CN207460086U - 一种太阳能高效利用的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种太阳能高效利用的装置，包括隔光板（1）、光敏电阻（2）、太阳能光伏板（3）、传动单元（4）、动力单元（5）、支撑架（6）、继电器触点（7）、弹簧（8）、永磁体（9）及电池（10），光敏电阻（2）与隔光板（1）连接，隔光板（1）与太阳能光伏板（3）连接，太阳能光伏板（3）与传动单元（4）连接，传动单元（4）与动力单元（5）连接，动力单元（5）与支撑架（6）固定连接，支撑架与弹簧（8）一端连接，弹簧（8）另一端连接永磁体（9），永磁体（9）与继电器触点（7）相对设置；本实用新型能根据太阳光照射角度的改变自动调整太阳能光伏板的角度，使太阳光始终保持垂直照射太阳能光伏板，从而达到最佳的能量转换效率，解决了现有技术中太阳能光伏板的日平均接收效率与年平均接收效率低的问题。

Description

一种太阳能高效利用的装置

技术领域

本实用新型涉及太阳能发电领域，特别是一种太阳能高效利用的装置。

背景技术

随着社会经济技术的发展，我国的能源消耗越来越大，太阳能是取之不尽的可再生能源，如何提高太阳能光伏发电的有效发电量一直是人们追求的目标，并且利用太阳能发电，不会造成环境污染。经济发展与能源日益短缺的矛盾一直都是现代社会面临的一大难题，资源的紧缺和能源成本的持续增长使得人们将注意目光转向了新能源，其中太阳能技术备受重视。人类对自然能源的开发已经进入了一个新的时期，即以太阳能、风能等可再生能源为主的新能源时期。太阳能的开发和利用受到越来越多国家的重视，我国的光伏设备制造业已逐渐形成规模，为光伏产业的发展提供了强大的支撑。

太阳能的利用率主要取决于电池的转换效率和接收效率，太阳能电池的接收效率可以通过现有的技术加以提高。目前现有技术大部分的太阳能收集装置仍采用的是传统的固定式安装方式，即根据所在地的经纬位置，地形特点，气候特点，日照数据等参数综合计算出太阳能板进行固定安装角度以达到相对最佳的接收效率，无法保证太阳能光伏板的发电效率。目前国内、外采用的跟踪太阳的方法有很多，这些类型的跟踪装置或多或少存在跟踪精度较差，结构复杂，制作成本高等问题。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种太阳能高效利用的装置，以解决太阳能收集效率低下的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种太阳能高效利用的装置，包括隔光板1、光敏电阻2、太阳能光伏板3、传动单元4、动力单元5、支撑架6、继电器触点7、弹簧8、永磁体9及电池10，其特征是：光敏电阻2与隔光板1连接，隔光板1与太阳能光伏板3连接，太阳能光伏板3与传动单元4连接，传动单元4与动力单元5连接，动力单元5与支撑架6固定连接，支撑架与弹簧8一端连接，弹簧8另一端连接永磁体9，永磁体9与继电器触点7相对设置；所述继电器触点7包括第一继电器触点71和第二继电器触点72，所述永磁体9包括第一永磁体91和第二永磁体92，所述光敏电阻2包括第一光敏电阻21和第二光敏电阻22，电池10、光敏电阻21、动力单元5、第一继电器触点71及第一永磁体91构成第一回路；当第二永磁体92与第二继电器触点72接触时，电池10、光敏电阻22、动力单元5、第二继电器触点72及第二永磁体92构成第二回路，其中，第一回路与第二回路中流经动力单元5的电流方向相反。

进一步地，第一光敏电阻21和第二光敏电阻22位于隔光板1的两侧连接。

进一步地，传动单元4包括齿轮和齿条，动力单元5与齿轮连接，齿轮与齿条连接，齿条与太阳能光伏板3连接。

进一步地，传动单元4包括蜗轮和蜗杆，动力单元5与蜗轮连接，蜗轮与蜗杆连接，蜗杆与太阳能光伏板3连接。

进一步地，动力单元5包括双向直流电动机。

本实用新型提供的一种太阳能高效利用的装置，该装置能根据太阳光照射角度的改变自动调整太阳能光伏板的角度，使太阳光始终保持垂直照射太阳能光伏板，从而达到最佳的能量转换效率，解决了现有技术中太阳能光伏板的日平均接收效率与年平均接收效率低的问题。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型太阳能高效利用的装置一实施例的整体结构示意图。

图2为本实用新型的太阳能光伏板静止时的电路原理图。

图3为本实用新型的光照向一侧偏转结构示意图。

图4为本实用新型的太阳能光伏板向一侧偏转结构示意图。

图5为本实用新型的太阳能光伏板向一侧偏转电路原理图。

图6为本实用新型的光照向另一侧偏转结构示意图。

图7为本实用新型的太阳能光伏板向另一侧偏转结构示意图。

图8为本实用新型的太阳能光伏板向另一侧偏转电路原理图。

图中：隔光板1，光敏电阻21，光敏电阻22，太阳能光伏板3，传动单元4，动力单元5，支撑架6，继电器触点71，继电器触点72，弹簧8，永磁体91，永磁体92，电池10。

具体实施方式

实施例1：

如图1所示为本实用新型太阳能高效利用的装置一实施例的整体结构示意图，包括隔光板1、光敏电阻2、太阳能光伏板3、传动单元4、动力单元5、支撑架6、继电器触点7、弹簧8、永磁体9及电池10，其中，光敏电阻2与隔光板1连接，隔光板1与太阳能光伏板3连接，太阳能光伏板3与传动单元4连接，传动单元4与动力单元5连接，动力单元5与支撑架6固定连接，支撑架与弹簧8一端连接，弹簧8另一端连接永磁体9，永磁体9与继电器触点7相对设置。由此结构可知，隔光板1将第一光敏电阻21和第二光敏电阻22隔开，当太阳光垂直照射在太阳能光伏板3上时，第一光敏电阻21和第二光敏电阻22所接受的光照强度一样，第一光敏电阻21的电阻值与第二光敏电阻22的电阻值一样大；当太阳光照射方向偏向第一光敏电阻21那边时，第一光敏电阻21接受的光照强度大于第二光敏电阻22所接受的光照强度，因此，第一光敏电阻21的电阻值会减小，且第二光敏电阻22的电阻值会增大；反之，当太阳光照射方向偏向第一光敏电阻22那边时，第二光敏电阻22接受的光照强度大于第一光敏电阻21所接受的光照强度，因此，第二光敏电阻22的电阻值会减小，且第一光敏电阻21的电阻值会增大。

如图2所示为本实用新型的太阳能光伏板静止时的电路原理图。继电器触点7包括第一继电器触点71和第二继电器触点72，永磁体9包括第一永磁体91和第二永磁体92，光敏电阻2包括第一光敏电阻21和第二光敏电阻22，电池10、光敏电阻21、动力单元5、第一继电器触点71及第一永磁体91构成第一回路；当第二永磁体92与第二继电器触点72接触时，电池10、光敏电阻22、动力单元5、第二继电器触点72及第二永磁体92构成第二回路，其中，第一回路与第二回路中流经动力单元5的电流方向相反。

由以上结构可知，当第一光敏电阻21的电阻值与第二光敏电阻22的电阻值一样大时，电流分别流经第一继电器触点71和第二继电器触点72的电流也相等，因此，第一继电器触点71对第一永磁体91的吸引力与第二继电器触点72对第二永磁体92的吸引力大小相等，这样，连接第一永磁体91和第二永磁体92的弹簧8保持不动，第一回路和第二回路保持断开，因此动力单元5不能通电，传动单元4保持不动，进而太阳能光伏板3也保持不动。此时光照是垂直照射太阳能光伏板3的，因此，太阳能光伏板3此时接受的光照强度最强，充分利用了太阳能。

如图3、图4及图5所示，当光照向一侧偏转时，第一光敏电阻21接受的光照强度大于第二光敏电阻22所接受的光照强度，因此，第一光敏电阻21的电阻值会减小，且第二光敏电阻22的电阻值会增大，则通过第一继电器触点71的电流大于通过第二继电器触点72的电流，所以，第一继电器触点71对第一永磁体91的吸引力大于第二继电器触点72对第二永磁体92的吸引力，这样，连接第一永磁体91和第二永磁体92的弹簧8就会伸长或者移动，直至第一永磁体91与第一继电器触点71接触，第一回路导通，第二回路保持断开，电流通过动力单元5的方向如图4所示箭头方向，动力单元5将动力传递给传动单元4，传动单元4则带动太阳能光伏板3向光照方向那一侧偏转，直至光照方向与太阳能光伏板3垂直，此时第一回路就会断开，且第二回路还是保持断开状态。这样就保证了太阳能光伏板3能一直保持与光照方向垂直，最大效率的利用光照。

如图6、图7及图8所示，当光照向另一侧偏转时，第二光敏电阻22接受的光照强度大于第一光敏电阻21所接受的光照强度，因此，第二光敏电阻22的电阻值会减小，且第一光敏电阻21的电阻值会增大，则通过第二继电器触点72的电流大于通过第一继电器触点71的电流，所以，第二继电器触点72对第二永磁体92的吸引力大于第一继电器触点71对第一永磁体91的吸引力，这样，连接第二永磁体92和第一永磁体91的弹簧8就会伸长或者移动，直至第二永磁体92与第二继电器触点72接触，第二回路导通，第一回路保持断开，电流通过动力单元5的方向如图4所示箭头方向，动力单元5将动力传递给传动单元4，传动单元4则带动太阳能光伏板3向光照方向那一侧偏转，直至光照方向与太阳能光伏板3垂直，此时第二回路就会断开，且第一回路还是保持断开状态。这样就保证了太阳能光伏板3能一直保持与光照方向垂直，最大效率的利用光照。

优选的方案中，第一光敏电阻21和第二光敏电阻22位于隔光板1的两侧，由此结构可知，当光照垂直照射太阳能光伏板3时，第一光敏电阻21和第二光敏电阻22接受到的光照强度相等，当光照不是垂直照射太阳能光伏板3时，第一光敏电阻21和第二光敏电阻22受到的光照强度就会不一样。

在其他可选方案中，第一光敏电阻21和第二光敏电阻22可以分别是多个组成。

优选的方案中，继电器触点7及永磁体9均由导电材料组成。由此结构可知，当继电器触点7及永磁体9接触时，就可以通电。

在其他可选的方案中，可以在继电器触点7及永磁体9的表面布置导线，使得当继电器触点7及永磁体9接触时，在继电器触点7及永磁体9上的导线能接通导电。

优选方案中，第一永磁体91和第二永磁体92均与动力单元5电连接。

优选的方案中，传动单元4包括齿轮和齿条，动力单元5与齿轮连接，齿轮与齿条连接，齿条与太阳能光伏板3连接。由此结构可知，动力单元5将动力输出给齿轮，齿轮带动齿条，进而带动太阳能光伏板3。

在其他可选的方案中，齿轮齿条配合还可以是两个齿轮配合，或者将齿条与太阳能光伏板3做成一个整体。

优选的方案中，传动单元4包括蜗轮和蜗杆，动力单元5与蜗轮连接，蜗轮与蜗杆连接，蜗杆与太阳能光伏板3连接。

在其他可选的方案中，传动单元4包括蜗轮和蜗杆，动力单元5与蜗轮连接，蜗轮连接与蜗杆连接，蜗杆与太阳能光伏板3连接。

优选的方案中，动力单元5包括双向直流电动机。由此结构可知，当电流流经双向直流电动机的方向相反时，双向直流电动机转动的方向也是相反的。

在其他可选的方案中，动力单元5还可以是其他电机和控制器的组合，只要通过动力单元5的电流相反时能满足动力单元5旋转的方向也是相反的即可。

本实用新型提供的一种太阳能高效利用的装置及方法，该装置能根据太阳光照射角度的改变自动调整太阳能光伏板的角度，使太阳光始终保持垂直照射太阳能光伏板，从而达到最佳的能量转换效率，解决了现有技术中太阳能光伏板的日平均接收效率与年平均接收效率低的问题。

实施例2：

在实施例1的基础上，提出了一种太阳能高效利用的方法，当第一光敏电阻21接受的光照强度大于第二光敏电阻22的光照强度时，第一回路导通，动力单元5驱动传动单元4，传动单元4带动太阳能光伏板3向一侧偏转；当第一光敏电阻21接受的光照强度小于第二光敏电阻22的光照强度时，第二回路导通，动力单元5驱动传动单元4，传动单元4带动太阳能光伏板3向另一侧偏转；当第一光敏电阻21接受的光照强度等于第二光敏电阻22的光照强度时，第一回路及第二回路都断开，动力单元5关闭，太阳能光伏板3保持不动。

优选的方案中，第一光敏电阻21和第二光敏电阻22接受的光照增强则电阻值减小，反之，第一光敏电阻21和第二光敏电阻22接受的光照减弱则电阻值增大。

优选的方案中，第一回路的电流大小受第一光敏电阻21的电阻值影响，第二回路的电流大小受第二光敏电阻21的电阻值影响。

本实用新型提供的一种太阳能高效利用的装置及方法，该装置能根据太阳光照射角度的改变自动调整太阳能光伏板的角度，使太阳光始终保持垂直照射太阳能光伏板，从而达到最佳的能量转换效率，解决了现有技术中太阳能光伏板的日平均接收效率与年平均接收效率低的问题。

上述的实施例仅为本实用新型的优选技术方案，而不应视为对于本实用新型的限制，本申请中的实施例及实施例中的技术特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本实用新型的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种太阳能高效利用的装置，包括隔光板（1）、光敏电阻（2）、太阳能光伏板（3）、传动单元（4）、动力单元（5）、支撑架（6）、继电器触点（7）、弹簧（8）、永磁体（9）及电池（10），其特征是：光敏电阻（2）与隔光板（1）连接，隔光板（1）与太阳能光伏板（3）连接，太阳能光伏板（3）与传动单元（4）连接，传动单元（4）与动力单元（5）连接，动力单元（5）与支撑架（6）固定连接，支撑架与弹簧（8）一端连接，弹簧（8）另一端连接永磁体（9），永磁体（9）与继电器触点（7）相对设置；

所述继电器触点（7）包括第一继电器触点（71）和第二继电器触点（72），所述永磁体（9）包括第一永磁体（91）和第二永磁体（92），所述光敏电阻（2）包括第一光敏电阻（21）和第二光敏电阻（22），电池（10）、第一光敏电阻（21）、动力单元（5）、第一继电器触点（71）及第一永磁体（91）构成第一回路；当第二永磁体（92）与第二继电器触点（72）接触时，电池（10）、第二光敏电阻（22）、动力单元（5）、第二继电器触点（72）及第二永磁体（92）构成第二回路，其中，第一回路与第二回路中流经动力单元（5）的电流方向相反。

2.根据权利要求1所述的太阳能高效利用的装置，其特征是：所述第一光敏电阻（21）和第二光敏电阻（22）位于隔光板（1）的两侧。

3.根据权利要求1所述的太阳能高效利用的装置，其特征是：所述继电器触点（7）及永磁体（9）均由导电材料组成。

4.根据权利要求1所述的太阳能高效利用的装置，其特征是：第一永磁体（91）和第二永磁体（92）均与动力单元（5）电连接。

5.根据权利要求1所述的太阳能高效利用的装置，其特征是：所述传动单元（4）包括齿轮和齿条，动力单元（5）与齿轮连接，齿轮与齿条连接，齿条与太阳能光伏板（3）连接。

6.根据权利要求1所述的太阳能高效利用的装置，其特征是：所述传动单元（4）包括蜗轮和蜗杆，动力单元（5）与蜗轮连接，蜗轮与蜗杆连接，蜗杆与太阳能光伏板（3）连接。

7.根据权利要求1所述的太阳能高效利用的装置，其特征是：动力单元（5）包括双向直流电动机。