CN213092167U - 一种光伏智能追日装置 - Google Patents

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杨森
吴正锋
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Abstract

本实用新型提供了一种光伏智能追日装置,包括底座,所述底座上设有呈竖直设置且可转动的支撑轴,所述支撑轴的顶端固定有呈U字形结构的支撑架,所述支撑架上设有呈水平设置的转轴,所述转轴上设有光伏板,所述板可随转轴转动,所述转轴的一端连接有第二减速机,所述第二减速机连接有第二电机,所述第二减速机和第二电机固定于支撑架上,所述光伏板的边沿处设有四象限光电传感器。本实用新型通过设置四象限光电传感器及时探测太阳光线的照射角度,并将信号发送至控制器,通过控制器电机,对光伏板的角度以及方向进行实时调整,实现智能自动追日,整个过程高效快捷,精确度高;结构简单,制造成本低。

Description

一种光伏智能追日装置
技术领域
本实用新型属于光伏设备技术领域,涉及一种光伏智能追日装置。
背景技术
随着煤炭石油等能源的不断减小,可再生能源的开发利用不断增加。太阳能发电已经普及,目前大多太阳能电池板采用固定安装的方式,不能随着太阳的角度自动转动,不能保证太阳光始终垂直照射在光伏板上,所以光伏电池的转化效率很低,这成为制约太阳能光伏发电发展重要因素。
研究设计了一种基于PLC系统的智能追日装置,自动监测太阳光的方位和高度,使得光伏板跟随太阳转动,始终保持太阳光垂直照射在光伏板上,提高光伏板单位面积的阳光接收率,从而提高光伏板发电效率。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对现有技术存在的问题,提供一种光伏智能追日装置。
为此,本实用新型采取如下技术方案:
一种光伏智能追日装置,包括底座,所述底座上设有呈竖直设置且可转动的支撑轴,所述支撑轴的底部设有套设有第一齿轮,所述支撑轴的一侧设有驱动轴,所述驱动轴上设有与第一齿轮相啮合的第二齿轮,所述驱动轴连接有第一减速机,所述第一减速机连接有第一电机,所述支撑轴的顶端固定有呈U字形结构的支撑架,所述支撑架上设有呈水平设置的转轴,所述转轴上设有光伏板,所述光伏板可随转轴转动,所述转轴的一端连接有第二减速机,所述第二减速机连接有第二电机,所述第二减速机和第二电机固定于支撑架上,所述光伏板的边沿处设有四象限光电传感器。
进一步地,所述四象限光电传感器连接有控制器,所述控制器分别与第一电机和第二电机相连接。
进一步地,所述控制器为PLC控制器。
进一步地,所述底座上还设有风速传感器和雨量传感器,所述风速传感器和雨量传感器分别与控制器相连接。
进一步地,所述第一电机和第二为步进电机。
本实用新型的有益效果在于:通过设置四象限光电传感器及时探测太阳光线的照射角度,并将信号发送至控制器,通过控制器电机,对光伏板的角度以及方向进行实时调整,实现智能自动追日,整个过程高效快捷,精确度高;结构简单,制造成本低。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图;
图2为本实用新型的控制原理图;
图中,1-底座,2-支撑轴,3-第一齿轮,4-驱动轴,5-第二齿轮,6-第一减速机,7-第一电机,8-支撑架,9-转轴,10-光伏板,11-第二减速机,12-第二电机,13-四象限光电传感器,14-控制器,15-风速传感器,16-雨量传感器。
具体实施方式
如图1和2所示,一种光伏智能追日装置,包括底座1,底座1上设有呈竖直设置且可转动的支撑轴2,支撑轴2的底部设有套设有第一齿轮3,支撑轴2的一侧设有驱动轴4,驱动轴4用于驱动支撑轴2进行转动,驱动轴4上设有与第一齿轮3相啮合的第二齿轮5,与第一齿轮3和第二齿轮5的传动比为1:1,驱动轴4连接有第一减速机6,第一减速机6连接有第一电机7,第一减速机6和第一电机7都固定安装于底座1上,支撑轴2的顶端固定有呈U字形结构的支撑架8,支撑架8可随支撑轴2转动,支撑架8上设有呈水平设置的转轴9,转轴9上设有光伏板10,光伏板10可随转轴9转动,即转轴9与光伏板10的中部相固定,通过转轴9的转动用以调整光伏板10与水平面的夹角,转轴9的一端连接有第二减速机11,第二减速机11连接有第二电机12,第二减速机11和第二电机12固定安装于支撑架8上,光伏板10的边沿处设有四象限光电传感器13,四象限光电传感器13,具体地,四象限光电传感器13由四个光电探测器构成,每个象限有一个探测器,两个为一组,其用于监测太阳光线的照射角度。
其中第一电机7和第二电机12为步进电机。
为了实现对光伏板额自动控制,四象限光电传感器13连接有控制器14,控制器14为PLC控制器,控制器14分别与第一电机7和第二电机12相连接,控制器14可控制第一电机7和第二电机12的启动与停止,为了预防,大风或大雨等恶劣天气,底座1上还设有风速传感器15和雨量传感器16,风速传感器15和雨量传感器16分别与控制器14相连接。
本实用新型的工作原理如下:
本实用新型在使用时,四象限光电传感器13可检测太阳光线的照射角度,具体地,太阳光信号经光学系统转化后在四象限光电探测器13上成像,当目标成像不在光轴上时,四个象限上探测器输出的电信号幅值不相同,将这四个电信号传入控制器14,通过PLC模拟量输入模块进行A/D转换,由CPU计算差值,判断出太阳的与水平面的角度偏差和方向偏差,然后控制器14输出脉冲信号第一电机7和第二电机12,第一电机7和第二电机12通过第一减速机6和第二减速机11带动支撑轴2和转轴9转动,对光伏板10进行角度和方向进行调整,同时四象限光电传感器13也随光伏板10进行调整,当目标成像在四象限光电传感器13的光轴上时,即太阳光垂直照射光伏板10,本装置可随着太阳光线照射角度的不断变化,对光伏板10进行即时自动调整,实现自动追日。
同时,为了降低装置的能耗,调整方式为间歇性调整,即随着光线照射角度的变化,每分钟对光伏板10的角度调整一次,由于地球每24小时转动360度,每分钟转动角度变化为0.25度,所以第一电机7和第二电机12的步距角为1.8度,第一减速机6和第二减速机11的减速比为20,即电机每转动一次,转轴9和支撑轴2转过的角度为0.09度,故最小精度为0.09度。
此外,当出现大风或雨雪天气时,例如,风速大于10m/s时视为大风,为防止光伏板10损坏,降低风阻,风速传感器15对控制器14发出信号,控制器14对第二电机11发出信号,自动将光伏板10调整至水平位置。当雨量大于0.4mm/h时视为雨雪天,雨量传感器16对对控制器14发出信号,控制器14对第二电机11发出信号,自动将光伏板10调整至竖直位置,使雨雪自动滑落。

Claims (5)

1.一种光伏智能追日装置,其特征在于,包括底座(1),所述底座(1)上设有呈竖直设置且可转动的支撑轴(2),所述支撑轴(2)的底部设有套设有第一齿轮(3),所述支撑轴(2)的一侧设有驱动轴(4),所述驱动轴(4)上设有与第一齿轮(3)相啮合的第二齿轮(5),所述驱动轴(4)连接有第一减速机(6),所述第一减速机(6)连接有第一电机(7),所述支撑轴(2)的顶端固定有呈U字形结构的支撑架(8),所述支撑架(8)上设有呈水平设置的转轴(9),所述转轴(9)上设有光伏板(10),所述光伏板(10)可随转轴(9)转动,所述转轴(9)的一端连接有第二减速机(11),所述第二减速机(11)连接有第二电机(12),所述第二减速机(11)和第二电机(12)固定于支撑架(8)上,所述光伏板(10)的边沿处设有四象限光电传感器(13)。
2.根据权利要求1所述的一种光伏智能追日装置,其特征在于,所述四象限光电传感器(13)连接有控制器(14),所述控制器(14)分别与第一电机(7)和第二电机(12)相连接。
3.根据权利要求2所述的一种光伏智能追日装置,其特征在于,所述控制器(14)为PLC控制器。
4.根据权利要求2或3任意一项所述的一种光伏智能追日装置,其特征在于,所述底座(1)上还设有风速传感器(15)和雨量传感器(16),所述风速传感器(15)和雨量传感器(16)分别与控制器(14)相连接。
5.根据权利要求1所述的一种光伏智能追日装置,其特征在于,所述第一电机(7)和第二电机(12)为步进电机。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114884452A (zh) * 2022-07-11 2022-08-09 华中科技大学 一种渔光互补光伏发电系统及方法

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