CN207265951U - 分布式光伏发电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种分布式光伏发电系统，解决了太阳能电池板安装固定一天中发电效率不高的缺点，其技术方案要点是包括太阳能电池板，太阳能电池板的下方固定安装有用于支撑的支撑架，太阳能电池板的边角处固定安装有驱动太阳能电池板发生角度倾斜转动的驱动机构；太阳能电池板的侧壁分别固定安装有对光强进行检测的第一光强传感器及第二光强传感器、耦接于第一光强传感器及第二光强传感器的判断装置、耦接于判断装置并控制驱动机构能驱动太阳能电池板转动的控制装置，本实用新型的一种分布式光伏发电系统，能够简便的根据光照的情况对太阳能电池板的倾斜角度进行调整，使得太阳能电池板的整体效率提高。

Description

分布式光伏发电系统

技术领域

本实用新型涉及光伏发电技术，特别涉及分布式光伏发电系统。

背景技术

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，为了使光伏发电装置得到最大功率输出，必须结合建设地点的地理、气候及太阳能资源条件，将太阳能电池组件以一定的朝向进行安装，以保证太阳能电池获取最多的光照资源。

如果太阳能电池能够时刻正对太阳，则其发电效率就会达到最佳状态，而目前用于太阳能光伏组件的固定方式大部分采用固定在地面上或屋顶，只能在正午时分才能有较好的发电效率，一天中整体使用的效率不高，还有待改进的空间。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种分布式光伏发电系统，能够简便的根据光照的情况对太阳能电池板的倾斜角度进行调整，使得太阳能电池板的整体效率提高。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种分布式光伏发电系统，包括太阳能电池板，所述太阳能电池板的下方固定安装有用于支撑的支撑架，所述太阳能电池板的边角处固定安装有驱动太阳能电池板发生角度倾斜转动的驱动机构；所述太阳能电池板位于东、西两侧的侧壁分别固定安装有对东侧及西侧光强进行检测并输出第一检测信号及第二检测信号的第一光强传感器及第二光强传感器、耦接于第一光强传感器及第二光强传感器且将第一检测信号与第二检测信号进行比较判断并输出判断信号的判断装置、耦接于判断装置并控制驱动机构能驱动太阳能电池板转动的控制装置；

当第一检测信号的光强信号值大于/小于第二检测信号的光强信号值时，所述驱动机构驱动太阳能电池板的面板朝向东方/西方倾斜转动；反之太阳能电池板保持初始状态放置。

采用上述方案，太阳能电池板下方的支撑架能够使得太阳能电池板在安装时保持合适的倾斜角度，边角处固定安装的驱动机构使得太阳能电池板能够在使用的时候发生一定角度的倾斜旋转,以使得在第一光强传感器及第二光强传感器的检测下，先通过判断装置对两侧的光强情况进行检测判断，并根据判断信号通过控制装置对驱动机构的驱动实现太阳能电池板随着光强角度的改变而自动的进行倾斜角度的变化，保持较高的能源利用率。

作为优选，所述判断装置包括：

将第一检测信号及第二检测信号进行光强差值检测以输出光强差值信号的运放减法器；

设定有一光强差基准值信号以将光强差值信号与光强差基准值信号进行比较的比较组件；

当光强差值信号大于光强差基准值信号时，所述判断装置输出高电平的判断信号；反之输出低电平的判断信号。

采用上述方案，判断装置的运放减法器对能够实现将第一光强传感器及第二光强传感器检测到的信号进行差值计算并输出光强差值信号，使得两侧的光强差能够被判断出，比较组件的设置则直接对光强差值信号与设定的基准值进行比较，能直接进行判断信号的输出，配合于运放减法器使得判断更加的准确。

作为优选，所述运放减法器输出的光强差值信号包括正差值信号及负差值信号，所述比较组件包括分别响应于正差值信号及负差值信号以分别输出第一比较信号及第二比较信号的正差值比较器及负差值比较器。

采用上述方案，比较组件的正差值比较器及负差值比较器能够分别对应于运放减法器输出的正差值信号及负差值信号，使得能对不同的信号进行独立的比较判断，进而使得判断更加的灵活。

作为优选，所述负差值比较器的输入端与运放减法器的输出端之间还耦接有用于将负差值信号进行反向的反相器。

采用上述方案，负差值比较器的输出端和运放减法器的输出端之间耦接的反相器将负差值信号进行反向，以使得负差值比较器能够正常的进行比较操作，能与正差值比较器共用同一基准值信号，使用便捷。

作为优选，还包括有用于调节光强差基准值信号的调节电路。

采用上述方案，调节电路的设置能够便于对光强差基准值信号进行改变，每个季度对应的光强值都会出现变化，通过调节电路的设置使得光伏发电系统的应用能够更加的灵活、广泛。

作为优选，所述支撑架包括于太阳能电池板的中心轴线所处的竖直平面铰接安装于太阳能电池板的中心骨架、位于太阳能电池板四个边角处进行支撑的支撑杆；所述驱动机构为固定安装于支撑杆的上表面且活塞杆均抵接支撑于太阳能电池板的下表面的第一气缸组件及第二气缸组件。

采用上述方案，支撑架所包括的中心骨架能够在太阳能电池板的正下方给予支撑的同时使得太阳能电池板安装稳定，四个边角处的支撑杆使得太阳能电池板能够放置稳定，驱动机构在支撑杆上安装的第一气缸组件及第二气缸组件的设置使得太阳能电池板能够分别在第一气缸组件及第二气缸组件的动作下实现倾斜旋转，且支撑杆的设置使得气缸能够被支撑不与地面直接接触减少对气缸的损耗。

作为优选，所述第一气缸组件与第一光强传感器位于太阳能电池板的同侧，所述第二气缸组件与第二光强传感器位于太阳能电池板的同侧；

所述控制装置包括分别耦接于正差值比较器及负差值比较器以分别输出第一控制信号及第二控制信号的第一控制电路及第二控制电路、响应于第一控制信号以驱动第一气缸组件动作的第一执行电路、响应于第二控制信号以驱动第二气缸组件动作的第二执行电路。

采用上述方案，控制装置的第一控制电路及第二控制电路能够分别对正差值比较器及负差值比较器输出的信号进行响应并进行单独的控制操作，且第一执行电路及第二执行电路的设置分别响应于第一控制信号及第二控制信号并用于控制启动第一气缸组件及第二气缸组件，进而使得第一气缸组价及第二气缸组件能够单独稳定的进行动作，且第一气缸组件和第二气缸组件分别位于太阳能电池板的两侧，同侧的气缸动作能保持一致，避免出现错误的操作。

作为优选，所述中心骨架包括平行于太阳能电池板下表面设置且呈圆柱状的安装杆及固定连接于安装杆且竖直支撑的支撑柱，所述太阳能电池板的下表面固定安装有若干活动套设于安装杆的安装扣。

采用上述方案，中心骨架的下表面呈圆柱状的安装杆以及用于支撑的竖直放置的支撑杆使得在中心支撑稳定、牢固，且太阳能电池板下表面固定安装的安装扣能够活动套设于安装杆，并实现在安装杆上的枢接转动，进而使得太阳能电池板既能顺利的被倾斜转动，也能稳定的进行固定安装，减少对太阳能电池板的损坏。

作为优选，所述安装杆的一端一体连接有抵接于靠近边沿一侧的安装扣的挡盘，所述安装杆的另一端固定套设有用于限位固定的螺母。

采用上述方案，安装杆的一端一体连接的挡盘能够供安装扣进行抵接，使得倾斜设置的太阳能电池板能够稳定的安装，且在另一端固定安装的螺母能够在安装扣完成在安装杆上的安装后实现稳定的限位，避免太阳能电池板的脱离。

作为优选，所述太阳能电池板的下表面对应于第一气缸组件及第二气缸组件开设有供第一气缸组件及第二气缸组件的活塞杆构卡嵌抵接的横槽。

采用上述方案，太阳能电池板下表面在边角处开设的横槽能够使得第一气缸组件及第二气缸组件的活塞杆实现稳定的卡嵌避免造成活塞杆的脱离，使得支撑动作的时候更加的稳定。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

通过在太阳能电池板的两侧分别安装第一光强传感器及第二光强传感器的设置，能够便捷的对两侧的光强进行检测，并且通过判断装置的判断比较后通过控制装置进行控制操作，使得经过稳定的检测、精确的判断以及实时的控制后实现对驱动机构的动作控制，进而实现对太阳能电池板的倾斜操作，使得能在一侧光强足够的时候让太阳能电池板发生倾斜，调整大合适入射角的位置，避免长期处于一个位置无法高效进行转换的弊端，使得整体的转换效率提高且时间也有所智能的延长。

附图说明

图1为太阳能电池板的结构示意图；

图2为太阳能电池板的仰视爆炸图；

图3为系统电路原理图。

图中：1、太阳能电池板；11、安装扣；12、横槽；2、支撑架；21、中心骨架；211、安装杆；2111、挡盘；2112、螺母；212、支撑柱；22、支撑杆；3、驱动机构；31、第一气缸组件；32、第二气缸组件；4、第一光强传感器；5、第二光强传感器；6、判断装置；61、运放减法器；62、比较组件；621、正差值比较器；622、负差值比较器；623、反相器；7、控制装置；71、第一控制电路；72、第二控制电路；73、第一执行电路；74、第二执行电路；8、调节电路。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

本实施例公开的一种分布式光伏发电系统，如图1所示，包括太阳能电池板1及支撑安装于太阳能电池板1下方的支撑架2。

如图2所示，支撑架2包括有位于太阳能电池板1的中心轴线处的中心骨架21及位于边角处的支撑杆22。中心骨架21包括竖直放置在两端的支撑柱212以及固定连接于支撑柱212之间且平行放置于太阳能电池板1下方的安装杆211，安装杆211呈圆杆状，在太阳能电池板1的下表面固定连接有安装扣11，安装扣11为具有缺口的圆环状，且滑移套设于安装杆211，通过在安装杆211上的活动枢接实现对太阳能电池板1的定位及活动连接。太阳能电池板1整体向一方倾斜，且安装杆211也倾斜设置，安装杆211靠近地面的一端固定连接有凸出于安装杆211的外侧壁的挡盘2111，当安装扣11安装时实现对安装扣11的限位固定；在安装杆211的另一端活动固定有螺母2112，通过螺母2112对安装完毕的太阳能电池板1进行中心轴线上的限位，防止轻易的脱离支撑架2。安装柱和支撑杆22之间连接有连杆用于固定。

如图2所示，支撑杆22竖直安装于太阳能电池板1的边角处，在支撑杆22的上表面固定焊接有驱动机构3，驱动机构3包括有分别位于太阳能电池板1两侧的第一气缸组件31和第二气缸组件32，每个支撑杆22的上表面均固定安装有气缸且同一侧的为一组，同时动作使得太阳能电池板1能稳定的倾斜发生角度改变。太阳能电池板1的下表面在边角处开设有横槽12，使得气缸的活塞杆能够卡嵌抵接于其中，实现进一步的限位，避免脱离。

如图2所示，在太阳能电池板1的两侧还固定安装有第一光强传感器4及第二光强传感器5，太阳能电池板1正常放置为向南方倾斜，两侧分别相对东侧及西侧，第一光强传感器4固定安装于太阳能电池板1靠近东侧的侧壁，第二光强传感器5固定安装于太阳能电池板1靠近西侧的侧壁，且分别输出有第一检测信号及第二检测信号。第一光强传感器4及第二光强传感器5均在未接受光照是呈高阻状态，接收光照后导通使得输出端的电压随着光照的增强而减小，检测信号代表且正比于光强的强弱。

如图3所示，包括有耦接于第一光强传感器4及第二光强传感器5的判断装置6、耦接于判断装置6的控制装置7。

如图3所示，判断装置6包括有将第一检测信号与第二检测信号相互之间进行相见运算的运放减法器61，运放减法器61优选型号为OPA227的运放A0，且优选将第一光强传感器4耦接于运放减法器61的同相端。运放减法器61的输出端输出的光强差值信号包括有正差值信号及负差值信号，当第一检测信号大于第二检测信号时，输出正差值信号，反之输出负差值信号。判断装置6还包括有对光强差值信号进行比较判断的比较组件62，且比较组件62设定有一光强差基准值信号并与光强差值信号进行比较后输出判断信号。比较组件62包括有正差值比较器621及负差值比较器622，均优选型号为LM339的比较器A1及A2，运放减法器61的输出端耦接于比较器A1的同相端，光强差基准值信号耦接于比较器A1的反相端；运放减法器61的输出端耦接于比较器A2的反相端，光强差基准值信号耦接于比较器A2的同相端。运放减法器61的输出端耦接有反相器623N1将负差值信号反向后耦接于比较器A2的同相端。还设有用于调节光强差基准值信号的调节电路8。调节电路8包括相互串联于电源VCC和接地端GND之间的电阻R5及调节电阻RP1，电阻R5及调节电阻RP1的节点输出光强差基准值信号。

当第一检测信号大于第二检测信号，且使得光强差值信号大于光强差基准值信号时，正差值比较器621输出高电平的判断信号至控制装置7；当第二检测信号大于第一检测信号，且使得光强差值信号的绝对值大于光强差基准值信号时，负差值比较器622输出高电平；当光强差值信号的绝对值小于光强差基准值信号时，输出低电平的判断信号至控制装置7。

如图3所示，控制装置7包括有分别耦接于正差值比较器621及负差值比较器622以分别输出第一控制信号及第二控制信号的第一控制电路71及第二控制电路72，还包括有响应于第一控制信号的第一执行电路73以及响应于第二控制信号的第二执行电路74。

第一控制电路71包括基极耦接于正差值比较器621的输出端的三极管Q1，三极管Q1优选为NPN型的S9013的三极管，三极管Q1的集电极耦接于电源VCC，且发射极接地GND，发射极和接地端GND之间还串联有继电器KM1的线圈；第一执行电路73用于控制第一气缸组件31的动作，第一气缸组件31的气缸供电部件AC1、AC2相互并联后串联于电源VCC及接地端GND之间，且在供电回路中还串联有受控于第一控制电路71的继电器KM1的常开触点KM1-1，当正差值比较器621输出高电平使得第一控制电路71导通进而使得继电器KM1的线圈得电时，第一执行电路73的常开触点KM1-1闭合使得第一气缸组件31供电动作，进而使得太阳能电池板1向东侧倾斜。

第二控制电路72包括基极耦接于负差值比较器622的输出端的三极管Q2，三极管Q2优选为NPN型的S9013的三极管，三极管Q22的集电极耦接于电源VCC，且发射极接地GND，发射极和接地端GND之间还串联有继电器KM2的线圈；第二执行电路74用于控制第二气缸组件32的动作，第二气缸组件32的气缸供电部件A3、AC4相互并联后串联于电源VCC及接地端GND之间，且在供电回路中还串联有受控于第二控制电路72的继电器KM2的常开触点KM2-1，当负差值比较器622输出高电平使得第二控制电路72导通进而使得继电器KM2的线圈得电时，第二执行电路74的常开触点KM2-1闭合使得第二气缸组件32供电动作，进而使得太阳能电池板1向西侧倾斜。

当两侧光强接近使得光强差值信号小于光强差基准值时，第一控制电路71及第二控制电路72均不导通，第一气缸组件31与第二气缸组件32均复位，太阳能电池板1保持平衡状态。

过程：

1、当早晨太阳逐渐升起时，位于东方一侧的第一光强传感器4接收到光照使得导通而第二光强传感器5未接收到光照，运放减法器61的同相端电压小于反向端，当光强差值信号的绝对值大于光强差基准值信号时，驱动第二气缸组件32动作，使得太阳能电池板1朝向东方一侧倾斜，随着太阳的逐渐升起，第二光强传感器5也接受到足够的光照，使得强差值信号的绝对值不大于光强差基准值信号时，判断装置6输出低电平的判断信号，进而控制装置7控制驱动机构3不动作，第二气缸组件32复位，太阳能电池板1保持平稳；

2、随着太阳逐渐落山，位于西方一侧的第二光强传感器5接收到光照大于第一光强传感器4，运放减法器61的同相端电压大于反向端，当光强差值信号的绝对值大于光强差基准值信号时，驱动第一气缸组件31动作，使得太阳能电池板1朝向西方一侧倾斜，随着光照进一步的减弱使得光强差值信号的绝对值不大于光强差基准值信号时，判断装置6输出低电平的判断信号，进而控制装置7控制驱动机构3不动作，第一气缸组件31复位，太阳能电池板1保持平稳。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种分布式光伏发电系统，包括太阳能电池板(1)，其特征是：所述太阳能电池板(1)的下方固定安装有用于支撑的支撑架(2)，所述太阳能电池板(1)的边角处固定安装有驱动太阳能电池板(1)发生角度倾斜转动的驱动机构(3)；所述太阳能电池板(1)位于东、西两侧的侧壁分别固定安装有对东侧及西侧光强进行检测并输出第一检测信号及第二检测信号的第一光强传感器(4)及第二光强传感器(5)、耦接于第一光强传感器(4)及第二光强传感器(5)且将第一检测信号与第二检测信号进行比较判断并输出判断信号的判断装置(6)、耦接于判断装置(6)并控制驱动机构(3)能驱动太阳能电池板(1)转动的控制装置(7)；

当第一检测信号的光强信号值大于/小于第二检测信号的光强信号值时，所述驱动机构(3)驱动太阳能电池板(1)的面板朝向东方/西方倾斜转动；反之太阳能电池板(1)保持初始状态放置。

2.根据权利要求1所述的分布式光伏发电系统，其特征是：所述判断装置(6)包括：

将第一检测信号及第二检测信号进行光强差值检测以输出光强差值信号的运放减法器(61)；

设定有一光强差基准值信号以将光强差值信号与光强差基准值信号进行比较的比较组件(62)；

当光强差值信号大于光强差基准值信号时，所述判断装置(6)输出高电平的判断信号；反之输出低电平的判断信号。

3.根据权利要求2所述的分布式光伏发电系统，其特征是：所述运放减法器(61)输出的光强差值信号包括正差值信号及负差值信号，所述比较组件(62)包括分别响应于正差值信号及负差值信号以分别输出第一比较信号及第二比较信号的正差值比较器(621)及负差值比较器(622)。

4.根据权利要求3所述的分布式光伏发电系统，其特征是：所述负差值比较器(622)的输入端与运放减法器(61)的输出端之间还耦接有用于将负差值信号进行反向的反相器(623)。

5.根据权利要求2所述的分布式光伏发电系统，其特征是：还包括有用于调节光强差基准值信号的调节电路(8)。

6.根据权利要求1所述的分布式光伏发电系统，其特征是：所述支撑架(2)包括于太阳能电池板(1)的中心轴线所处的竖直平面铰接安装于太阳能电池板(1)的中心骨架(21)、位于太阳能电池板(1)四个边角处进行支撑的支撑杆(22)；所述驱动机构(3)为固定安装于支撑杆(22)的上表面且活塞杆均抵接支撑于太阳能电池板(1)的下表面的第一气缸组件(31)及第二气缸组件(32)。

7.根据权利要求6所述的分布式光伏发电系统，其特征是：所述第一气缸组件(31)与第一光强传感器(4)位于太阳能电池板(1)的同侧，所述第二气缸组件(32)与第二光强传感器(5)位于太阳能电池板(1)的同侧；

所述控制装置(7)包括分别耦接于正差值比较器(621)及负差值比较器(622)以分别输出第一控制信号及第二控制信号的第一控制电路(71)及第二控制电路(72)、响应于第一控制信号以驱动第一气缸组件(31)动作的第一执行电路(73)、响应于第二控制信号以驱动第二气缸组件(32)动作的第二执行电路(74)。

8.根据权利要求6所述的分布式光伏发电系统，其特征是：所述中心骨架(21)包括平行于太阳能电池板(1)下表面设置且呈圆柱状的安装杆(211)及固定连接于安装杆(211)且竖直支撑的支撑柱(212)，所述太阳能电池板(1)的下表面固定安装有若干活动套设于安装杆(211)的安装扣(11)。

9.根据权利要求8所述的分布式光伏发电系统，其特征是：所述安装杆(211)的一端一体连接有抵接于靠近边沿一侧的安装扣(11)的挡盘(2111)，所述安装杆(211)的另一端固定套设有用于限位固定的螺母(2112)。

10.根据权利要求6所述的分布式光伏发电系统，其特征是：所述太阳能电池板(1)的下表面对应于第一气缸组件(31)及第二气缸组件(32)开设有供第一气缸组件(31)及第二气缸组件(32)的活塞杆构卡嵌抵接的横槽(12)。