31的两端位置与导向部113上表面滚动连接，齿轮32位于导向部113的补偿槽中部，且齿轮32两侧设置补偿间距，使得行走机构3移动过程中，齿轮32始终处于啮合状态，行走机构3通过齿轮32与半圆形齿条114的啮合传动，提高行走机构3在调节导向机构11上方行走的稳定性。

作为本发明中再进一步的方案，调节导向机构11还包括安装于L型副撑架72上方的限位环116，和安装于导向环112上方位置的弧形滑杆117，限位环116与弧形滑杆117滑动连接，本发明中，L型副撑架72通过限位环116与弧形滑杆117之间的滑动配合，使得L型副撑架72与导向部113上表面之间间距处于恒定状态，进而避免装置调节光伏板5角度和方向过程中，活动撑架7产生晃动，进一步提高光伏板5角度和方向调节过程中的稳定性。

作为本发明中再进一步的方案，间距补偿机构10包括固定安装于底部支架1上方的轨道支架101，且轨道支架101的上方滑动安装有L型结构的补偿块104，补偿块104的端部与横杆111固定连接，补偿块104的侧面与轨道支架101的内壁之间安装有伸缩杆102和推簧103，本发明中，导向环112的远离横杆111的一端为可调节状态，导向环112的一端受到主调节机构2的束缚，当导向环112的端部在主调节机构2作用下向上运动，此时，推簧103受力收缩，调节导向机构11整体向后运动，以适应活动撑架7向上倾斜时的间距变化。

作为本发明中再进一步的方案，主调节机构2包括转动安装于延伸块115中部的螺纹套23，和固定安装于底部支架1上方的铰链座22，铰链座22的顶部铰接有管座，且管座的顶部转动安装有调节螺杆21，调节螺杆21与螺纹套23螺接，本发明中，通过旋转调节螺杆21，带动螺纹套23向上运动，此时，调节导向机构11的外端随之翘起，调节调节导向机构11的初始状态，以适应光伏板5在不同季节和不同太阳高度下的初始夹角，主调节机构2每个季度巡检调节一次，进而使得矩阵式光伏板的角度变化适应相应的季节，进一步提高矩阵式光伏板对于太阳能的转化效率。

在使用时，光伏板5通过顶部支架4平铺于活动撑架7上方位置，行走机构3在调节导向机构11上方往复移动，在早晨时间，阳光光线与地面趋于水平，此时，行走机构3位于调节导向机构11的一端低谷位置，光伏板5朝向太阳升起方向，且光伏板与地面角度增加，随着阳光移动，行走机构3带动活动撑架7向调节导向机构11中部移动，光伏板5朝向太阳方向移动，且光伏板5与地面的角度减少，太阳从中午到晚上的移动时间，行走机构3从调节导向机构11高峰位置向另一端的低谷位置移动，光伏板5追随太阳下落的速度进行方向和角度调节，使得光伏板5与阳光光线之间全天候处于受光最佳角度，以实现全天候光伏板处于最佳受光角度。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种矩阵式光伏板的调节装置，包括底部支架（1）、顶部支架（4），所述顶部支架（4）的顶部安装有光伏板（5），且顶部支架（4）的底部安装有上支撑座（12），所述底部支架（1）的顶部一侧安装有倒U型结构的下支撑座（9），其特征在于，所述下支撑座（9）的顶部转动安装有活动撑架（7），且上支撑座（12）的底部铰接于活动撑架（7）的顶部，所述底部支架（1）的顶部安装有两个分布于下支撑座（9）两侧位置的间距补偿机构（10），所述底部支架（1）的顶部另一侧安装有主调节机构（2），两个所述间距补偿机构（10）与主调节机构（2）之间安装有C型结构的调节导向机构（11），所述活动撑架（7）的底部安装有在调节导向机构（11）上方移动的行走机构（3），所述顶部支架（4）的上方安装有控制行走机构（3）移动的光感传感器（6），所述活动撑架（7）的中部与下支撑座（9）的中部之间安装有锁定保护机构（8），且上支撑座（12）的侧面安装有控制锁定保护机构（8）动作的振动传感器（13）；

所述活动撑架（7）包括与下支撑座（9）转动连接的主撑架（71），和安装行走机构（3）的L型副撑架（72），所述主撑架（71）和L型副撑架（72）的顶部均与上支撑座（12）的底部铰接，且主撑架（71）和L型副撑架（72）之间转动安装有平衡杆（73）；

所述锁定保护机构（8）包括安装于下支撑座（9）顶部的中空锁合座（81），和通过球铰链安装于平衡杆（73）底部的电动推杆（84），所述中空锁合座（81）呈C型结构分布在主撑架（71）轴心侧面，所述中空锁合座（81）的顶部设置有C型结构的锁合槽（82），且电动推杆（84）的底部安装有锥形结构的锁合块（83），锁合块（83）位于中空锁合座（81）的内部；

所述调节导向机构（11）包括安装于两个间距补偿机构（10）上方的横杆（111），和安装于主调节机构（2）外侧的延伸块（115），所述延伸块（115）的侧面安装有C型结构的导向环（112），导向环（112）的两端铰接于横杆（111）的侧面，所述导向环（112）的上方设置有两端低、中部高的导向部（113），且导向部（113）的中部设置有补偿槽，补偿槽的底壁设置有半圆形齿条（114），所述调节导向机构（11）还包括安装于L型副撑架（72）上方的限位环（116），和安装于导向环（112）上方位置的弧形滑杆（117），所述限位环（116）与弧形滑杆（117）滑动连接；

所述行走机构（3）包括转动安装于L型副撑架（72）底部的滚轮（31），和固定安装于L型副撑架（72）底部的驱动电机（33），所述驱动电机（33）带动滚轮（31）旋转，且滚轮（31）的中部设置有与半圆形齿条（114）啮合的齿轮（32）；

所述间距补偿机构（10）包括固定安装于底部支架（1）上方的轨道支架（101），且轨道支架（101）的上方滑动安装有L型结构的补偿块（104），补偿块（104）的端部与横杆（111）固定连接，所述补偿块（104）的侧面与轨道支架（101）的内壁之间安装有伸缩杆（102）和推簧（103）。

2.根据权利要求1所述的一种矩阵式光伏板的调节装置，其特征在于，所述主调节机构（2）包括转动安装于延伸块（115）中部的螺纹套（23），和固定安装于底部支架（1）上方的铰链座（22），所述铰链座（22）的顶部铰接有管座，且管座的顶部转动安装有调节螺杆（21），调节螺杆（21）与螺纹套（23）螺接。