CN206400358U - 倾角可调的太阳能光伏发电仿生树及光伏板倾角调节系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种倾角可调的太阳能光伏发电仿生树及光伏板倾角调节系统，属于光伏发电技术领域，其目的在于提供一种倾角可调的太阳能光伏发电仿生树及光伏板倾角调节系统。该仿生树包括树体，树体上安装有光伏板、控制箱、蓄电池、倾角调节机构，光伏板与蓄电池电连接，倾角调节机构包括伸缩控制装置、伸缩控制装置上的支撑部件，支撑部件另一端与光伏板铰接；伸缩控制装置上铰接有伸缩部件，伸缩部件另一端与光伏板铰接；且支撑部件的根数m、伸缩部件的根数n满足关系：m+n≥3，m>0，n>0。该倾角调节系统除了包括上述的仿生树外，还包括控制器、太阳能追踪传感器，太阳能追踪传感器、控制器和伸缩控制装置依次通讯连接。

Description

倾角可调的太阳能光伏发电仿生树及光伏板倾角调节系统

技术领域

本实用新型属于光伏发电技术领域，涉及在仿生树上安装太阳能电池板进行发电，尤其涉及太阳能电池板的安装倾角可调的仿生树。

背景技术

仿生树，顾名思义，它不是自然树种，而是一种假树。它是人们运用现代科技手段和新型材料对自然界树木的再加工和外观形态的模仿，以在特定场合展现自然界树木真实效果的装饰品。光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术，其主要由太阳能电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成，主要部件由电子元器件构成。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。随着太阳能光伏发电技术的发展，越来越多的太阳能电池板被安装在树木、仿生树上，对太阳能进行综合利用。如申请号为201621181340.X的实用新型专利就公开了一种城市景观用太阳能光伏支架，其包括主架体、固定底座、回转轴承和太阳能光伏组件，主架体的底座通过回转轴承与固定座转动连接，主架体为树状结构，主架体向两侧分叉形成第一支架和第二支架，第一支架和第二支架的顶端均通过组件安装座固定有太阳能光伏组件，组件安装座呈矩形，且矩形的四角处设有枝丫状的延伸，组件安装座与太阳能光伏组件相互贴合。

上述的光伏支架与现有的在仿生树上安装太阳能电池板一样，太阳能电池板通常是直接固定安装在仿生树上的，因而无法根据阳光的照射情况调整太阳能电池板的安装角度，从而造成太阳能的利用率较低。

发明内容

本实用新型的目的在于：提供一种倾角可调的太阳能光伏发电仿生树及光伏板倾角调节系统，通过倾角调节机构实现光伏板的安装倾角可调。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种倾角可调的太阳能光伏发电仿生树，包括树体，所述树体上安装有光伏板、控制箱、蓄电池，所述光伏板与蓄电池电连接，所述树体上还连接有用于调整光伏板倾角的倾角调节机构，所述倾角调节机构包括安装于树体上的伸缩控制装置，所述伸缩控制装置上固定连接有支撑部件，所述支撑部件的另一端与光伏板铰接；所述伸缩控制装置上铰接有伸缩部件，所述伸缩部件的另一端与光伏板铰接；且支撑部件的根数m、伸缩部件的根数n满足关系：m+n＝3或4，m≥1，n≥1。

其中，所述支撑部件的根数m、伸缩部件的根数n满足关系：m≥1，n＝2。

其中，所述支撑部件、伸缩部件与光伏板的铰接点在光伏板上呈正多边形。

其中，所述树体上连接有横杆，所述横杆上连接有支架，所述支架的另一端穿出树体上半部的树冠后与光伏板连接。

其中，所述横杆上连接有用于调整支架倾角的角度调整机构，所述支架通过角度调整机构与横杆连接。

其中，所述角度调整机构包括连接于横杆上的连接盘体，所述连接盘体上开设有中心连接孔、多个周向连接孔，多个周向连接孔以中心连接孔的轴线为中心线沿中心连接孔的周向均布；所述横杆与支架通过中心连接孔、一个周向连接孔、两根连接销实现连接。

一种光伏板倾角调节系统，包括若干仿生树，所述仿生树包括树体，所述树体上安装有光伏板、控制箱、蓄电池，所述光伏板与蓄电池电连接，其特征在于：所述树体上还连接有用于调整光伏板倾角的倾角调节机构，所述倾角调节机构包括安装于树体上的伸缩控制装置，所述伸缩控制装置上连接有支撑部件、伸缩部件；还包括控制器、若干的太阳能追踪传感器，所述太阳能追踪传感器、控制器和伸缩控制装置依次通讯连接。

其中，所述支撑部件一端与伸缩控制装置固定连接，所述支撑部件另一端与光伏板铰接；所述伸缩部件一端与伸缩控制装置铰接，所述伸缩部件另一端与与光伏板铰接；且支撑部件的根数m、伸缩部件的根数n满足关系：m+n≥3，m>0，n>0。

其中，所述树体上连接有横杆，所述横杆上连接有用于调整支架倾角的角度调整机构，所述横杆通过角度调整机构连接有支架；所述角度调整机构包括连接于横杆上的连接盘体，所述连接盘体上开设有中心连接孔、多个周向连接孔，多个周向连接孔以中心连接孔的轴线为中心线沿中心连接孔的周向均布；所述横杆与支架通过中心连接孔、一个周向连接孔、两根连接销实现连接。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型中，在树体上安装光伏板，该光伏板可接收太阳光并将光能转化为电能，最后储存在蓄电池内；在树体上连接有倾角调节机构，通过该倾角调节机构可调整光伏板的安装角度，使太阳能够尽可能地垂直照射到光伏板上，提高光伏板的光电转化效率；该倾角调节机构包括伸缩控制装置、支撑部件和伸缩部件，整个倾角调节机构的结构简单，制造成本较低，此外光伏板通过支撑部件与伸缩控制装置进行连接，可有效避免光伏板倾倒，伸缩部件可采用液压驱动或者气压驱动，使伸缩部件的长度可调，从而通过伸缩部件调整光伏板的安装倾角，且光伏板倾角的调整更加方便、快捷。

2、本实用新型中，将支撑部件设置为至少1根、伸缩部件设置为2根，因而通过两根伸缩部件可从两个方向对光伏板的倾角进行调整，从而实现在三维空间内对光伏板的倾角进行调整。

3、本实用新型中，支撑部件、伸缩部件与光伏板的铰接点在光伏板上呈正多边形，因而有效避免所有铰接点在一条直线上时无法在三维空间内对光伏板的倾角进行调整。

4、本实用新型中，光伏板通过支架连接在横杆上，因而在支架的作用下可使光伏板位于树叶的上方，因而不会存在树叶对光伏板的遮挡，提高光伏板的发电效率。

5、本实用新型中，横杆上连接有用于调整支架倾角的角度调整机构，通过该角度调整机构可根据实际情况调整光伏板的倾斜角度，尽可能地使阳光垂直照射到光伏板上，提高光伏板的发电效率。

6、本实用新型中，该角度调整机构的连接盘体上设置有中心连接孔、周向连接孔，横杆与支架通过中心连接孔、一个周向连接孔、两根连接销实现连接，因而通过将连接销插接到不同的周向连接孔可实现光伏板的倾角调整，从而根据仿生树的安装位置、方位调整光伏板的倾角，提高光伏板的发电效率。

7、本实用新型中，若干仿生树上的伸缩控制装置、若干的太阳能追踪传感器均通过控制器实现通讯连接，因而太阳能追踪传感器检测到太阳光的照射方向后将检测信号输送至控制器，控制器根据太阳能追踪传感器的检测信号输出控制信号至伸缩控制装置，从而对应的伸缩部件伸长或者缩短，从而起到自动调整若干仿生树上光伏板安装倾角的作用。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型中倾角调节机构的结构示意图；

图3是本实用新型中角度调整机构的结构示意图；

图4是图3的剖视图；

图5是本实用新型中调节系统的示意图；

图6是本实用新型中调节系统的流程框图；

图中标记：1-树体、2-横杆、3-支架、4-光伏板、5-倾角调节机构、6-控制器、7-蓄电池、8-控制箱、9-角度调整机构、10-太阳能追踪传感器、11-第一集中器、12-第一数据处理器、13-第一GSM发射器、14-GSM网络、15-第一GSM接收器、16-第二GSM发射器、17-第二GSM接收器、18-第二数据处理器、19-第二集中器、51-支撑部件、52-伸缩部件、53-伸缩控制装置、91-连接盘体、92-周向连接孔、93-连接销、94-中心连接孔。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

一种倾角可调的太阳能光伏发电仿生树，包括有树体1，在树体1上安装有光伏板4、控制箱8和蓄电池7，该光伏板4安装在树体1的顶部，该控制箱8和蓄电池7安装在树体1内。该光伏板4与蓄电池7通过线缆连接，从而光伏板4转化成的电能将通过蓄电池7进行储存。此外，在树体1上还连接有倾角调节机构5，该倾角调节机构5主要用于调整光伏板4的倾斜角度，从而尽可能地使太阳光能够垂直照射到光伏板4上。该倾角调节机构5包括有伸缩控制装置53、支撑部件51和伸缩部件52，该伸缩控制装置53固定安装于树体1上，该支撑部件51的一端固定连接在伸缩控制装置53上；该支撑部件51为杆体结构，其长度不可调，该支撑部件51的另一端与光伏板4铰接连接，从而光伏板4可在支撑部件51上绕其铰接轴转动；该伸缩部件52为伸缩的杆体结构，可以是气缸、可以是液压缸，该伸缩控制装置53可驱动伸缩部件52的伸长或者收缩，该伸缩部件52的一端铰接在伸缩控制装置53上，该伸缩部件52的另一端铰接在光伏板4上，因而通过伸缩部件52可调整光伏板4的安装角度。其次，该支撑部件51的根数m、伸缩部件52的根数n满足关系：m+n＝3或4，m≥1，n≥1。

工作时，白天光伏板4将光能转化成电能并储存在蓄电池7内；不同位置、不同时间段，太阳相对于光伏板4的角度将产生变化，因而通过伸缩控制装置53可调整伸缩部件52的长度，由于伸缩部件52的长度产生变化，因而将带动光伏板4的倾角产生变化，从而实现光伏板4倾角的调整。

作为优选，为了使光伏板4能够在三维空间中进行倾角的调整，将支撑部件51的根数m、伸缩部件52的根数n满足关系：m≥1，n＝2。

作为优选，为了使光伏板4能够在三维空间中进行倾角的调整，支撑部件51、伸缩部件52与光伏板4的铰接点在光伏板4上呈正多边形。

作为优选，为了有效避免树叶对光伏板4造成遮挡，因而在树体1上连接有横杆2，在横杆2上连接有支架3，该支架3的另一端穿出树体1上半部的树冠后与光伏板4连接。

作为优选，为了能够从另外一个角度去调整光伏板4的倾角，因而在横杆2上连接有用于调整支架3倾角的角度调整机构9，该支架3通过角度调整机构9与横杆2连接。

作为优选，该角度调整机构9包括连接于横杆2上的连接盘体91，该连接盘体91上开设有中心连接孔94、多个周向连接孔92，多个周向连接孔92以中心连接孔94的轴线为中心线沿中心连接孔94的周向均布；在支架3上开设有与连接盘体91相适配的槽，装配时该支架3通过支架3上的槽卡接于连接盘体91上，然后横杆2与支架3通过中心连接孔94、一个周向连接孔92、两根连接销93实现连接。此外，横杆2上沿横杆2的长度方向设置多组角度调整机构9。

一种光伏板倾角调节系统，包括有若干的仿生树、若干的太阳能追踪传感器10、控制器6。

该仿生树包括有树体1，在树体1上安装有光伏板4、控制箱8和蓄电池7，该光伏板4安装在树体1的顶部，该控制箱8和蓄电池7安装在树体1内。该光伏板4与蓄电池7通过线缆连接，从而光伏板4转化成的电能将通过蓄电池7进行储存。此外，在树体1上还连接有倾角调节机构5，该倾角调节机构5主要用于调整光伏板4的倾斜角度，从而尽可能地使太阳光能够垂直照射到光伏板4上。该倾角调节机构5包括有伸缩控制装置53、支撑部件51和伸缩部件52，该伸缩控制装置53固定安装于树体1上，该支撑部件51的一端固定连接在伸缩控制装置53上；该支撑部件51为杆体结构，其长度不可调，该支撑部件51的另一端与光伏板4铰接连接，从而光伏板4可在支撑部件51上绕其铰接轴转动；该伸缩部件52为伸缩的杆体结构，可以是气缸、可以是液压缸，该伸缩控制装置53可驱动伸缩部件52的伸长或者收缩，该伸缩部件52的一端铰接在伸缩控制装置53上，该伸缩部件52的另一端铰接在光伏板4上，因而通过伸缩部件52可调整光伏板4的安装角度。

该太阳能追踪传感器10对应仿生树设置，且太阳能追踪传感器10、控制器6和伸缩控制装置53依次通讯连接。太阳能追踪传感器10检测对应位置的仿生树处的太阳光照射倾角，太阳能追踪传感器10将其检测到的太阳光照射倾角信息传输至控制器6，控制器6根据检测信号输出对应的控制信号至仿生树上的伸缩控制装置53，从而仿生树上的伸缩控制装置53控制伸缩部件52动作并调整光伏板4的倾角。

要实现太阳能追踪传感器10与伸缩控制装置53之间的信息传输的方式有多种，本实施例提供两种实现方式：

第一种方式：在控制室外安装有数个太阳能追踪传感器10，通过该太阳能追踪传感器10实时检测太阳的方位；在控制室内安装一个主控制器，该主控制器与室外的太阳能追踪传感器10电连接，太阳能追踪传感器10检测到的太阳方位信息可输送至主控制器；在每一棵仿生树上均设置一个子控制器，每一个子控制器与对应仿生树上的伸缩控制装置53电连接，从而该子控制器可输出控制信号至伸缩控制装置53；另外，该主控制器与若干的子控制器实现通讯连接。工作时，太阳能追踪传感器10实时检测太阳的方位信息，并将其检测到的太阳方位信息输送至主控制器，主控制器根据太阳的方位信息输出控制信号至对应的子控制器，而子控制器将根据接收到的控制信号再输出调节控制信号，该调节控制信号输送至伸缩控制装置53，伸缩控制装置53根据调节控制信号调节对应的伸缩部件52的长度伸长或缩短，从而最终实现调整光伏板4倾角的目的。

第二种方式：为了有效提高该倾角调节系统的数据传输距离、数据传输可靠性、数据传输速率，该太阳能追踪传感器10通过M-BUS总线与第一集中器11连接，该第一集中器11通过远程通信WAN与第一数据处理器12连接，该第一数据处理器12通过第一GSM发射器13接入GSM网络14，该第一GSM接收器15接收GSM网络14的信息，该第一GSM接收器15与控制器6连接；该控制器6通过第二GSM发射器16接入GSM网络14，该第二GSM接收器17接收GSM网络14的信息，该第二GSM接收器17与第二数据处理器18连接，该第二数据处理器18通过远程通信WAN与第二集中器19连接，该第二集中器19通过M-BUS总线与伸缩控制装置53连接。

此外，该仿生树上还设有上述倾角可调的太阳能光伏发电仿生树中的所有结构。

实施例1

一种倾角可调的太阳能光伏发电仿生树，包括树体1，树体1上安装有光伏板4、控制箱8、蓄电池7，光伏板4与蓄电池7电连接，树体1上还连接有用于调整光伏板4倾角的倾角调节机构5，倾角调节机构5包括安装于树体1上的伸缩控制装置53，伸缩控制装置53上固定连接有支撑部件51，支撑部件51的另一端与光伏板4铰接；伸缩控制装置53上铰接有伸缩部件52，伸缩部件52的另一端与光伏板4铰接；且支撑部件51的根数m、伸缩部件52的根数n满足关系：m+n＝3或4，m≥1，n≥1。

实施例2

在实施例一的基础上，支撑部件51的根数m、伸缩部件52的根数n满足关系：m≥1，n＝2。

实施例3

在实施例二的基础上，支撑部件51、伸缩部件52与光伏板4的铰接点在光伏板4上呈正多边形。

实施例4

在上述实施例的基础上，树体1上连接有横杆2，横杆2上连接有支架3，支架3的另一端穿出树体1上半部的树冠后与光伏板4连接。

实施例5

在实施例四的基础上，横杆2上连接有用于调整支架3倾角的角度调整机构9，支架3通过角度调整机构9与横杆2连接。

实施例6

在实施例五的基础上，角度调整机构9包括连接于横杆2上的连接盘体91，连接盘体91上开设有中心连接孔94、多个周向连接孔92，多个周向连接孔92以中心连接孔94的轴线为中心线沿中心连接孔94的周向均布；横杆2与支架3通过中心连接孔94、一个周向连接孔92、两根连接销93实现连接。

实施例7

一种光伏板倾角调节系统，包括若干仿生树，仿生树包括树体1，树体1上安装有光伏板4、控制箱8、蓄电池7，光伏板4与蓄电池7电连接，树体1上还连接有用于调整光伏板4倾角的倾角调节机构5，倾角调节机构5包括安装于树体1上的伸缩控制装置53，伸缩控制装置53上连接有支撑部件51、伸缩部件52；还包括控制器6、若干的太阳能追踪传感器10，太阳能追踪传感器10、控制器6和伸缩控制装置53依次通讯连接。

实施例8

在实施例七的基础上，太阳能追踪传感器10通过M-BUS总线与第一集中器11连接，第一集中器11通过远程通信WAN与第一数据处理器12连接，第一数据处理器12通过第一GSM发射器13接入GSM网络14，第一GSM接收器15接收GSM网络14的信息，第一GSM接收器15与控制器6连接；控制器6通过第二GSM发射器16接入GSM网络14，第二GSM接收器17接收GSM网络14的信息，第二GSM接收器17与第二数据处理器18连接，第二数据处理器18通过远程通信WAN与第二集中器19连接，第二集中器19通过M-BUS总线与伸缩控制装置53连接。

实施例9

在实施例七或实施例八的基础上，支撑部件51一端与伸缩控制装置53固定连接，支撑部件51另一端与光伏板4铰接；伸缩部件52一端与伸缩控制装置53铰接，伸缩部件52另一端与与光伏板4铰接；且支撑部件51的根数m、伸缩部件52的根数n满足关系：m+n≥3，m>0，n>0。

实施例10

在实施例九的基础上，树体1上连接有横杆2，横杆2上连接有用于调整支架3倾角的角度调整机构9，横杆2通过角度调整机构9连接有支架3；角度调整机构9包括连接于横杆2上的连接盘体91，连接盘体91上开设有中心连接孔94、多个周向连接孔92，多个周向连接孔92以中心连接孔94的轴线为中心线沿中心连接孔94的周向均布；横杆2与支架3通过中心连接孔94、一个周向连接孔92、两根连接销93实现连接。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种倾角可调的太阳能光伏发电仿生树，包括树体(1)，所述树体(1)上安装有光伏板(4)、控制箱(8)、蓄电池(7)，所述光伏板(4)与蓄电池(7)电连接，其特征在于：所述树体(1)上还连接有用于调整光伏板(4)倾角的倾角调节机构(5)，所述倾角调节机构(5)包括安装于树体(1)上的伸缩控制装置(53)，所述伸缩控制装置(53)上固定连接有支撑部件(51)，所述支撑部件(51)的另一端与光伏板(4)铰接；所述伸缩控制装置(53)上铰接有伸缩部件(52)，所述伸缩部件(52)的另一端与光伏板(4)铰接；且支撑部件(51)的根数m、伸缩部件(52)的根数n满足关系：m+n＝3或4，m≥1，n≥1。

2.如权利要求1所述的一种倾角可调的太阳能光伏发电仿生树，其特征在于：所述支撑部件(51)的根数m、伸缩部件(52)的根数n满足关系：m≥1，n＝2。

3.如权利要求2所述的一种倾角可调的太阳能光伏发电仿生树，其特征在于：所述支撑部件(51)、伸缩部件(52)与光伏板(4)的铰接点在光伏板(4)上呈正多边形。

4.如权利要求1所述的一种倾角可调的太阳能光伏发电仿生树，其特征在于：所述树体(1)上连接有横杆(2)，所述横杆(2)上连接有支架(3)，所述支架(3)的另一端穿出树体(1)上半部的树冠后与光伏板(4)连接。

5.如权利要求4所述的一种倾角可调的太阳能光伏发电仿生树，其特征在于：所述横杆(2)上连接有用于调整支架(3)倾角的角度调整机构(9)，所述支架(3)通过角度调整机构(9)与横杆(2)连接。

6.如权利要求5所述的一种倾角可调的太阳能光伏发电仿生树，其特征在于：所述角度调整机构(9)包括连接于横杆(2)上的连接盘体(91)，所述连接盘体(91)上开设有中心连接孔(94)、多个周向连接孔(92)，多个周向连接孔(92)以中心连接孔(94)的轴线为中心线沿中心连接孔(94)的周向均布；所述横杆(2)与支架(3)通过中心连接孔(94)、一个周向连接孔(92)、两根连接销(93)实现连接。

7.一种光伏板倾角调节系统，包括若干仿生树，所述仿生树包括树体(1)，所述树体(1)上安装有光伏板(4)、控制箱(8)、蓄电池(7)，所述光伏板(4)与蓄电池(7)电连接，其特征在于：所述树体(1)上还连接有用于调整光伏板(4)倾角的倾角调节机构(5)，所述倾角调节机构(5)包括安装于树体(1)上的伸缩控制装置(53)，所述伸缩控制装置(53)上连接有支撑部件(51)、伸缩部件(52)；还包括控制器(6)、若干的太阳能追踪传感器(10)，所述太阳能追踪传感器(10)、控制器(6)和伸缩控制装置(53)依次通讯连接。

8.如权利要求7所述的一种光伏板倾角调节系统，其特征在于：所述支撑部件(51)一端与伸缩控制装置(53)固定连接，所述支撑部件(51)另一端与光伏板(4)铰接；所述伸缩部件(52)一端与伸缩控制装置(53)铰接，所述伸缩部件(52)另一端与与光伏板(4)铰接；且支撑部件(51)的根数m、伸缩部件(52)的根数n满足关系：m+n≥3，m>0，n>0。

9.如权利要求8所述的一种光伏板倾角调节系统，其特征在于：所述树体(1)上连接有横杆(2)，所述横杆(2)上连接有用于调整支架(3)倾角的角度调整机构(9)，所述横杆(2)通过角度调整机构(9)连接有支架(3)；所述角度调整机构(9)包括连接于横杆(2)上的连接盘体(91)，所述连接盘体(91)上开设有中心连接孔(94)、多个周向连接孔(92)，多个周向连接孔(92)以中心连接孔(94)的轴线为中心线沿中心连接孔(94)的周向均布；所述横杆(2)与支架(3)通过中心连接孔(94)、一个周向连接孔(92)、两根连接销(93)实现连接。