CN201290078Y - 太阳能光伏电池阵列巡日跟踪组件 - Google Patents

太阳能光伏电池阵列巡日跟踪组件 Download PDF

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段正刚
王新林
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Abstract

本实用新型涉及一种太阳能光伏电池阵列巡日跟踪组件，其包括有基座、倾向轴、结构管、U杆，基座上安装有倾向轴，倾向轴的两端分布有结构管，结构管上设置有U杆，特点是：所述的倾向轴上安装有纬度齿轮，纬度齿轮上啮合有纬度蜗杆，基座上设有经度齿轮，经度齿轮上啮合有经度蜗杆，纬度蜗杆和经度蜗杆连接电机。通过单片机和光敏传感器相结合的太阳方位角探测器，提高了精度准确，实现真正意义上的全天候跟踪，满足有效日照时间之全程巡日控制。并且，通过最大功率跟踪控制器，使整个太阳能电池板阵列随时跟踪太阳光角进行转动并根据程序控制输出最大功率。再者，本实用新型可自动复位并休眠，以最大程度节省无效耗能。

Description

太阳能光伏电池阵列巡日跟踪组件
技术领域
本实用新型涉及一种太阳能电池组件，尤其涉及一种太阳能光伏电池阵列巡日跟踪组件。
背景技术
伴随着能源紧张的局势和长期的能源战略，太阳能光伏发电将成为人类社会未来能源的基石。但是，目前常用的太阳能光伏发电系统都是非跟踪型，即将太阳能电池固定安装，这种类型的太阳能电板不能随太阳变化而变化。换句话说，在一天的大部分时间，太阳光都是倾斜照射在电池板上的，因此，这在很大程度上影响了太阳能电池板的光电转换率，也同时制了太阳能光伏发电的发展速度。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种太阳能光伏电池阵列巡日跟踪组件。
为实现本实用新型的目的太阳能光伏电池阵列巡日跟踪组件，其包括有基座、倾向轴、结构管、U杆，基座上安装有倾向轴，倾向轴的两端分布有结构管，结构管上设置有U杆，其中：所述的倾向轴上安装有纬度齿轮，纬度齿轮上啮合有纬度蜗杆，基座上设有经度齿轮，经度齿轮上啮合有经度蜗杆，纬度蜗杆和经度蜗杆连接电机。
进一步地，上述的太阳能光伏电池阵列巡日跟踪组件，其中，所述的电机上连接有最大功率跟踪控制器，最大功率跟踪控制器的一端连接有太阳方位角探测器。
更进一步地，上述的太阳能光伏电池阵列巡日跟踪组件，其中，所述的太阳方位角探测器包括有单片机和光敏传感器，光敏传感器的输出端连入单片机的输入端，单片机的输出端连入最大功率跟踪控制器。
更进一步地，上述的太阳能光伏电池阵列巡日跟踪组件，其中，所述的太阳方位角探测器内设有运算放大器，光敏传感器的输出端连入运算放大器的输入端，运算放大器的输出端连入单片机的输入端。
更进一步地，上述的太阳能光伏电池阵列巡日跟踪组件，其中，所述的结构管成对分布在倾向轴两端，结构管之间架设有加强杆。
再进一步地，上述的太阳能光伏电池阵列巡日跟踪组件，其中，所述的结构管与基座之间设置有电池板支撑杆。
采用本实用新型技术方案，通过单片机和光敏传感器相结合的太阳方位角探测器，提高了精度准确，同时解决了定向跟踪中的信号输入和响应，实现了真正意义上的全天候跟踪，满足有效日照时间之全程巡日控制。并且，通过最大功率跟踪控制器，使整个太阳能电池板阵列随时跟踪太阳光角进行转动并根据程序控制输出最大功率。同时，本实用新型体积小、重量轻、方便安装。再者，本实用新型可自动复位并休眠，以最大程度节省无效耗能，可在业内推广应用。
本实用新型的目的、优点和特点，将通过下面优先实施例的非限制性说明进行图示和解释，这些实施例是参照附图仅作为例子给出的。
附图说明
图1是纬度齿轮、经度齿轮位置示意图；
图2是本实用新型的整体构造示意图。
图中各附图标记的含义如下：
1    基座                2    电机
3    倾向轴              4    结构管
5    U杆                 6    纬度齿轮
7    纬度蜗杆            8    经度齿轮
具体实施方式
如图1、图2所示的太阳能光伏电池阵列巡日跟踪组件，其包括有基座1、倾向轴3、结构管4、U杆5，基座1上安装有倾向轴3，倾向轴3的两端分布有结构管4，结构管4上设置有U杆5，其特别之处在于：所述的倾向轴3上安装有纬度齿轮6，纬度齿轮6上啮合有纬度蜗杆7，基座1上设有经度齿轮8，经度齿轮8上啮合有经度蜗杆，纬度蜗杆7和经度蜗杆连接电机2。
进一步来看，电机2上连接有最大功率跟踪控制器，最大功率跟踪控制器的一端连接有太阳方位角探测器。太阳方位角探测器包括有单片机和光敏传感器，光敏传感器的输出端连入单片机的输入端，单片机的输出端连入最大功率跟踪控制器。就本实用新型较为优化的实施方式来看，由于分布地区和气候的不同，光敏传感器有时候对太阳方位角的采集有可能会出现信号过小的状况，太阳方位角探测器内设有运算放大器，光敏传感器的输出端连入运算放大器的输入端，运算放大器的输出端连入单片机的输入端。由此，对太阳方位角实现最佳的跟踪。
同时，考虑到对太阳所处位置的最佳跟踪，太阳方位角探测器安装在U杆5上，位于电池板表面。
再者，考虑到太阳能光伏电池阵列巡日跟踪组件安装位置出于室外，其使用环境较为繁杂，结构管4成对分布在倾向轴3两端，结构管4之间架设有加强杆，结构管4与基座1之间设置有电池板支撑杆。由此，增加了太阳能光伏电池阵列巡日跟踪组件的抗风努力。
在实际使用中，利用单片机和光敏传感器相结合的太阳方位角探测器来控制太阳能光伏电池阵列巡日跟踪组件经纬度的旋转。具体来说，由太阳方位角探测器探测到的太阳方位角信号，经精密运算放大器放大后输入单片机，密运算放大器的放大倍数由跟踪精度来决定。随后，经单片机内部A/D转换器转换成数字信号，由最大功率跟踪控制器启动电机2，令太阳能光伏电池阵列巡日跟踪组件来跟踪太阳角度值。
进一步结合图1来看，当控制纬度方向的电机启动纬度蜗杆7转动，纬度蜗杆7和纬度齿轮6啮合传动，随后纬度齿轮6的运动带动倾向轴3做纬度方向的运动。由此，令太阳能光伏电池阵列巡日跟踪组件实现对太阳的纬度跟踪。同样地，控制经度方向的电机2以类似的控制方式来驱动经度齿轮8做经度方向的运动，实现了对太阳的经度跟踪。就此，整个太阳能光伏电池阵列巡日跟踪组件可配合太阳的所在位置，实现真正的巡日跟踪。
当日落进入夜间时，太阳方位角探测器控制纬度方向的电机及控制经度方向的电机2将太阳能光伏电池阵列巡日跟踪组件自动回复到等待状态，准备次日太阳升起的跟踪状态。并且，在正式进入夜间后，本实用新型的控制系统供电切除，控制系统处于休眠状态，以最大程度节省无效耗能。
通过上述的文字表述并结合附图可以看出，本实用新型技术方案：
1、采用了单片机和光敏传感器相结合的太阳方位角探测器，提高了精度准确，在复杂气候条件下不会出现控制混乱而停止工作。同时解决了定向跟踪中的信号输入和响应，打破了过去传统的通过时间计算后定时控制的缺陷，实现了真正意义上的全天候跟踪，满足有效日照时间之全程巡日控制；
2、采用了最大功率跟踪控制器，使整个太阳能电池板阵列随时跟踪太阳光角进行转动并根据程序控制输出最大功率，比传统的地面太阳能电站发电效率提高45％，大大降低了太阳能发电成本；
3、在机械传动系统中，采用了应用广泛的蜗轮蜗杆传动，这种传动有传动比准确、效率高、结构紧凑、工作平稳、无噪声、冲击振动小、工作性能可靠、使用寿命长；
4、机械装置体积小、重量轻、方便安装；
5、能耗小于5瓦，与固定光伏系统比较，全年平均提高发电量>45％，夜间控制系统供电切除，控制系统处于休眠状态，以最大程度节省无效耗能。
当然，以上仅是本实用新型的具体应用范例，对本实用新型的保护范围不构成任何限制。除上述实施例外，本实用新型还可以有其它实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型所要求保护的范围之内。

Claims (6)

1、太阳能光伏电池阵列巡日跟踪组件，其包括有基座、倾向轴、结构管、U杆，基座上安装有倾向轴，倾向轴的两端分布有结构管，结构管上设置有U杆，其特征在于：所述的倾向轴上安装有纬度齿轮，纬度齿轮上啮合有纬度蜗杆，基座上设有经度齿轮，经度齿轮上啮合有经度蜗杆，纬度蜗杆和经度蜗杆连接电机。
2、根据权利要求1所述的太阳能光伏电池阵列巡日跟踪组件，其特征在于：所述的电机上连接有最大功率跟踪控制器，最大功率跟踪控制器的一端连接有太阳方位角探测器。
3、根据权利要求2所述的太阳能光伏电池阵列巡日跟踪组件，其特征在于：所述的太阳方位角探测器包括有单片机和光敏传感器，光敏传感器的输出端连入单片机的输入端，单片机的输出端连入最大功率跟踪控制器。
4、根据权利要求3所述的太阳能光伏电池阵列巡日跟踪组件，其特征在于：所述的太阳方位角探测器内设有运算放大器，光敏传感器的输出端连入运算放大器的输入端，运算放大器的输出端连入单片机的输入端。
5、根据权利要求1所述的太阳能光伏电池阵列巡日跟踪组件，其特征在于：所述的结构管成对分布在倾向轴两端，结构管之间架设有加强杆。
6、根据权利要求1所述的太阳能光伏电池阵列巡日跟踪组件，其特征在于：所述的结构管与基座之间设置有电池板支撑杆。
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Patentee before: Suzhou QC Photovoltalic Electronics Co., Ltd.

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