CN212392849U - 一种追日型的灯杆式分布式光伏发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及新能源领域，具体为一种追日型的灯杆式分布式光伏发电装置。目前市电路灯为了节省用电，采用了许多治标不治本的节能方法，这些方法不仅性价比低而且节能效果有限，找到一种治本的路灯节能技术，就是路灯节能至今亟待解决的技术难题。本实用新型采用灯杆养路灯的模式，分别采用智能电动柱、固定或活动的支架的不同组合体，构建成一个1维度或2维度非感应式追踪的光伏发电装置，使得光伏板的角度能够发生改变，达到了追日的目的，光伏发电通过路灯原有电缆进行并网储存，不需要蓄电池，采用光伏发电解决市电路灯照明的同时，剩余的电出售增加收入，其与固定支架安装的太阳能发电装置相比，本实用新型的发电量多增加了60%左右。

Description

一种追日型的灯杆式分布式光伏发电装置

技术领域

本实用新型涉及新能源领域，具体为一种追日型的灯杆式分布式光伏发电装置。

背景技术

首先，路灯是耗电大户，每年用于照明所消耗的电量占全国社会用电量的9%左右，为了节省路灯的耗电问题，目前市场上采取了许多的节能措施，但这些都是治标不治本的节能方法，这些方法不仅性价比低而且节能效果有限，更重要的是不能治本。路灯是人们日常生活的必须品，把现有的市电路灯都替换成新能源路灯的做法既不可能也无必要，所以，找到一种治本的路灯节能技术，就是路灯节能行业所遇到的亟待解决的技术难题，其次，随着绿水青山金山银山理念的深入贯彻，环保意识的增强，已经没有多余的土地可以用来发展光伏发电站，光伏发电的发展开始遇到了用地难的现实问题，但是大量的灯杆却杵在城市中最好的位置上空闲着，如何利用这些空闲的灯杆进行光伏发电，这是关系到光伏发电、特别是分布式光伏发电未来能否继续发展的亟待解决的问题，再次，随着5G技术的普及发展，5G在2021年将在国内进行商业化发展，但5G穿透和绕射能力不强，信号智能直射传播，很多偏僻区域就很难收到信号，而5G的微基站就能够很好弥补这个缺陷，如何解决微基站的建设，就成为解决5G商业化发展最后一公里的技术难题，而分布在全国各个角落的路灯灯杆，就能够很好的解决这个难题。

实用新型内容

针对上述缺陷，本实用新型通过提供一种追日型的灯杆式分布式光伏发电装置，使得上述的技术难题得到了解决。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种追日型的灯杆式分布式光伏发电装置，包含有太阳能角度控制器、支柱、光伏板、灯杆、驱动装置，支柱是一种智能电动柱，其柱体主要由轴、空心管所构成，空心管固定在轴上随轴一起旋转而不能上下移动，其机座固定连接在灯杆上顶端，光伏板分为有造型框和无造型框的两种类型，造型框的形状有6种不同的组合体，第1种是多边形之间或圆形之间或椭圆形之间的组合体，共3类，第2种是多边形与圆形或椭圆形间的组合体，共2类，第3种是圆形与椭圆形间的组合体，共1类，每组组合体向阳面都是光伏板，背光面都是带有各种类型图案的彩面，系统的追踪分为无驱动装置的1维度追踪或2纬度追踪和有驱动装置的2维度追踪的三种不同模式，1维度追踪只能调节方位角，2维度追踪能同时调节方位角和倾角，在无驱动装置的1维度追踪方式里，光伏板分为1块或2块的两种类型，光伏板为2块的，在交接处的边框分别采用两根梁把两块光伏板连为一体，在固定为一体的光伏板底部以及光伏板为1块的底面横向和纵向安装有Ⅱ的构件，在两者的交叉之处安装有弯曲的立柱，光伏板倾斜式地固定在立柱的顶端上，立柱的底端固定在智能电动柱的顶端上；在无驱动装置的2纬度追踪模式当中，两根梁分别通过圆环支架螺栓固定在灯杆上，一个支撑平台，一端螺栓固定在上方梁上， N根支撑杆，一端螺栓固定在支撑平台上，另一端螺栓固定在下方的梁上，1根T型智能电动柱固定于支撑平台上，1根横梁螺栓固定在智能电动柱的T型空心管两侧支架上，一根空心管P固定在安装有S个圆环或滚动轴承的横梁上，一根空心管P内安装有1或2个电机的组合体，电机组合体包含了电机、齿轮、电机机座，齿轮与电机的轴连接并固定在空心管内侧，电机安放在空心管P内但不与其内壁固定，电机固定在电机机座上，电机机座固定紧固构件上，空心管P的两端分别连接在紧固构件的转轮上，两端的紧固构件固定在支架上，支架固定于横梁上，光伏板的上端采用固定支架固定在空心管P上，光伏板上安装有安全绳，其安装方式有无卷绳器和有卷绳器的两种类型，无卷绳器类型是在光伏板的背面两侧的边框或中轴线上各安装一条带有凹形槽的梁，梁截面为多边形，开口部是上窄下宽，一条钢制链条或钢丝绳的安全绳，其上带有圆形或多边形扣件的一端卡扣在凹形槽梁内，另一端分别固定在所述横梁的两端或智能电动柱体上，有卷绳器的类型是把D个卷绳器固定在空心管P上，钢制链条或钢丝绳的安全绳，一端固定在卷绳器内，另一端固定在光伏板的背面两侧的边框或中轴线上，在有驱动装置的2维度追踪方式里，光伏板底部结构与1维度的相同，但立柱是直立的，光伏板是垂直安装在立柱上、立柱底端通过铰接装置与智能电动柱连接，所述的铰接装置是由两根T型空心管所构成，各自的顶端通过铰接装置的构件铰接连接形成一体，其中一根T型空心管插入或套在智能电动柱顶端固定连接，另一根T型空心管插入或套在光伏板或箱子的底部立柱上螺栓固定连接，所述的驱动装置，一端都是与智能电动柱螺栓固定，另一端与光伏板或箱子的底部螺栓连接，所述驱动装置是一种智能电动柱，其柱体主要由多边形或圆形的螺母、带有螺纹的轴、空心管所构成，空心管底部固定在螺母上与其形成一体，螺母沿着轴上下移动，上述所有的智能电动柱的柱体都是固定在机座上，其的驱动都是采用固定在机座内的电机和机械传动机构的组合体来进行，光伏板倾角的调节，将由安装有嵌入式的角度传感器的太阳能角度控制器，来进行控制，所述太阳能角度控制器，是利用时间计时来控制光伏板的角度发生改变的一种智能控制装置，其主要有主芯片、角度传感器、GPS卫星定位或电子指南针、时钟芯片、蓝牙、电机驱动的模块，所述铰接装置的构件是由1块底板和C块的多边形竖板所构成，竖板带有圆弧的一端带有孔洞，另外一端焊接固定在底板上，所述铰接装置的构件，C=2时候，是螺栓固定连接，当C＞2时候，是铰接连接形成一个铰接装置，其特征在于：不需要光电传感装置，分别采用智能电动柱、固定或活动的支架的不同组合体，在灯杆上构建成一个1维度或2维度非感应式追踪的光伏发电装置，光伏板的方位角和倾角的调节将采用时间计时，采用太阳能角度控制器来进行控制。

本实用新型的一种追日型的灯杆式分布式光伏发电装置，提供的1纬度或2纬度无需光电传感器的追踪技术，在灯杆上架设分布式光伏发电系统，以灯杆养路灯的方式，解决了路灯节能至今不能治本的技术难题；以灯杆作支架，解决了分布式光伏发电用地难的问题，以及解决了5G微基站建设的难题。本实用新型具有费用低、发电量大、景观性好、性价比高的优越性，同等的太阳能电池装机容量，比不具有追日功能的固定支架安装的光伏发电系统的发电量多增加了60%左右，本实用新型具有很好的经济效益和生态效益。

附图说明

图1为有驱动装置的2维度追踪的正视图：符号1为光伏板，符号2为驱动装置，符号3为光源，符号4为两根T型空心管铰接连接形成的铰接装置，符号5为光伏板底部直立的立柱，符号6为智能电动柱，符号7为灯杆；图2为无驱动装置的1维度追踪的正视图：符号8为光伏板底部弯曲的立柱，图3为无驱动装置的2维度追踪系统的正视图：符号9为T型智能电动柱上的支架，符号10为横梁，符号11为紧固构件的支架。符号12为圆环或滚动轴承，符号13为空心管P，符号14为凹形槽梁，符号15为钢制链条或钢丝绳的安全绳，符号16为T型智能电动柱，符号17为圆环支架，符号18为圆环支架固定的梁，符号19为支撑平台，符号20为支撑杆，图4为安装在造型框中的太阳能板的背光面：符号21为造型框；图5是安装在造型框中的太阳能板的向阳面：符号1为光伏板。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合附图对本发明做进一步描述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

角度的调节是一日之内三次或多次，2维度追踪的调节的时间段分为上午、正午、下午三个时段，一日之内的三次调节，上午时段，光伏板面朝东面，倾角最大，正午时段，光伏板是水平状；下午时段，光伏板面朝西面，倾角最大，所述的多次调节，是指在上午或下午两个时段内，每间隔E分钟进行一次方位角的调节，在E分钟内倾角调节F次，所述输入法当中的光伏板的最大倾角ψ的角度值按算术平均分成F次，每次调节的角度值为ψ/F，三个时间段内光伏板的朝向与1日之内三次调节的相同，在上午时段，每次新调节的角度值为ψ-J*ψ/F，J是整数的数字系列值，最小值为1，最大值为F；在下午时段，每次新调节的角度值为γ+ψ/F，γ是调节前一时刻的角度值，每次方位角进行调节时，倾角都已经归位到初始的位置，无驱动装置的1维度追踪的太阳能角度控制器水平安装，方位角调节的次数，是一日之内所有调节时间的总和，按每间隔D分钟计算所得，空心管P内的电机每次旋转的角度与上述每次倾角调节的角度相同。

参阅图1是有驱动装置的2维度追日模式的示意图，光伏板1底部的立柱5与智能电动柱6通过两根T型空心管铰接形成铰接装置4连为一体，与驱动装置2螺栓固定连接，驱动装置2螺栓固定连接在智能电动柱6上，智能电动柱6通过基座固定连接在灯杆7的顶端，由此构成一个2维度追日的发电系统，在预定时刻，首先调节光伏板1的方位角，太阳能角度控制器将根据电子指南针模块输出的信号得出太阳朝东或朝西的方位角，通过角度传感器由控制器控制智能电动柱6的电机转动，通过机座内的机械传动机构带动轴转动，轴转动的同时又带动柱体同向转动，则光伏板1转动到位，驱动装置2也同时转动到位后则开始调节倾角，具体的调节方式参照0008段。

参考图2是1维度追日模式的示意图，追日系统的结构基本与上述2纬度追踪系统的相同，只是没有安装驱动装置和铰接装置，光伏板1固定安装在立柱9的顶端，立柱9底部插入或套在智能电动柱6的顶端螺栓固定，1纬度追日系统只是调节方位角，倾角固定不变，方位角的调节的方式都参照0008~0009段。

参阅图3为2维度追踪系统的正视图，光伏板1固定安装于空心管P13上，空心管P13固定于滚动轴承或圆环12上，滚动轴承或圆环12固定于横梁10上，横梁10固定于T型空心管16的顶端两侧的支架9上，电机和齿轮安装在空心管P13内，齿轮与电机的转轴相连，并固定于空心管P13内侧，电机通过电机座固定于紧固构件上，紧固构件固定安装在支架11上，支架11固定于横梁10上，在光伏板1背面两侧的边框或中轴线上各安装一条带有凹形槽的梁14，一条钢制链条或钢丝绳15，其上带有圆形或多边形的扣件的一端卡扣在凹形槽梁14内，另一端分别固定在所述横梁10的两端或T型智能电动柱体16上，由此构建成一个2纬度追踪的光伏发电系统，电源启动后太阳能角度控制器使得光伏板1归位到当时其该有的状态，在预定时刻，首先调节光伏板1的方位角，方位角的调节与上述0009段有驱动装置2纬度追踪的相同，方位角调节到位后再调节光伏板1的倾角，倾角的调节无需驱动装置，是采用太阳能角度控制器控制空心管P13内电机的转动，电机转动的同时，带动光伏板1同向转动，从而使得光伏板1的倾角发生改变，空心管P13内电机每次旋转的角度与每次倾角调节的角度相同，角度具体的调节方式，参照0008~0009段，无卷绳器类型的安全绳15随着光伏板1的转动而在凹形槽14内上下滑动，其作用是避免极端天气下对光伏板1的损坏，而有卷绳器类型的安全绳15会随着空心管P13的转动而收缩或伸长，每次调节结束后，系统又自动归位到原有的状态，电源关闭后，电机自锁，光伏板1形成与地面垂直的状态。在T型智能电动柱顶端上加装5G微基站的设施，则灯杆就转变成为1个5G微基站。

路灯是一个城市的一道靓丽的风景线，参阅图4~5就是本发明提供的具有各类造型的光伏板，这是一种能够融入当地景观，具有观赏性的太阳能板，一改目前太阳能路灯光伏板的单调和死板的色彩，为城市增添了美景。

Claims (1)

1.一种追日型的灯杆式分布式光伏发电装置，包含有太阳能角度控制器、支柱、光伏板、灯杆、驱动装置，支柱是一种智能电动柱，其柱体主要由轴、空心管所构成，空心管固定在轴上随轴一起旋转而不能上下移动，其机座固定连接在灯杆上顶端，光伏板分为有造型框和无造型框的两种类型，造型框的形状有6种不同的组合体，第1种是多边形之间或圆形之间或椭圆形之间的组合体，共3类，第2种是多边形与圆形或椭圆形间的组合体，共2类，第3种是圆形与椭圆形间的组合体，共1类，每组组合体向阳面都是光伏板，背光面都是带有各种类型图案的彩面，系统的追踪分为无驱动装置的1维度追踪或2纬度追踪和有驱动装置的2维度追踪的三种不同模式，1维度追踪只能调节方位角，2维度追踪能同时调节方位角和倾角，在无驱动装置的1维度追踪方式里，光伏板分为1块或2块的两种类型，光伏板为2块的，在交接处的边框分别采用两根梁把两块光伏板连为一体，在固定为一体的光伏板底部以及光伏板为1块的底面横向和纵向安装有Ⅱ的构件，在两者的交叉之处安装有弯曲的立柱，光伏板倾斜式地固定在立柱的顶端上，立柱的底端固定在智能电动柱的顶端上；在无驱动装置的2纬度追踪模式当中，两根梁分别通过圆环支架螺栓固定在灯杆上，一个支撑平台，一端螺栓固定在上方梁上， N根支撑杆，一端螺栓固定在支撑平台上，另一端螺栓固定在下方的梁上，1根T型智能电动柱固定于支撑平台上，1根横梁螺栓固定在智能电动柱的T型空心管两侧支架上，一根空心管P固定在安装有S个圆环或滚动轴承的横梁上，一根空心管P内安装有1或2个电机的组合体，电机组合体包含了电机、齿轮、电机机座，齿轮与电机的轴连接并固定在空心管内侧，电机安放在空心管P内但不与其内壁固定，电机固定在电机机座上，电机机座固定紧固构件上，空心管P的两端分别连接在紧固构件的转轮上，两端的紧固构件固定在支架上，支架固定于横梁上，光伏板的上端采用固定支架固定在空心管P上，光伏板上安装有安全绳，其安装方式有无卷绳器和有卷绳器的两种类型，无卷绳器类型是在光伏板的背面两侧的边框或中轴线上各安装一条带有凹形槽的梁，梁截面为多边形，开口部是上窄下宽，一条钢制链条或钢丝绳的安全绳，其上带有圆形或多边形扣件的一端卡扣在凹形槽梁内，另一端分别固定在所述横梁的两端或智能电动柱体上，有卷绳器的类型是把D个卷绳器固定在空心管P上，钢制链条或钢丝绳的安全绳，一端固定在卷绳器内，另一端固定在光伏板的背面两侧的边框或中轴线上，在有驱动装置的2维度追踪方式里，光伏板底部结构与1维度的相同，但立柱是直立的，光伏板是垂直安装在立柱上、立柱底端通过铰接装置与智能电动柱连接，所述的铰接装置是由两根T型空心管所构成，各自的顶端通过铰接装置的构件铰接连接形成一体，其中一根T型空心管插入或套在智能电动柱顶端固定连接，另一根T型空心管插入或套在光伏板或箱子的底部立柱上螺栓固定连接，所述的驱动装置，一端都是与智能电动柱螺栓固定，另一端与光伏板或箱子的底部螺栓连接，所述驱动装置是一种智能电动柱，其柱体主要由多边形或圆形的螺母、带有螺纹的轴、空心管所构成，空心管底部固定在螺母上与其形成一体，螺母沿着轴上下移动，上述所有的智能电动柱的柱体都是固定在机座上，其的驱动都是采用固定在机座内的电机和机械传动机构的组合体来进行，光伏板倾角的调节，将由安装有嵌入式的角度传感器的太阳能角度控制器，来进行控制，所述太阳能角度控制器，是利用时间计时来控制光伏板的角度发生改变的一种智能控制装置，其主要有主芯片、角度传感器、GPS卫星定位或电子指南针、时钟芯片、蓝牙、电机驱动的模块，所述铰接装置的构件是由1块底板和C块的多边形竖板所构成，竖板带有圆弧的一端带有孔洞，另外一端焊接固定在底板上，所述铰接装置的构件，C=2时候，是螺栓固定连接，当C＞2时候，是铰接连接形成一个铰接装置，其特征在于：不需要光电传感装置，分别采用智能电动柱、固定或活动的支架的不同组合体，在灯杆上构建成一个1维度或2维度非感应式追踪的光伏发电装置，光伏板的方位角和倾角的调节将采用时间计时，采用太阳能角度控制器来进行控制。

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