CN203134824U - 光追踪式太阳能电池板装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及光追踪式太阳能电池板装置，包括底座，所述底座上转动装配有支架，所述支架上转动装配有沿支架转动轴线的延伸方向间隔设置的至少两个条状的太阳能电池板，各太阳能电池板的转动轴线相互平行，太阳能电池板和支架中的其中一个沿竖直方向旋转，另一个沿水平方向旋转。本实用新型适用于北方阳光照射方向与地平线夹角较小的地区使用，并且对使用环境的限制低，可放置在较为狭小的地方，由于太阳能电池板相对转轴的转矩小，因此便于太阳能电池板的旋转角度的调节。

Description

光追踪式太阳能电池板装置

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池板，尤其涉及一种光追踪式太阳能电池板装置。

背景技术

由于石油、煤炭、天然气等自然资源的短缺性、不可再生性以及对环境的有害性，开发可再生、无污染能源成为当今时代科学研究的重要方向，太阳能对于人类来讲是最容易获得的自然可再生资源，绿色能源已经受到研究者的重视。

发表在正德学院学报2010年6月第8卷第1期的一片题目为“太阳光线自动跟踪系统的设计”，公开了一种太阳光线自动跟踪装置，该装置包括底座，所述底座上竖直安装有可相对底座转动的主轴，主轴上安装有可随主轴绕主轴中心线转动的支架，支架上通过轴线垂直于主轴轴线的支轴安装有太阳能电池板，还包括用于驱动主轴转动的方位控制步进电机和用于驱动太阳能电池板绕支轴轴线转动的俯仰控制步进电机，太阳能电池板上设置有用于感应光强度的光敏电阻。该装置中的太阳能电池板采用一个太阳能电池板，其接收太阳光强有限，太阳光利用率低；并且由于采用一整块太阳能电池板，为提高太阳光的利用率，一般将太阳能电池板的光接收面积设计的较大，但是太阳能电池板面积越大，越难以保证太阳能电池板的重心落在其转轴上，因此太阳能电池板相对其转轴将会产生较大的转矩，使太阳能电池板的旋转角度难以控制调整；由于太阳能电池板的体积较大，同时会使太阳能电池板的应用环境受限，不便于在狭小环境中使用。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种太阳能电池板跟随太阳光线的角度易于调节的光追踪式太阳能电池板装置。

为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案是：

光追踪式太阳能电池板装置，包括底座，所述底座上转动装配有支架，所述支架上转动装配有沿支架转动轴线的延伸方向间隔设置的至少两个条状的太阳能电池板，各太阳能电池板的转动轴线相互平行，太阳能电池板和支架中的一个沿竖直方向旋转，另一个沿水平方向旋转。

所述底座上安装有可相对底座转动的、轴线沿竖直方向延伸的主轴，所述支架固定连接在主轴上，所述支架可随主轴绕主轴轴线旋转，所述太阳能电池板可绕各自转动轴线在水平方向上旋转。

各太阳能电池板通过其上设置的转轴可拆转动装配在支架上设置的安装孔内。

各太阳能电池板通过同步传动结构连接而使各太阳能电池板可同时绕各自转轴转动，所述同步传动结构为平行四边形机构，所述平行四边形机构包括一个主动曲柄、至少一个从动曲柄以及连接主动曲柄与从动曲柄的连杆，所述主动曲柄一端与驱动装置的输出轴连接，另一端与连杆铰接，所述从动曲柄一端与所述连杆铰接，另一端与各太阳能电池板的转轴连接。

各太阳能电池板通过导线串联。

还包括通过导线连接在太阳能电池板后的蓄能装置，所述太阳能电池板与蓄能装置之间设置有用于调节电压的调压控制电路。

本实用新型提出的光追踪式太阳能电池板装置，支架相对底座旋转，支架上设置的至少两块太阳能电池板绕各自转轴旋转使太阳能电池板始终与太阳光线垂直，当接受同样的太阳光线时，将现有技术中的一整块太阳能电池板转换为采用多个条状的太阳能电池板平行设置成百叶窗结构，减小了各太阳能电池板的体积，从而易于保证将太阳能电池板的重心设置在其转轴上，减小太阳能电池板相对其转轴的转矩，从而易于控制太阳能电池板的旋转角度；同时由于各太阳能电池板的体积较小，因此可将本实用新型所提出的太阳能电池板装置放置在较为狭小的地方，降低了对使用环境的限制、便于移动；同时采用至少两个太阳能电池板上下间隔设置的方式，在阳光照射角度与地平线夹角较大时，会出现太阳能电池板之间对阳光的相互遮挡，因此本实用新型尤其适合在我国北方阳光照射方向与地平线夹角较小的地区使用。

进一步的，各太阳能电池板通过各自转轴与支架上的安装孔构成孔轴配合的可拆连接结构，各叶片之间转动互不影响，便于拆换，并可根据不同环境调整、拆装太阳能电池板层数，可以在多风的环境中安装较少的叶片层数，在少风的环境中安装稍多的叶片层数。

进一步的，采用平行四边形机构驱动各太阳能电池板同时转动，结构简单，易于实现及操作，降低成本投入。

进一步的，将各太阳能电池板串联，可以得到较高的电压，以备后续电路使用。

进一步的，采用调压装置将太阳能电池板转化的电能输送到储能装置中，可以供给家庭基本需求或与电网连接，降低煤炭、石油、天然气等传统能源需求，保护环境。

附图说明

图1是本实用新型的光追踪式太阳能电池板装置的实施例的结构示意图；

图2是图1中同步传动结构的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型的光追踪式太阳能电池板装置的实施例：如图1～图2所示，该光追踪式太阳能电池板装置包括底座5，底座上方设置有支架，支架包括与底座平行的支架横板3和沿上下方向延伸的两个侧板1，侧板穿过支架横板底部可滑动支撑在底座上表面，底座上设置有方位驱动电机，方位驱动电动机通过电机电缆6与控制器连接，方位驱动电机输出轴4与支架连接用以驱动支架绕竖直方向旋转，底座上表面开设有支架转动时两侧板沿底座上表面的滑动导轨9，支架的侧板1上沿上下方向间隔设置有5个转轴15，各转轴上装配有长度沿水平方向延伸的5个叶片2，各叶片上安装有太阳能电池板，5个安装有太阳能电池板的叶片构成百叶窗式的结构，5个叶片通过一个同步传动结构连接而使各叶片在相应驱动装置的作用下同步转动，同步传动结构为一个主动曲柄、五个从动曲柄16以及一个连接各从动曲柄与主动曲柄的连杆14构成的平行四边形机构，主动曲柄一端固定连接在用以驱动各叶片绕各转轴旋转的俯仰驱动电机的电机输出轴12上，另一端通过铰接销钉13与连杆14铰接，各从动曲柄16一端与连杆14铰接，另一端与各自的太阳能电池板的转轴15固定连接，俯仰驱动电机7通过电机底座8放置于支架横板上并使其电机输出轴与同步传动机构的主动曲柄的用于连接电机输出轴的相应位置平齐，其中一个叶片上安装有4个光强传感器17，光强传感器通过电缆线18与控制器19连接用以将采集到的光强信号传送给控制器。

在使用时，将本装置放置在面积与该装置底座大小适合的、阳光充足的地方，叶片上设置的光强传感器将采集到的信号不断传送到控制器中，控制器通过分析这些信息可近似确定阳光与叶片之间的偏角及偏离方向，控制器根据分析结果同时发出指令到方位驱动电机和俯仰驱动电机，并驱动方位驱动电机和俯仰驱动电机动作，方位驱动电机的输出轴驱动支架绕竖直方向旋转，俯仰驱动电机的输出轴驱动主动曲柄转动，从而通过传动连杆带动各从动曲柄绕转轴轴线转动，带动太阳能电池板转动相应角度。通过方位驱动电机和俯仰驱动电机联合动作使各太阳能电池板与太阳光线垂直，提高太阳光线利用率。将各太阳能电池板通过导线串联，可以获得较高的电压，通过电压转换和稳压电路11转换后将电能储存在电池10中，可以供给家庭基本用电需要，可以采用与电池相应的额定电压的电器，也可以通过逆变电路与电网连接。

在本实施例中支架沿竖直方向旋转进行方位调节，太阳能电池板沿水平方向旋转调节太阳能电池板的俯仰角度，在本实用新型的其他实施例中也可使支架沿水平方向旋转而太阳能电池板沿竖直方向旋转。

在本实施例中主轴由方位驱动电机的输出轴构成，在本实用新型的其他实施例中也可以不是方位驱动电机的输出轴，而是电机通过传动机构带动旋转的旋转轴。

在本实施例中设置同步传动机构带动所有叶片同时转动，在本实用新型的其他实施例中也可以分别驱动各叶片同步转动或不同步转动。

在本实施例中设置有5个安装有太阳能电池板的叶片，在本实用新型的其他实施例中也可设置两个或两个以上的任意个。 

Claims (6)

1.光追踪式太阳能电池板装置，包括底座，所述底座上转动装配有支架，其特征在于：所述支架上转动装配有沿支架转动轴线的延伸方向间隔设置的至少两个条状的太阳能电池板，各太阳能电池板的转动轴线相互平行，太阳能电池板和支架中的一个沿竖直方向旋转，另一个沿水平方向旋转。

2.根据权利要求1所述的光追踪式太阳能电池板装置，其特征在于：所述底座上安装有可相对底座转动的、轴线沿竖直方向延伸的主轴，所述支架固定连接在主轴上，所述支架可随主轴绕主轴轴线旋转，所述太阳能电池板可绕各自转动轴线在水平方向上旋转。

3.根据权利要求2所述的光追踪式太阳能电池板装置，其特征在于：各太阳能电池板通过其上设置的转轴可拆转动装配在支架上设置的安装孔内。

4.根据权利要求3所述的光追踪式太阳能电池板装置，其特征在于：各太阳能电池板通过同步传动结构连接而使各太阳能电池板可同时绕各自转轴转动，所述同步传动结构为平行四边形机构，所述平行四边形机构包括一个主动曲柄、至少一个从动曲柄以及连接主动曲柄与从动曲柄的连杆，所述主动曲柄一端与驱动装置的输出轴连接，另一端与连杆铰接，所述从动曲柄一端与所述连杆铰接，另一端与各太阳能电池板的转轴连接。

5.根据权利要求1～4中任意一项所述的光追踪式太阳能电池板装置，其特征在于：各太阳能电池板通过导线串联。

6.根据权利要求5所述的光追踪式太阳能电池板装置，其特征在于：还包括通过导线连接在太阳能电池板后的蓄能装置，所述太阳能电池板与蓄能装置之间设置有用于调节电压的调压控制电路。

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