CN212435634U - 一种追日型的斜坡面上的分布式光伏发电装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及新能源领域,具体为一种追日型的斜坡面上的分布式光伏发电装置。目前斜坡面上的分布式光伏发电采用的都是不能追日的固定支架技术,技术简单、成本低廉、但发电量低,而感应式追踪技术,技术繁杂、成本高昂、追踪精度高,无法应用在斜坡面上,为了尽快回收投资成本,市场上的光伏发电几乎都是采用固定支架技术。分布式光伏发电不仅要能够追日而且又要具有实用价值,是分布式光伏发电领域内亟待解决的技术难题。本实用新型一种分别采用轨道装置、多边形或圆形平台、固定或活动的支架的不同组合体,构建一个1维度或2维度非感应式追踪的光伏发电装置,很好地解决了上述难题,比采用固定支架技术的发电量平均多增加了60%左右。

Description

一种追日型的斜坡面上的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斜坡面上的分布式光伏发电装置。
背景技术
随着环保意识及土地资源的紧缺,投资大,占用大量土地的大型光伏发电站的建设将会逐渐减少,投资少,不占用土地的分布式光伏发电将会得到大力的推广,大量闲置的工业厂房屋顶、车棚、公交候车亭就是很好的分布式光伏发电场所,由于这些建筑物屋顶几乎都是斜面,目前安装的光伏发电装置采用的都是不能追日的固定支架技术,只能安装在斜坡的一面,其技术简单、成本低廉、但发电量低;而采用光电传感器的感应式追踪技术,技术繁杂、成本高昂很难应用在斜坡面上,所以这两种技术的性价比都很低,在光伏发电市场上,为了尽快回收投资成本,矮子里面挑高子,宁可牺牲了追踪精度,也要采用低成本的固定支架技术,这就是目前全世界太阳能发电产品当中,几乎都是采用固定支架技术的最主要原因。要提高光伏发电的发电效率有两种方式,一是大幅度提高光电转换率,但以目前的技术短期内还很能实现,二是改变光伏板的角度,包括方位角和倾角,所以在光电转换率难以大幅度提高的当下,提供一种为市场所接受、能够广泛推广应用的太阳能追踪技术,就是当下光伏发电领域内所遇到的亟待解决的技术难题。
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斜坡面上的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:
一种追日型的斜坡面上的分布式光伏发电装置,包含轨道装置、太阳能角度控制器、光伏板,追踪装置分为1维度或2维度追踪两种不同的模式,这两种类型当中又分为1+1和1+N两种不同的类型,在2维度追踪模式的轨道装置包含了基座、轨道、支架、滑轮、转盘,在斜面屋顶上以两个屋架为一组,采用Y根T型支柱固定在屋架上,在T型支柱上架构一个钢结构的平台,平台上固定安装有J个圆形状的轨道,轨道的截断面形状分为L型或多边形两种,在每条轨道两侧各预埋有一条圆环状的凹槽构件,凹槽构件开口部是上窄下宽,在L型截断面基座的上壁上也预埋有一条圆环状的凹槽构件,共有三条,而多边形截断面的基座只有两条凹槽形构件,轨道上安装有一个圆形或三角形的支架,圆形支架下安装有X个滑轮,而三角形支架的各个角处各安装有一个滑轮,每个滑轮的轴在滑轮的两侧分别下垂固定安装有根梁或链条,梁或链条的下端带有个圆形或多边形的构件,把梁或链条分别插入轨道两侧的凹槽内,其圆形或多边形构件卡扣在凹槽内随着滑轮移动,在L型截断面轨道上的滑轮,带有圆形或多边形构件的一端是扣在轨道上壁的凹槽内,另一端是直接固定或通过链条固定在滑轮的轴上,在圆形或三角形支架的中心处固定安装有一个转盘,S条梁两端分别固定在转盘和圆形或三角形支架上,在圆形或三角形支架的上方固定安装有一个多边形的框架,在多边形框架的周边上固定安装有P根T型的托梁,T型托梁中有一边安装有铰接装置的构件,与安装有铰接装置构件相对应的另一边安装有H套驱动装置,其余的T型托梁顶端固定安装一个U型的框,一个多边形或圆形平台架在T型托梁和驱动装置上,平台底部的边框中,一条与T型托梁铰接形成铰接装置,其余的边框托放在T型托梁的U型框内,驱动装置的顶端与平台是螺栓固定连接,光伏方阵固定于多边形或圆形平台上,随着多边形平台一起转动,所述转盘是一根可转动的柱,根据支柱是自转还是非自转分为1+1和1+N两种不同的模式,1+1模式的转盘是自转模式,其是一根智能电动柱,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,柱体上安装有S条梁,所述1+N模式的转盘为非自转模式,转盘的结构及安装方式与1+1模式的相同,只是机座中没有驱动电机和机械传动机构,却在轴上多增加了一个齿轮,齿轮固定安装在转盘的轴上,N个转盘的齿轮通过一根闭合的链条链接为一体,链条的一端与机械传动机构链接,由驱动电机通过机械传动机构共同驱动N个转盘同时转动,1+1模式的转盘能够独自带动一个圆形或三角形的支架转动,而1+N模式则由驱动电机与链传动机构共同驱动N个圆形或三角形支架一同转动,所述驱动装置是一种可升降的智能电动柱,其柱体主要由多边形或圆形的螺母、带有螺纹的轴、T型空心管所构成,T型空心管固定在螺母上形成一体,螺母沿着轴上下移动,上述所有的智能电动柱的柱体固定在机座上,其的驱动将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,所述的1维度追踪模式只能调节方位角,其1+1或1+N两种类型的轨道装置的结构与上述2维度追踪模式的相同,但多边形或圆形的平台是直接固定安装在多边形或圆形框架上,无驱动装置和T型托梁,在平台上安装有阶梯型框架,光电装置的光伏板与地面倾斜采用固定支架安装在平台和阶梯型框架上,光伏板角度的调节将通过调节多边形或圆形平台倾角来替代,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多边形或圆形平台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,分别采用轨道装置、多边形或圆形平台、固定或活动的支架的不同组合体,构建一个1维度或2维度非感应式追踪的光伏发电装置;太阳能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斜坡面上的分布式光伏发电装置,通过采用轨道移动和升降平台的技术,提出了一种1维度或2维度无需光电传感器的非感应追踪技术,这是有别于公知的固定支架技术和感应式追踪技术的一种新型光伏发电的追踪技术,其技术简单、成本低、自损电量小,在光电转换率难以大幅度提高的当下,提高了发电效率,解决了斜坡面上分布式光伏发电领域内亟待解决的技术难题,即光伏发电不仅要能够追日而且又要具有实用价值的难题,本实用新型的发电效率比不具有追日功能的固定支架技术多增加了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1+1模式的平面俯视图:符号1为光伏板支架,符号2为带U型框架的T型托梁,符号3是T型托梁,符号4为多边形的框架,符号5为圆形支架,符号6为滑轮,符号7为带有凹槽构件的轨道,符号8为S条梁,符号9为转盘,符号10为驱动装置;图2为1+1模式正视图:符号11为钢结构平台的T型支柱,符号12为屋架;图3为1+N模式平面俯视图:符号13为齿轮,符号14为链条,符号15为驱动电机;图4为1+N模式正视图,图5为L型截面的轨道:符号16为凹槽构件,图6为多边形截面的轨道;图7为1维度追踪的正视图,符号17为阶梯框架。
具体实施方式
为了加深对本实用新型的理解,下面将结合附图对本实用新型做进一步描述,该实施例仅用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型保护范围的限定。
角度的调节是一日之内调节三次或多次,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,多边形或圆形平台,在上午时段是面朝东面,倾角最大,正午时段,是水平状;下午时段,是面朝西面,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,所述输入法当中的多边形或圆形平台的最大倾角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,所述最大倾角是指在上午或下午的时段内,多边形或圆形平台所能够形成的最大倾角。
参阅图1和2是1+1模式的2维度追踪的光伏发电装置,光伏板支架1呈现水平状态时其四边梁中的一边是与T型托梁3铰接形成铰接装置,其余三边托在带有U型框架的T型梁2上,与带有铰接装置相对应的另一边安装有驱动装置10,驱动装置10和T型梁2和3固定在多边形的框架4上,框架4固定在圆形支架或三角形支架5上,支架5固定在滑轮6上,滑轮6轴上两边的梁或链条下垂到轨道7的凹槽构件16内,梁或链条下端的多边形或圆形构件卡扣于凹槽内,随着滑轮6移动,在S条梁8两端分别连接支架5和转盘9,圆形支架5和转盘9固定在由T型支柱11支撑的钢结构平台上,T型支柱11固定在屋架12上,由此形成一个2维度追踪的光伏发电装置。安装完成后,光伏板支架1在预定时刻,首先调节光伏板支架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,由太阳能角度控制器控制转盘9转动,通过S条梁带动圆形支架5的滑轮6发生移动,则光伏方阵支架1的方位角调整到位,上午及正午时间段,太阳能角度控制器驱动转盘9调节方位角面朝东侧,下午时间段则面朝西侧,方位角调整到位后再进行倾角的调节,具体的调节方式参照0008段。
参阅图3和4是1+N模式的2维度追踪的光伏发电装置,转盘9上固定安装有一个齿轮13,一条闭环链条14,链接有N个齿轮13,其另一端固定在驱动电机15的齿轮上,N组的转盘9将通过齿轮传动机构13和14随着驱动电机15一起转动,由此形成了一个由一台驱动电机带动N组光伏板支架1一同转动的光伏发电装置,方位角和倾角的调节方式与1+1模式的相一致,调节方式具体为,在调节的预定的时间,太阳能角度控制器依据角度传感器得出的信号,控制驱动电机15转动,通过齿轮传动机构13和14带动转盘9发生转动,由此光伏板支架1的方位角得到调节,方位角调节到位后,太阳能角度控制器将启动N组的驱动装置10对光伏板支架1的倾角进行调节,调节的方式与1+1模式相同。
参阅图7是1+1模式的1维度追踪的光伏发电装置,这是阶梯型的只能调节方位角的无驱动装置的1维度追踪,这种模式是采用阶梯型的框架17固定安装在多边形或圆形的平台1上,平台1是直接固定安装在多边形或圆形框架4上,光伏板1与地面倾斜采用固定支架安装在平台1和阶梯型框架17上,方位角的调节分为1日之内的上午和下午两个时间段的二次调节,以及1日之内的多次调节,多次调节的次数,是从上午至下午的所有时间的总和,按每间隔E分钟计算所得,方位角的调节方式与上述0007段2维度追踪的相一致。1维度追踪的1+N模式的转盘9的结构与上述2维度追踪的相同,光伏板方位角的调节方式参照0008和0009段。
追踪装置的上述两种模式在傍晚时段会自动归位,呈现水平状态,在太阳能角度控制器中安装有无线通信模块、4G或5G通信模块,能够在后台对其进行人工操作,当遇到突发紧急情况时,可以手动操作停车,则装置后归位成水平状态。

Claims (1)

1.一种追日型的斜坡面上的分布式光伏发电装置,包含轨道装置、太阳能角度控制器、光伏板,追踪装置分为1维度或2维度追踪两种不同的模式,这两种类型当中又分为1+1和1+N两种不同的类型,在2维度追踪模式的轨道装置包含了基座、轨道、支架、滑轮、转盘,在斜面屋顶上以两个屋架为一组,采用Y根T型支柱固定在屋架上,在T型支柱上架构一个钢结构的平台,平台上固定安装有J个圆形状的轨道,轨道的截断面形状分为L型或多边形两种,在每条轨道两侧各预埋有一条圆环状的凹槽构件,凹槽构件开口部是上窄下宽,在L型截断面基座的上壁上也预埋有一条圆环状的凹槽构件,共有三条,而多边形截断面的基座只有两条凹槽形构件,轨道上安装有一个圆形或三角形的支架,圆形支架下安装有X个滑轮,而三角形支架的各个角处各安装有一个滑轮,每个滑轮的轴在滑轮的两侧分别下垂固定安装有根梁或链条,梁或链条的下端带有个圆形或多边形的构件,把梁或链条分别插入轨道两侧的凹槽内,其圆形或多边形构件卡扣在凹槽内随着滑轮移动,在L型截断面轨道上的滑轮,带有圆形或多边形构件的一端是扣在轨道上壁的凹槽内,另一端是直接固定或通过链条固定在滑轮的轴上,在圆形或三角形支架的中心处固定安装有一个转盘,S条梁两端分别固定在转盘和圆形或三角形支架上,在圆形或三角形支架的上方固定安装有一个多边形的框架,在多边形框架的周边上固定安装有P根T型的托梁,T型托梁中有一边安装有铰接装置的构件,与安装有铰接装置构件相对应的另一边安装有H套驱动装置,其余的T型托梁顶端固定安装一个U型的框,一个多边形或圆形平台架在T型托梁和驱动装置上,平台底部的边框中,一条与T型托梁铰接形成铰接装置,其余的边框托放在T型托梁的U型框内,驱动装置的顶端与平台是螺栓固定连接,光伏方阵固定于多边形或圆形平台上,随着多边形平台一起转动,所述转盘是一根可转动的柱,根据支柱是自转还是非自转分为1+1和1+N两种不同的模式,1+1模式的转盘是自转模式,其是一根智能电动柱,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,柱体上安装有S条梁,所述1+N模式的转盘为非自转模式,转盘的结构及安装方式与1+1模式的相同,只是机座中没有驱动电机和机械传动机构,却在轴上多增加了一个齿轮,齿轮固定安装在转盘的轴上,N个转盘的齿轮通过一根闭合的链条链接为一体,链条的一端与机械传动机构链接,由驱动电机通过机械传动机构共同驱动N个转盘同时转动,1+1模式的转盘能够独自带动一个圆形或三角形的支架转动,而1+N模式则由驱动电机与链传动机构共同驱动N个圆形或三角形支架一同转动,所述驱动装置是一种可升降的智能电动柱,其柱体主要由多边形或圆形的螺母、带有螺纹的轴、T型空心管所构成,T型空心管固定在螺母上形成一体,螺母沿着轴上下移动,上述所有的智能电动柱的柱体固定在机座上,其的驱动将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,所述的1维度追踪模式只能调节方位角,其1+1或1+N两种类型的轨道装置的结构与上述2维度追踪模式的相同,但多边形或圆形的平台是直接固定安装在多边形或圆形框架上,无驱动装置和T型托梁,在平台上安装有阶梯型框架,光电装置的光伏板与地面倾斜采用固定支架安装在平台和阶梯型框架上,光伏板角度的调节将通过调节多边形或圆形平台倾角来替代,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多边形或圆形平台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,分别采用轨道装置、多边形或圆形平台、固定或活动的支架的不同组合体,构建一个1维度或2维度非感应式追踪的光伏发电装置;太阳能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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TWI866236B (zh) * 2023-05-26 2024-12-11 集光環能開發有限公司 追日型太陽能裝置

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