CN202331211U

CN202331211U - 一种利用双摇杆机构跟踪太阳装置

Info

Publication number: CN202331211U
Application number: CN2011203523489U
Authority: CN
Inventors: 李牧远
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-09-20
Filing date: 2011-09-20
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2021-09-20

Abstract

一种利用双摇杆机构跟踪太阳装置，含有固定底板、活动底板、双摇杆机构、传感器、单片机、拖动绳索、滑轮、电机及蜗轮蜗杆减速器等，其特征是：所述的固定地板的一个边与活动底板的一个边用铰链连接，形成合页状的可动联结，固定底板铰链连接边的两侧边设置有与固定底板垂直的圆形轨道，圆心与铰链轴重合；所述的活动底板上面安装有两对以上相互平行的交叉双摇杆机构，活动底板铰链连接边及连接边的对边设置有与活动底板垂直的圆形轨道；所述的传感器包含方位角传感器、仰俯角传感器、太阳光线传感器及风力传感器，上述传感器通过导线连接单片机，该装置具有太阳高度角、仰俯角二维跟踪及防风功能，结构简单，节能，适合大的太阳能接收装置。

Description

一种利用双摇杆机构跟踪太阳装置

一、技术领域

本实用新型涉及一种提高太阳能利用效率的装置，特别是涉及一种利用双摇杆机构跟踪太阳的太阳能发电装置。

二、背景技术

随着社会的发展、科学技术的进步、能源危机的出现以及生态环境的恶化，人们对太阳能的利用日趋普遍。长期以来，世界能源主要依靠石油和煤炭等矿物燃料，而这些矿物为一次性不可再生资源，储量有限，而且燃烧时产生大量的二氧化碳，造成地球气温升高，生态环境恶化。据国际能源机构预测，人类正面临矿物燃料枯竭及生态恶化的严重威胁。这种全球性的能源危机，迫使各国政府投入大量的人力和财力，研究和开发新能源，如核能、风能、水能、太阳能等。特别是太阳能作为一种“清洁能源”，取之不尽，用之不竭，是极具开发潜能的能源。

太阳能的显著特点是低密度、间歇性、空间分布不断变化，这就对太阳能的收集和利用提出了更高的要求。尽管相继研究出系列的太阳能装置如太阳能热水器、太阳能干燥器、太阳能电池等等，但太阳能的利用还远远不够，究其原因，主要是利用率不高。如何最大限度的提高太阳能的利用率，是迫切需要解决的问题。

解决这一问题应从两个方面入手，一是提高太阳能装置的能量转换率，二是提高太阳能的接收效率。前者属于能量转换领域，目前约为20％左右，可从材料、形状、布置方式等方面加以研究；太阳跟踪装置着重解决提高太阳能接收效率问题。

三、实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述问题，提出一种结构简单、省力节能，运行稳定、跟踪精确的太阳能利用装置。

本实用新型的内容是：一种利用双摇杆机构跟踪太阳装置，含有固定底板、活动底板、双摇杆机构、传感器、单片机、拖动绳索、滑轮、电机及蜗轮蜗杆减速器等，所述的固定地板的一个边与活动底板的一个边用铰链连接，形成合页状的可动联结，固定底板铰链连接边的两侧边设置有与固定底板垂直的圆形轨道，圆心与铰链轴重合；所述的活动底板上面交叉安装有两对以上相互平行的双摇杆机构，活动底板铰链连接边及连接边的对边设置有与活动底板垂直的圆形轨道；所述的传感器包含太阳方位角传感器、太阳仰俯角传感器、太阳光线传感器及风力传感器，上述传感器通过导线连接单片机。

所述的双摇杆机构在两对以上(含两对)，相互平行安装成近似“X”形状。

所述的双摇杆机构的连杆以杆件固联，形成一框架，框架上安装太阳能接收装置。

所述的太阳方位角传感器、仰俯角传感器布置在太阳能接收装置上、太阳光线传感器及风力传感器布置在固定底板的无遮挡处。

所述的滑轮布置在圆形轨道的侧面，与电机、蜗轮蜗杆减速器及拖动绳索组成传动系统，带动活动底板和双摇杆机构转动。

本实用新型的有益效果：

1.结构简单、省力、节能

该实用新型的跟踪太阳仰俯角的装置为一铰链机构，跟踪太阳方位角的为交叉双摇杆机构，结构都很简单；拖动时的施力点均是在力臂最大处，非常省力；交叉双摇杆机构还具有在摇杆转动90度时就可以实现连杆180度位置改变的功能，使得太阳能接收装置的行程扩大一倍；在太阳光线传感器和单片机时钟的作用下，装置在非工作时间或虽然在工作时间但不具备工作条件时不启动，避免无谓的动力消耗；这些措施均具有显著的省力和节能效果。

2.运行精确

该实用新型可以实现精确跟踪。另外在摇杆机构与动力之间设有带有自锁功能的蜗轮蜗杆传动装置，能够防止外界干扰(如风力)破坏跟踪精度。

3.使用面广

该装置的太阳能接收装置可以是太阳能电池板，或太阳能聚光加热器，或太阳能热水器，能够满足不同的太阳能使用用户的需求。另外该装置结构简单有效，制造成本低，维护简便，有利于该系统的推广使用。

四、附图说明

图1为利用双摇杆跟踪太阳装置跟踪时的结构示意图

五、具体实施方式

实施例一，参见图1，图中为一种利用双摇杆机构跟踪太阳光伏发电装置，含有固定底板3、活动底板5、从动摇杆6、主动摇杆10、传感器8、拖动绳索1、滑轮7、电机4及蜗轮蜗杆减速器12等，所述的固定地板3的一个边与活动底板5的一个边用铰链连接，形成合页状的可动联结，固定底板铰链连接边的两侧边设置有与固定底板垂直的圆形轨道2，圆心与铰链轴重合；所述的活动底板上面交叉安装有两对以上相互平行的双摇杆机构，活动底板铰链连接边及连接边的对边设置有与活动底板垂直的圆形轨道11；所述的传感器包含太阳方位角传感器、太阳仰俯角传感器、太阳光线传感器及风力传感器，上述传感器通过导线连接单片机。所述的双摇杆机构在两对以上(含两对)，相互平行安装成近似“X”形状。所述的双摇杆机构的连杆以杆件固联，形成一框架，框架上安装太阳能接收装置9。所述的滑轮7布置在圆形轨道的侧面，与电机4、蜗轮蜗杆减速器12及拖动绳索1组成传动系统，带动活动底板5和主动摇杆10转动。

当时间达到双摇杆跟踪太阳装置设定的工作时间时，单片机判断来自太阳光线传感器的信号，如果满足工作条件(有阳光)，电机4带动活动底板5开始转动，当太阳仰俯角传感器探测到太阳高度时，电机4停止工作。此时活动底板上的电机13开始工作，带动交叉双摇杆机构的主动摇杆10开始转动，当太阳方位角传感器探测到太阳的方位时，交叉双摇杆机构停止。此时太阳能电池板的表面正对着太阳，太阳光线与太阳能电池板9的表面垂直，达到最大限度利用太阳能的目的。当有超过设定的风力时，风力传感器给单片机发出信号，跟踪装置复位，使得太阳能电池板的工作面与地面平行，从而以最小的横截面积迎风，起到防风目的。

实施例二，把利用双摇杆机构跟踪太阳装置的太阳能接收部分由太阳能电池板改为太阳能热水器，其余与实施例一相同。

上述实施例中太阳光线传感器、太阳方位传感器、太阳仰视角传感器和风力传感器的选择及安装位置未作限定，只需满足工作要求即可。

Claims

1.一种利用双摇杆机构跟踪太阳装置，含有固定底板、活动底板、双摇杆机构、传感器、单片机、拖动绳索、滑轮、电机及蜗轮蜗杆减速器，其特征是：所述的固定地板的一个边与活动底板的一个边用铰链连接，形成合页状的可动联结，固定底板铰链连接边的两侧边设置有与固定底板垂直的圆形轨道，圆心与铰链轴重合；所述的活动底板上面交叉安装有两对以上相互平行的双摇杆机构，活动底板铰链连接边及连接边的对边设置有与活动底板垂直的圆形轨道；所述的传感器包含高度角传感器、仰俯角传感器、太阳光线传感器及风力传感器，上述传感器通过导线连接单片机。

2.根据权利要求1所述的一种利用双摇杆机构跟踪太阳装置，其特征是：所述的双摇杆机构至少两对，相互平行安装成近似“X”形状。

3.根据权利要求2所述的一种利用双摇杆机构跟踪太阳装置，其特征是：所述的双摇杆机构的连杆以杆件固联，形成一框架，框架上安装太阳能接收装置。

4.根据权利要求1所述的一种利用双摇杆机构跟踪太阳装置，其特征是：所述的高度角传感器、仰俯角传感器布置在太阳能接收装置上、太阳光线传感器及风力传感器布置在固定底板的无遮挡处。

5.根据权利要求1所述的一种利用双摇杆机构跟踪太阳装置，所述的滑轮布置在圆形轨道的侧面，与电机、蜗轮蜗杆减速器及拖动绳索组成传动系统，带动活动底板和双摇杆机构转动。