CN207067811U - 智能追光太阳能装置 - Google Patents

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夏雨果
王泓杰
徐征
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Abstract

本实用新型公开了一种智能追光太阳能装置,包括感光单元(1)、控制单元(2)、采光跟踪单元(3),所述的采光跟踪单元(3)包括太阳能电池板(4)、电池板固定架(5)、角度调节支架(6)、升降机构、转向机构、机壳(12)、支撑座(13),机壳(12)设置在支撑座(13)上,电池板固定架(5)铰接在机壳(12)上,太阳能电池板(4)固定在电池板固定架(5)的正面,角度调节支架(6)固定在电池板固定架(5)的背面,升降机构可控制电池板固定架(5)的倾斜角度,转向机构转动可控制机壳(12)转向调节太阳能电池板(4)的照射角度。采用上述结构后,具有结构设计合理、智能控制、自动调整太阳能电池板照射角度和方向、太阳能转化率和利用率高等优点。

Description

智能追光太阳能装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种太阳能技术领域,特别是一种可以跟随太阳照射方向自动调 节太阳能板照射角度的智能追光太阳能装置。
背景技术
[0002]随着世界科技的日益进步和矿物能源巨量消耗,促成了 “新能源”这一新兴行业, 太阳能作为一种清洁可再生能源是这一家族中的重要组成部分,据研宄表明,照射在地球 上的太阳能非常巨大,大约40分钟照射在地球上的太阳能,足以供当前全球人类一年能量 的消费,所以,发展太阳能是人类的必然选择。
[0003]太阳能的应用前景比较广阔,由于太阳能的经济、环保而倍受社会各界人员的青 睐,在民用、交通及通讯能源等领域发挥着重要的作用;目前,将太阳能转化成电能从而利 用的主要方式就是利用太阳能电池板进行发电,应用有大型并网光伏电站、建筑一体化光 伏玻璃幕墙、家庭用小型太阳能发电系统、太阳能路灯以及电力设施不完善的地方的用电 等。虽然太阳能电池板已经普及使用,但在使用过程中仍存在一些缺陷:例如几乎所有太阳 能电池板的安装都是固定面向光线富足的方向,太阳能的转化率也就被固定了,这就造成 了反向浪费,虽然一天当中的大部分的太阳光照都可以照射到电池板上,但当太阳光照偏 移至电池板反面时,利用率几乎为零,基于对如何最大限度地使太阳能转化成电能,提高太 阳能的转化率的问题,已成为本行业研发的方向。为此,许多生产厂家和有识之士进行开发 和研制,但至今尚未有较理想的产品面世。
发明内容
[0004]为克服现有技术存在的上述缺陷,本实用新型的目的是提供一种结构设计合理、 智能控制、自动调整太阳能电池板照射角度和方向、太阳能转化率和利用率高的智能追光 太阳能装置。
[0005]本实用新型解决上述技术问题所米用的技术方案,它包括感光单元、控制单元、采 光跟踪单元,所述的采光跟踪单元包括太阳能电池板、电池板固定架、角度调节支架、升降 机构、转向机构、机壳、支撑座,机壳可转动地设置在支撑座上,电池板固定架铰接在机壳 上,太阳能电池板固定在电池板固定架的正面,角度调节支架固定在电池板固定架的背面, 升降机构设置在机壳内并与角度调节支架连接,升降机构上下升降可控制电池板固定架及 太阳能电池板的倾斜角度,转向机构设置在机壳内,转向机构转动可控制机壳转向调节电 池板固定架及太阳能电池板的照射角度。
[0006]本实用新型的进一步方案,所述的升降机构包括推动轴、升降杆、导向滑套、升降 螺杆、升降步进电机,升降步进电机固定在机壳上,升降螺杆连接在升降步进电机输出轴 上,升降杆设置在固定在机壳上的导向滑套内,升降杆一端与升降螺杆螺纹配合,另一端与 推动轴连接,推动轴可滑动地设置在角度调节支架的滑槽内。
[0007]本实用新型的进一步方案,所述的转向机构包括转向步进电机、转向蜗杆、蜗轮, 转向步进电机固定在机壳上,转向蜗杆连接在转向步进电机输出轴上,蜗轮设置在支撑座 上,转向蜗杆与蜗轮啮合。
[0008]本实用新型的进一步方案,所述的感光单元的正中设有朝向正上方的感光面,其 周边设有五个分别朝着不同方向的感光面,每个感光面上设有光敏元件,控制单元通过检 测每个感光面上光敏元件不同强度的光电信号控制升降机构调节电池板固定架的倾斜角 度,并同时控制转向机构调节太阳能电池板的照射角度。
[0009]采用上述结构后,与现有技术相比有如下优点:一是除有现有太阳能板的优点,控 制单元可以通过检测每个感光面上光敏元件不同强度的光电信号控制升降机构调节电池 板固定架的倾斜角度,并同时控制转向机构调节太阳能电池板的照射角度,使太阳能电池 板跟随太阳光转动,能找到太阳光直射的方向,最大面积的将太阳能转化为电能,使太阳能 电池板发挥最大的作用,可以大大提高太阳能的转化率和利用率。二是可以使用一套感光 单元和控制单元控制多台采光跟踪单元,大大方便多台采光跟踪单元的集中安装和集中控 制,降低投入成本。三是自动跟踪,自动调整太阳能电池板照射角度,自动化程度高,操作简 单,使用方便。
附图说明
[0010]图1为本实用新型的结构示意图。
[0011]图2为本实用新型采光跟踪单元的结构示意图。
[0012]图3为本实用新型感光单元的俯视结构示意图。
[0013] 其中1感光单元,2控制单元,3采光跟踪单元,4太阳能电池板,5电池板固定架,6角 度调节支架,7推动轴,8滑槽,9铰链,10升降杆,11导向滑套,12机壳,13支撑座,14升降螺 杆,15升降步进电机,16蜗轮,17转向蜗杆,18转向步进电机,19轴承,20感光面,21光敏元 件。
具体实施方式
[0014]图1、图2和图3所示,为本实用新型一种智能追光太阳能装置的具体实施方案,它 包括感光单元1、控制单元2、采光跟踪单元3, 一套感光单元1和控制单元2可以控制多套采 光跟踪单元3,所述的采光跟踪单元3包括太阳能电池板4、电池板固定架5、角度调节支架6、 升降机构、转向机构、机壳12、支撑座13,机壳12通过轴承19可转动地设置在支撑座13上,电 池板固定架5通过铰链9铰接在机壳I2上,太阳能电池板4固定在电池板固定架5的正面,角 度调节支架6固定在电池板固定架5的背面,升降机构设置在机壳12内并与角度调节支架6 连接,升降机构上下升降可控制电池板固定架5及太阳能电池板4的倾斜角度,转向机构设 置在机壳12内,转向机构转动可控制机壳12转向调节电池板固定架5及太阳能电池板4的照 射角度,从而保证太阳能正射太阳能电池板4,极大提高了太阳能转化率和利用率。
[0015]为了方便安装及调节倾斜角度,所述的升降机构包括推动轴7、升降杆10、导向滑 套11、升降螺杆14、升降步进电机I5,升降步进电机I5固定在机壳12上,升降螺杆14连接在 升降步进电机15输出轴上,导向滑套11固定在机壳12上,升降杆10设置在可上下移动地设 置在导向滑套11内,升降杆1〇下端与升降螺杆14螺纹配合,上端与推动轴7连接,推动轴7可 滑动地设置在角度调节支架6的滑槽8内。
[0016]为了方便安装及调节转向角度,所述的转向机构包括转向步进电机18、转向蜗杆 17、蜗轮16,转向步进电机18固定在机壳12上,转向蜗杆17连接在转向步进电机18输出轴 上,蜗轮16设置在支撑座13上,转向蜗杆17与蜗轮16啮合。
[0017]为了方便控制,所述的感光单元1的正中设有朝向正上方的感光面20,其周边设有 五个分别朝着不同方向的感光面20,每个感光面20上设有光敏元件21,控制单元2通过检测 每个感光面20上光敏元件21不同强度的光电信号控制升降机构调节电池板固定架5的倾斜 角度,并同时控制转向机构调节太阳能电池板4的照射角度。
[0018] 本实用新型工作过程如下:当早晨阳光照射到感光单元1周边的光敏元件2丨时产 生光电信号,控制单元2接收到光敏元件21的光电信号后,控制单元2进入工作状态,并对每 个感光面20上光敏元件21的光电信号强度做出判断,感应到哪个方向的光线最强,控制单 元2输出控制信号控制转向步进电机18转动工作,转向步进电机18通过转向蜗杆17绕蜗轮 16转动,并带动整个机壳12旋转到光线最强的方向。
[0019]当位于正上方的光敏元件21所受到的太阳光强度大于倾斜方向太阳光强度时,控 制单元2输出控制信号控制升降步进电机15转动工作,升降步进电机15通过升降螺杆14的 旋转带动升降杆10的升降,升降杆10顶端的推动轴7在角度调节支架6的滑槽8上滑动并顶 推电池板固定架5及太阳能电池板4,从而调节太阳能电池板4的倾斜角度。
[OOM]当傍晚时分感光单元1上的光敏元件M产生的光电信号过小时,控制单元2接收到 光敏元件21的光电信号后,控制单元2自动进入休眠工作状态,等待第二天天亮时再开始新 的工作。太阳能电池板所产生的电能通过整流及稳压模块被存入蓄电池,或者转换为网供 电。
[0021]以上所述,只是本实用新型的具体实施例,并非对本实用新型作出任何形式上的 限制,在不脱离本实用新型的技术方案基础上,所作出的简单修改、等同变化或修饰,均落 入本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1. 一种智能追光太阳能装置,包括感光单元(1)、控制单元(2)、采光跟踪单元(3),其特 征是:所述的采光跟踪单元(3)包括太阳能电池板(4)、电池板固定架(5)、角度调节支架 ⑹、升降机构、转向机构、机壳(I2)、支撑座(1¾,机壳(1¾可转动地设置在支撑座(13)上, 电池板固定架(5)铰接在机壳(12)上,太阳能电池板⑷固定在电池板固定架(5)的正面,角 度调节支架(6)固定在电池板固定架⑸的背面,升降机构设置在机壳(12)内并与角度调节 支架(6)连接,升降机构上下升降可控制电池板固定架(5)的倾斜角度,转向机构设置在机 壳(12)内,转向机构转动可控制机壳(12)转向调节电池板固定架⑸及太阳能电池板⑷的 照射角度。
2. 根据权利要求1所述的智能追光太阳能装置,其特征是:所述的升降机构包括推动轴 (7)、升降杆(10)、导向滑套(11)、升降螺杆(14)、升降步进电机(15),升降步进电机(15)固 定在机壳(12)上,升降螺杆(14)连接在升降步进电机(15)输出轴上,升降杆(10)设置在固 定在机壳(12)上的导向滑套(11)内,升降杆(10) —端与升降螺杆(14)螺纹配合,另一端与 推动轴⑺连接,推动轴⑺可滑动地设置在角度调节支架⑹的滑槽⑻内。
3. 根据权利要求1或2所述的智能追光太阳能装置,其特征是:所述的转向机构包括转 向步进电机(18)、转向蜗杆(17)、蜗轮(16),转向步进电机(18)固定在机壳(12)上,转向蜗 杆(17)连接在转向步进电机(18)输出轴上,蜗轮(16)设置在支撑座(13)上,转向蜗杆(17) 与蜗轮(16)啮合。
4. 根据权利要求3所述的智能追光太阳能装置,其特征是:所述的感光单元(1)的正中 设有朝向正上方的感光面(20),其周边设有五个分别朝着不同方向的感光面(20),每个感 光面(20)上设有光敏元件(21),控制单元(2)通过检测每个感光面(20)上光敏元件(21)不 同强度的光电信号控制升降机构调节电池板固定架⑸的倾斜角度,并同时控制转向机构 调节太阳能电池板⑷的照射角度。
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