CN207354199U - 基于太阳能单轴自动追踪供电的基站 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于太阳能单轴自动追踪供电的基站，属于通信技术领域，该基站除包括单管塔和机房外，还包括电机支撑架、减速电机、调心轴承、电池板安装座、太阳能电池板和太阳能控制器，太阳能电池板的正面设置有若干个光敏传感器，光敏传感器实时探测太阳能电池板上接收的太阳光的强度并将光强信息反馈给太阳能控制器，太阳能控制器根据光强信息控制减速电机运动，进而实现太阳能电池板对太阳位置的自动追踪，其光电转换效率受太阳位置实时变化的限制小，而且太阳能电池板不易被树木或者建筑物遮挡，也不易被人为破坏，从而极大地提高了太阳能电池板的发电效率，减轻了电网的供电负担。
Description
技术领域
本实用新型涉及通信技术领域，特别是涉及一种基于太阳能单轴自动追踪供电的基站。
背景技术
在移动通信中，基站是指在一定的无线电覆盖区域中，通过移动通信交换中心与移动电话终端之间进行信息传递的无线电收发信电台。随着通信技术的不断发展，人们对通信质量的要求逐渐提高，大量基站分布在城市市区内以及野外，而现有的基站一般采用电网供电，无论基站采用的是集中供电方式还是分散供电方式，都在一定程度上增加的了电网的负担。
目前，有一部分基站采用在地面设置太阳能电池板，利用太阳能电池板为基站机房内的通信设备供电，但是受阳光角度、照射时长以及光电转换效率等诸多方面的影响，地面设置太阳能电池板为基站供电的方式的太阳能供电效率较低，远远无法满足基站的正常用电需求。
实用新型内容
基于此，有必要针对现有技术中基站增加了电网负担以及基站的太阳能供电效率较低的问题，提供一种基于太阳能单轴自动追踪供电的基站。
为解决上述问题，本实用新型采取如下的技术方案：
一种基于太阳能单轴自动追踪供电的基站，包括单管塔和机房，所述单管塔包括底座、安装座、塔杆、天线和避雷针，所述机房设置在所述底座上，所述塔杆通过安装座与所述底座固定连接，所述天线固定连接在所述塔杆上，所述避雷针固定连接在所述塔杆的顶端，还包括电机支撑架、减速电机、调心轴承、电池板安装座、太阳能电池板和太阳能控制器，
所述电机支撑架包括横向支撑板和倾斜支撑板，所述横向支撑板的一端与所述塔杆固定连接，且所述横向支撑板上远离所述塔杆的一侧设有与所述调心轴承相匹配的轴孔，所述倾斜支撑板的一端与所述塔杆固定连接，所述倾斜支撑板的另一端与所述横向支撑板的底部固定连接；
所述减速电机通过所述调心轴承和所述轴孔固定安装在所述横向支撑板上，且所述减速电机的输出轴与所述电池板安装座的水平安装面固定连接；
所述电池板安装座的倾斜安装面与所述太阳能电池板的背板固定连接；
所述太阳能电池板的正面设置有两个以上的光敏传感器，且全部的所述光敏传感器沿太阳运动方向与所述太阳能电池板的边框等间距依次直线排列，每一所述光敏传感器均与所述机房中的所述太阳能控制器连接；
所述太阳能电池板的馈线穿过所述塔杆上的进线口和出线口后，通过所述机房上的馈线窗与所述机房内的蓄电池连接，所述蓄电池为所述机房内的设备供电；
所述减速电机的馈线穿过所述进线口和所述出线口后，通过所述馈线窗与所述太阳能控制器连接。
上述基于太阳能单轴自动追踪供电的基站利用光敏传感器实时探测太阳能电池板上接收的太阳光的强度并将光强信息反馈给太阳能控制器，太阳能控制器根据光强信息控制减速电机运动，进而实现太阳能电池板对太阳位置的自动追踪，其光电转换效率受太阳位置实时变化的限制小，从而提高了太阳能电池板的发电效率，而且基站的结构简单，太阳能电池板不易被树木或者建筑物遮挡，也不易被人为破坏，同时，太阳能电池板所发的电量实时存储入机房的蓄电池中，蓄电池可以为机房中的设备提供稳定的电压，从而减轻了电网的供电负担，特别是对于供电线路较长的基站而言，本实用新型有利于提高基站的供电稳定性和可靠性。由于太阳能是一种清洁、环保的可再生能源，因此本实用新型所提出的基于太阳能单轴自动追踪供电的基站是一种环保型基站，对于移动通信的未来发展而言具有十分积极的意义。
附图说明
图1为本实用新型其中一个实施例中基于太阳能单轴自动追踪供电的基站的结构示意图；
图2为A部分的放大结构示意图；
图3为B部分的放大结构示意图；
图4为本实用新型中太阳能电池板的结构示意图；
图5为本实用新型其中一个具体实施方式中具有塔杆辅助支撑杆的基站的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图及较佳实施例对本实用新型的技术方案进行详细描述。
在其中一个实施例中，如图1所示，基于太阳能单轴自动追踪供电的基站包括单管塔和机房200，单管塔包括底座110、安装座120、塔杆130、天线140和避雷针150，机房200设置在底座110上，塔杆130通过安装座120与底座110固定连接，天线140固定连接在塔杆130上，避雷针150固定连接在塔杆130的顶端，本实施例中的基站还包括电机支撑架、减速电机400、调心轴承500、电池板安装座600、太阳能电池板700和太阳能控制器。
具体地，如图1所示，电机支撑架包括横向支撑板310和倾斜支撑板320，横向支撑板310的一端与塔杆130固定连接，且横向支撑板310上远离塔杆130的一侧设有与调心轴承500相匹配的轴孔，调心轴承500通过该轴孔与横向支撑板310固定安装，倾斜支撑板320的一端与塔杆130固定连接，倾斜支撑板320的另一端则与横向支撑板310的底部固定连接。
横向支撑板310与塔杆130固定连接时，可采用多种连接方式实现，例如图2所示，横向支撑板310与塔杆130连接的一侧开有一半圆孔，并且该半圆孔的直径与塔杆130的直径相同，横向支撑板310通过半圆孔与塔杆130配合，并利用半圆形固定件进行固定，该半圆形固定件的直径与塔杆130的直径相同，其上设置有两个连接耳，半圆形固定件通过螺钉和连接耳与横向支撑板310套设在塔杆130上并通过调整螺钉的紧度，实现横向支撑板310和塔杆130之间的固定连接。
为了提高电机支撑架的稳定性，电机支撑架除包括横向支撑板310外，还包括倾斜支撑板320，横向支撑板310、倾斜支撑板320和塔杆130之间构成三角形结构，从而保证了电机支撑架的稳定性和安全性，相类似地，倾斜支撑板320分别与塔杆130和横向支撑板310的底部固定连接时，也可采用多种连接方式实现，例如图3所示，倾斜支撑板320与塔杆130固定连接时，可采用两个直径与塔杆130的直径相同的半圆形固定件进行连接，两个半圆形固定件的一端通过螺钉固定连接，另一端夹持倾斜支撑板320的一端后再通过螺钉固定连接，倾斜支撑板320与横向支撑板310的底部之间可以焊接固定或者采用螺钉进行固定。
在本实施例中，减速电机400在太阳能控制器的控制下带动太阳能电池板700进行转动，从而实现对太阳的自动追踪，由于减速电机400能够提供较低的转速和较大的力矩，因此利用减速电机400控制太阳能电池板700进行角度的微调，可以提高追踪的准确性和可靠性。在结构上，减速电机400通过调心轴承500和轴孔固定安装在横向支撑板310上，且减速电机400的输出轴与电池板安装座600的水平安装面固定连接，其中电池板安装座600用于固定太阳能电池板700。
如图1所示，电池板安装座600是一个直角三角体，该三角体的两个互相垂直的平面为水平安装面(或者垂直安装面)，与水平安装面呈一定夹角的平面为倾斜安装面，在本实施例中，电池板安装座600的水平安装面用于固定减速电机400的输出轴，倾斜安装面则用于固定太阳能电池700的背板。在倾斜安装面与太阳能电池板700的背板固定连接时，作为一种具体的实施方式，倾斜安装面与背板可以粘贴固定连接，或者如图1所示，电池板安装座600上设有固定耳，倾斜安装面通过固定耳上的螺钉与背板固定连接。
太阳能电池板700是本实施例中将太阳光转换成电能的重要装置，其主要材料是硅，当然也还包括非晶硅电池板，例如薄膜太阳能电池、有机太阳能电池以及染料敏化太阳能电池等，优选地，本实用新型中的太阳能电池板700为单晶硅太阳能电池板，由于单晶硅太阳能电池板相较于多晶硅太阳能电池板以及其他非晶硅电池板等具有更高的光电转换效率，并且稳定性较好，因此以单晶硅太阳能电池板作为本实用新型的太阳能电池板，可以进一步提高太阳能发电的效率，减小电网的供电负担。
在本实施例中，为实现太阳能的自动追踪，太阳能电池板700的正面设置有两个以上的光敏传感器，且全部的光敏传感器在太阳能电池板700上沿太阳运动方向与太阳能电池板700的边框等间距依次直线排列，即相邻两个光敏传感器之间的间距相等且靠近太阳能电池板700边框的光敏传感器与该边框之间的距离也与相邻两个光敏传感器之间的间距相同，每一光敏传感器均与机房200中的太阳能控制器连接，从而将探测到的光强信息反馈至太阳能控制器，其中太阳能控制器可以利用单片机结合相关硬件实现。下面以太阳能电池板700上设置两个光敏传感器(分别记为R1和R2)为例，对太阳能电池板700的太阳能自动追踪的原理进行说明。
如图4所示，太阳能电池板700的转动方向为沿其水平长边方向(图中旋转剪头所示方向)，且该方向与太阳的东升西落整体运动方向相一致，光敏传感器R1和光敏传感器R2设置在太阳能电池板700沿水平长边的方向上，并且光敏传感器R1和光敏传感器R2在太阳能电池板700上沿太阳运动方向与太阳能电池板700的边框等间距依次直线排列，即光敏传感器R1与其相邻的宽边的距离L1、光敏传感器R1和光敏传感器R2之间的距离L12以及光敏传感器R2与其相邻的宽边的距离L2都相等(L1＝L12＝L2)，光敏传感器R1和光敏传感器R2实时探测接收到的太阳光强度，并将光强信息反馈给太阳能控制器，当太阳能控制器根据两个光敏传感器反馈的光强信息判定光敏传感器R1接收到的光强I1与光敏传感器R2接收到的光强I2之差大于预设阈值时，太阳能控制器驱动减速电机400转动，减速电机400的输出轴带动太阳能电池板700向太阳运动方向转动，直至太阳能控制器判定光敏传感器R1接收到的光强I1与光敏传感器R2接收到的光强I2之差小于或者等于预设阈值，太阳能控制器停止驱动减速电机400，由于光敏传感器R1和光敏传感器R2实时探测接收到的光强变化，因此太阳能控制器可以实时控制减速电机400的运动状态，实现太阳能电池板700对太阳的自动追踪。
以上仅以在太阳能电池板700的正面设置两个光敏传感器为例，对本实用新型中太阳能电池板700的太阳能自动追踪工作过程进行了详细说明，但是本实用新型中的光敏传感器并不局限于两个，光敏传感器可以为多个，当光敏传感器为多个时，太阳能控制器驱动减速电机400控制太阳能电池板700进行追踪的精度将得到进一步的提高。
作为一种具体的实施方式，太阳能电池板700的正面上设置的光敏传感器的数量为三个，与在太阳能电池板700上设置两个光敏传感器相类似地，当太阳能电池板700的正面上设置的光敏传感器的数量为三个时，这三个光敏传感器(分别记为R1’、R2’和R3’)在太阳能电池板700上沿太阳运动方向与太阳能电池板700的边框等间距依次直线排列，相邻两个光敏传感器之间的间距相等且靠近太阳能电池板700边框的光敏传感器与该边框之间的距离也与相邻两个光敏传感器之间的间距相同，光敏传感器R1’、光敏传感器R2’和光敏传感器R3’实时探测接收到的太阳光强度，并将光强信息反馈给太阳能控制器，当太阳能控制器根据三个光敏传感器反馈的光强信息判定光敏传感器R1’接收到的光强I1’与光敏传感器R2’接收到的光强I2’之差大于第一预设阈值，或者光敏传感器R2’接收到的光强I2’与光敏传感器R3’接收到的光强I3’之差大于第二预设阈值时，太阳能控制器驱动减速电机400转动，减速电机400的输出轴带动太阳能电池板700向太阳运动方向转动，直至太阳能控制器判定光敏传感器R1’接收到的光强I1’与光敏传感器R2’接收到的光强I2’之差小于或者等于第一预设阈值，且光敏传感器R2’接收到的光强I2’与光敏传感器R3’接收到的光强I3’之差之差小于或者等于第二预设阈值，太阳能控制器停止驱动减速电机400，由于光敏传感器R1’、光敏传感器R2’和光敏传感器R3’实时探测接收到的光强变化，因此太阳能控制器可以实时控制减速电机400的运动状态，实现太阳能电池板700对太阳的自动追踪。在太阳能电池板700上设置三个光敏传感器，在保证太阳能电池板700对太阳能的追踪精度的同时，可以减小光敏传感器所占的太阳能电池单板的面积，增加太阳能电池板的有效转换面积，简化结构和太阳能控制器的计算复杂程度。
在本实施例中，太阳能电池板700的馈线穿过塔杆130上的进线口和出线口后，通过机房200上的馈线窗与机房200内的蓄电池连接，蓄电池为机房200内的设备供电；减速电机400的馈线穿过进线口和出线口后，通过馈线窗与太阳能控制器连接。塔杆130上设置有用于馈线走线的进线口和出线口，使太阳能电池板700的馈线和减速电机400的馈线在塔杆130内布线，从而有效防止馈线裸露在外而导致馈线的快速风化老损，同时充分利用了塔杆的内部空间。
本实施例所提出的基于太阳能单轴自动追踪供电的基站利用光敏传感器实时探测太阳能电池板上接收的太阳光的强度并将光强信息反馈给太阳能控制器，太阳能控制器根据光强信息控制减速电机运动，进而实现太阳能电池板对太阳位置的自动追踪，其光电转换效率受太阳位置实时变化的限制小，从而提高了太阳能电池板的发电效率，而且基站的结构简单，太阳能电池板不易被树木或者建筑物遮挡，也不易被人为破坏，同时，太阳能电池板所发的电量实时存储入机房的蓄电池中，蓄电池可以为机房中的设备提供稳定的电压，从而减轻了电网的供电负担，特别是对于供电线路较长的基站而言，本实用新型有利于提高基站的供电稳定性和可靠性。由于太阳能是一种清洁、环保的可再生能源，因此本实用新型所提出的基于太阳能单轴自动追踪供电的基站是一种环保型基站，对于移动通信的未来发展而言具有十分积极的意义。
作为一种具体的实施方式，基于太阳能单轴自动追踪供电的基站还包括用于辅助底座110和塔杆130之间固定的塔杆辅助支撑杆160，且塔杆辅助支撑杆160的一端与底座110固定连接，塔杆辅助支撑杆160的另一端与塔杆130固定连接，本实施方式通过在底座110和塔杆130之间架设塔杆辅助支撑杆160，使得底座110、塔杆130与塔杆辅助支撑杆160之间形成稳定的三角形结构，进一步提高了塔杆与底座之间的连接的稳定性。优选地，如图5所示，塔杆辅助支撑杆160的数量为三个，且三个塔杆辅助支撑杆160圆周均布在塔杆130的周围，每一塔杆辅助支撑杆160都与底座110、塔杆130构成稳定的三角形结构，因此具有三个塔杆辅助支撑杆160的塔杆130的稳定性更高。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (6)
1.一种基于太阳能单轴自动追踪供电的基站，包括单管塔和机房(200)，所述单管塔包括底座(110)、安装座(120)、塔杆(130)、天线(140)和避雷针(150)，所述机房(200)设置在所述底座(110)上，所述塔杆(130)通过所述安装座(120)与所述底座(110)固定连接，所述天线(140)固定连接在所述塔杆(130)上，所述避雷针(150)固定连接在所述塔杆(130)的顶端，其特征在于，还包括电机支撑架、减速电机(400)、调心轴承(500)、电池板安装座(600)、太阳能电池板(700)和太阳能控制器，
所述电机支撑架包括横向支撑板(310)和倾斜支撑板(320)，所述横向支撑板(310)的一端与所述塔杆(130)固定连接，且所述横向支撑板(310)上远离所述塔杆(130)的一侧设有与所述调心轴承(500)相匹配的轴孔，所述倾斜支撑板(320)的一端与所述塔杆(130)固定连接，所述倾斜支撑板(320)的另一端与所述横向支撑板(310)的底部固定连接；
所述减速电机(400)通过所述调心轴承(500)和所述轴孔固定安装在所述横向支撑板(310)上，且所述减速电机(400)的输出轴与所述电池板安装座(600)的水平安装面固定连接；
所述电池板安装座(600)的倾斜安装面与所述太阳能电池板(700)的背板固定连接；
所述太阳能电池板(700)的正面设置有两个以上的光敏传感器，且全部的所述光敏传感器沿太阳运动方向与所述太阳能电池板(700)的边框等间距依次直线排列，每一所述光敏传感器均与所述机房(200)中的所述太阳能控制器连接；
所述太阳能电池板(700)的馈线穿过所述塔杆(130)上的进线口和出线口后，通过所述机房(200)上的馈线窗与所述机房(200)内的蓄电池连接，所述蓄电池为所述机房(200)内的设备供电；
所述减速电机(400)的馈线穿过所述进线口和所述出线口后，通过所述馈线窗与所述太阳能控制器连接。
2.根据权利要求1所述的基于太阳能单轴自动追踪供电的基站，其特征在于，还包括用于辅助所述底座(110)和所述塔杆(130)之间固定的塔杆辅助支撑杆(160)，
所述塔杆辅助支撑杆(160)的一端与所述底座(110)固定连接，所述塔杆辅助支撑杆(160)的另一端与所述塔杆(130)固定连接。
3.根据权利要求2所述的基于太阳能单轴自动追踪供电的基站，其特征在于，
所述塔杆辅助支撑杆(160)的数量为三个，且三个所述塔杆辅助支撑杆(160)圆周均布在所述塔杆(130)的周围。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的基于太阳能单轴自动追踪供电的基站，其特征在于，
所述倾斜安装面与所述背板粘贴固定连接，
或者
所述电池板安装座(600)上设有固定耳，所述倾斜安装面通过固定耳上的螺钉与所述背板固定连接。
5.根据权利要求1至3任意一项所述的基于太阳能单轴自动追踪供电的基站，其特征在于，
所述光敏传感器的数量为三个。
6.根据权利要求1至3任意一项所述的基于太阳能单轴自动追踪供电的基站，其特征在于，
所述太阳能电池板(700)为单晶硅太阳能电池板。
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2017
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