CN202309572U

CN202309572U - 低成本太阳能光伏电池板日光跟踪系统

Info

Publication number: CN202309572U
Application number: CN2011204355743U
Authority: CN
Inventors: 陶佰睿; 苗凤娟; 姚仲敏; 王锐; 谭东悦; 高万峰; 彭旸; 潘洋; 于春鸿; 沈海啸
Original assignee: Qiqihar University
Current assignee: Qiqihar University
Priority date: 2011-11-07
Filing date: 2011-11-07
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2021-11-07

Abstract

本实用新型公开了一种低成本太阳能光伏电池板日光跟踪系统，太阳能板通过转轴固定，太阳能板底面固定有齿条并通过带齿凸轮与凸轮轴连接，凸轮轴上端固定有链轮，链轮上连接有带孔链条，带孔链条通过导向轮架、链条滑动控制装置与重物连接。风车通过活动连接在立杆上的转杆与伞齿轮对连接，伞齿轮对通过套筒、皮带轮对、固定架与伞齿轮连接，伞齿轮通过齿盘、电磁离合器、齿盘连管、飞轮传动装置与凸轮轴的上端头连接。通过单片机智能控制太阳能电池板追踪太阳光，提高了太阳能电池板最大功率发电的持续时间，提高了太阳能电池组件的发电能力。可持续工作时间长，结构简单，制作成本低，可操作性强，应用前景广阔。

Description

低成本太阳能光伏电池板日光跟踪系统

技术领域

本实用新型涉及一种低成本太阳能光伏电池板日光跟踪系统，属于新能源技术领域。

背景技术

能源问题已是全球性问题，发展新能源更是经济大国尤为重视的领域；利用风能、太阳能发电在发达国家装机容量已具规模，在中国这几年政府从产业政策、投资导向到技术成果转化、企业扶持等方面都在积极推动风能、太阳能发电产业。在此背景下，提高太阳能电池组件转换效率成为人们研究的热点。具有低成本、高效率、便于商业化推广等优点的全新绿色新能源是科研人员追求的目标。目前，改善太阳能组件加工制作工艺，提炼更高纯度的半导体材料来提高太阳能电池板光电转换效率对人们来说已经达到了极限，很难再提高其转换效率。全球第三大光伏电池模块制造商无锡尚德日前声称，采用Pluto技术己经实现单晶硅电池转换效率达到19%，多晶硅电池达到17%，实验室得到的效率才达到25%。如何进一步提高转换效率是摆在人们面前的重要课题。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种低成本太阳能光伏电池板日光跟踪系统。该系统是在现有太阳能电池板光伏发电系统中通过太阳能电池板在朝南的基础上再在东、西方向转动来提高转换效率，在太阳能电池板光伏发电系统中，利用51系列单片机智能控制两块作为开关装置的电磁铁，通过重物提供重力势能以驱动太阳能电池板转动，直接控制太阳能电池板实现定时、定向的在受光面朝南的基础上沿东、西方向转动旋转一定的角度，从而增大太阳光直射电池板时间，提高了太阳能的利用率，再通过风车提供的动力和通过飞轮传动装置转动转轴实现将重物返回原点所需要的机械能，减少了风车利用风力发电进行控制带来的损耗。

本实用新型的技术方案是：低成本太阳能光伏电池板日光跟踪系统，是由转轴、太阳能板、齿条、带齿凸轮、凸轮轴、链轮、带孔链条、导向轮架、链条滑动控制装置、重物、立杆、风车、伞齿轮对、皮带轮对、伞齿轮、齿盘、电磁离合器、齿盘连管、飞轮传动装置、单片机控制装置组成。太阳能板通过转轴固定，太阳能板底面固定有齿条并通过带齿凸轮与凸轮轴连接，凸轮轴上端固定有链轮，链轮上连接有带孔链条，带孔链条通过导向轮架、链条滑动控制装置与重物连接。风车通过活动连接在立杆上的转杆与伞齿轮对连接，伞齿轮对通过套筒、皮带轮对、固定架与伞齿轮连接，伞齿轮通过齿盘、电磁离合器、齿盘连管、飞轮传动装置与凸轮轴的上端头连接。所述的链条滑动控制装置是由控制架板、吸合电磁铁、吸断电磁铁、导杆、T型销构成，带孔链条与控制架板内的导槽滑动连接，在导槽左侧固定有吸合电磁铁，吸合电磁铁与穿过带孔链条孔的T型销连接，T型销通过中心孔与导杆滑动连接，导杆与固定在控制架板右侧的吸断电磁铁固定连接。所述的飞轮传动装置是由飞轮芯轴、飞轮千斤、弹簧丝、飞轮外壳构成，飞轮芯轴通过飞轮千斤、弹簧丝与飞轮外壳可转动连接，飞轮芯轴与凸轮轴的上端头固定连接，飞轮外壳与齿盘连管固定连接。所述的单片机控制装置，是由系列单片机、时钟电路、接口电路、电源构成，单片机控制装置固定链条滑动控制装置内，系列单片机通过接口电路与电磁离合器、吸合电磁铁、吸断电磁铁电连接。

本实用新型的有益效果是：通过单片机智能控制太阳能电池板追踪太阳光，提高了太阳能电池板最大功率发电的持续时间，提高了太阳能电池组件的发电能力。并且直接利用东北地域巨大的风力资源，简易的机械装置，改变了以往驱动旋转用电机的惯性思维，节省了很多能源，并且可持续工作时间长，极大的节省了维修维护所需要的人力物力。本实用新型结构简单，制作成本低，可操作性强，可批量生产，应用前景广阔。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。

图1是本实用新型的立体结构示意图。

图2是图1的B向剖视放大结构示意图。

图3是图1的C—C剖视放大结构示意图。

图4是图1的A—A剖视放大结构示意图。

图中标号

1、转轴 2、太阳能板 3、齿条 4、带齿凸轮

5、凸轮轴 6、链轮 7、带孔链条 8、导向轮架

9、控制架板 10、重物 11、立杆 12、风车

13、伞齿轮对 14、皮带轮对 15、伞齿轮 16、齿盘

17、电磁离合器 18、导槽 19、吸合电磁铁 20、吸断电磁铁

21、导杆 22、T型销 23、齿盘连管 24、飞轮芯轴

25、飞轮千斤 26、弹簧丝 27、飞轮外壳 28、单片机控制装置。

具体实施方式

请参阅图1至图4，低成本太阳能光伏电池板日光跟踪系统，是由转轴、太阳能板、齿条、带齿凸轮、凸轮轴、链轮、带孔链条、导向轮架、链条滑动控制装置、重物、立杆、风车、伞齿轮对、皮带轮对、伞齿轮、齿盘、电磁离合器、齿盘连管、飞轮传动装置、单片机控制装置组成。太阳能板2通过转轴1固定，太阳能板2底面固定有齿条3并通过带齿凸轮4与凸轮轴5连接，凸轮轴5上端固定有链轮6，链轮6上连接有带孔链条7，带孔链条7通过导向轮架8、链条滑动控制装置与重物10连接。风车12通过活动连接在立杆11上的转杆与伞齿轮对13连接，伞齿轮对13通过套筒、皮带轮对14、固定架与伞齿轮15连接，伞齿轮15通过齿盘16、电磁离合器17、齿盘连管23、飞轮传动装置与凸轮轴5的上端头连接。所述的链条滑动控制装置是由控制架板9、吸合电磁铁19、吸断电磁铁20、导杆21、T型销22构成，带孔链条7与控制架板9内的导槽18滑动连接，在导槽18左侧固定有吸合电磁铁19，吸合电磁铁19与穿过带孔链条7孔的T型销22连接，T型销22通过中心孔与导杆21滑动连接，导杆21与固定在控制架板9右侧的吸断电磁铁20固定连接。所述的飞轮传动装置是由飞轮芯轴24、飞轮千斤25、弹簧丝26、飞轮外壳27构成，飞轮芯轴24通过飞轮千斤25、弹簧丝26与飞轮外壳27可转动连接，飞轮芯轴24与凸轮轴5的上端头固定连接，飞轮外壳27与齿盘连管23固定连接。所述的单片机控制装置28，是由51系列单片机、时钟电路、接口电路、电源构成，单片机控制装置28固定链条滑动控制装置内，51系列单片机通过接口电路与电磁离合器17、吸合电磁铁19、吸断电磁铁20电连接。

工作原理：太阳能板2通过转轴1固定，通过单片机控制装置28控制可以始终朝南并沿东、西方向转动，具体设计为太阳能板2每天早六点由－30°角（此时面朝东）开始旋转，每一小时旋转5°，到晚上六点旋转到＋30°（此时面朝西），控制方案是带齿凸轮4半边有齿，每天早六点由最起始点开始旋转通过齿条3推动太阳能板2转动，到晚上六点旋转到最高点后迅速下降到最低点。太阳能板2由－30°角旋转到＋30°的控制是通过链轮6、带孔链条7和重物10拉动，在带孔链条7的孔内设有T型销22，由吸合电磁铁19吸合卡住带孔链条7，通过单片机控制装置28控制每一小时由吸断电磁铁20吸出T型销22一次，使带孔链条7下降一个孔也就是通过链轮6、凸轮轴5、带齿凸轮4、齿条3带动太阳能板2旋转5°，直至晚上六点结束，这时重物10降到最低点。接着由晚上六点开始由单片机控制装置28控制断开电磁铁20得电（同时吸合电磁铁19失电）吸出T型销22，同时控制电磁离合器24吸合（白天电磁离合器24不吸合，风车12的旋转与凸轮轴5不连接），使可随风向旋转的风车12通过飞轮结构23带动凸轮轴5、链轮6反向旋转，使重物10上升至原位置及带齿凸轮4达到每天早六点起始位置停止。

Claims

1.一种低成本太阳能光伏电池板日光跟踪系统，是由转轴、太阳能板、齿条、带齿凸轮、凸轮轴、链轮、带孔链条、导向轮架、链条滑动控制装置、重物、立杆、风车、伞齿轮对、皮带轮对、伞齿轮、齿盘、电磁离合器、齿盘连管、飞轮传动装置、单片机控制装置组成，其特征在于：太阳能板（2）通过转轴（1）固定，太阳能板（2）底面固定有齿条（3）并通过带齿凸轮（4）与凸轮轴（5）连接，凸轮轴（5）上端固定有链轮（6），链轮（6）上连接有带孔链条（7），带孔链条（7）通过导向轮架（8）、链条滑动控制装置与重物（10）连接；风车（12）通过活动连接在立杆（11）上的转杆与伞齿轮对（13）连接，伞齿轮对（13）通过套筒、皮带轮对（14）、固定架与伞齿轮（15）连接，伞齿轮（15）通过齿盘（16）、电磁离合器（17）、齿盘连管（23）、飞轮传动装置与凸轮轴（5）的上端头连接。

2.根据权利要求1所述的低成本太阳能光伏电池板日光跟踪系统，其特征在于：所述的链条滑动控制装置是由控制架板（9）、吸合电磁铁（19）、吸断电磁铁（20）、导杆（21）、T型销（22）构成，带孔链条（7）与控制架板（9）内的导槽（18）滑动连接，在导槽（18）左侧固定有吸合电磁铁（19），吸合电磁铁（19）与穿过带孔链条（7）孔的T型销（22）连接，T型销（22）通过中心孔与导杆（21）滑动连接，导杆（21）与固定在控制架板（9）右侧的吸断电磁铁（20）固定连接。

3.根据权利要求1所述的低成本太阳能光伏电池板日光跟踪系统，其特征在于：所述的飞轮传动装置是由飞轮芯轴（24）、飞轮千斤（25）、弹簧丝（26）、飞轮外壳（27）构成，飞轮芯轴（24）通过飞轮千斤（25）、弹簧丝（26）与飞轮外壳（27）可转动连接，飞轮芯轴（24）与凸轮轴（5）的上端头固定连接，飞轮外壳（27）与齿盘连管（23）固定连接。

4.根据权利要求1所述的低成本太阳能光伏电池板日光跟踪系统，其特征在于：所述的单片机控制装置（28），是由51系列单片机、时钟电路、接口电路、电源构成，单片机控制装置（28）固定链条滑动控制装置内，51系列单片机通过接口电路与电磁离合器（17）、吸合电磁铁（19）、吸断电磁铁（20）电连接。