CN213243890U - 光伏系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种光伏系统。其中光伏系统包括：光伏面板组件，用于将光能转换为电能；可调支架组件，用于支撑所述光伏面板组件，并可调整地改变所述光伏面板组件的朝向以便以适当的角度接收光能；电机驱动组件，用于驱动所述可调支架组件按照预设的运动方式作动；控制组件，与所述光伏面板组件、所述电机驱动组件电性连接，用于控制所述电机驱动组件按照预设的运动方式调节所述可调支架组件；其中，所述光伏面板组件与所述电机驱动组件电性连接，所述电机驱动组件主要由所述光伏面板组件供给电能，从而提供了一种成本较低的实现方式。
Description
技术领域
本申请涉及太阳能技术领域，尤其涉及一种光伏系统。
背景技术
现有技术中光伏系统可以包括光伏面板组件、可调支架组件。光伏面板组件主要用于将太阳能或光能转换为电能。可调支架组件支撑光伏面板组件，主要用于调整光伏面板组件的朝向。可以理解的是，太阳周期性地相对地球东升西落。为了提高太阳能的接收效率，光伏面板组件的朝向可以周期性的调整。一种光伏面板组件的调整周期可以是以日为单位，另一种光伏面板组件的调整周期可以是以年为单位。
在实现现有技术的过程中，发明人发现：
以日为调整周期的光伏面板组件，需要使用电机来驱动可调支架组件运动。这样，光伏系统中的电机周期性的转动，对电机的寿命以及运行可靠性比较高，进而导致光伏系统的实现成本比较高。
以年为调整周期的光伏面板组件，主要由人工进行光伏面板组件的调整。大面积的光伏系统主要安装于太阳能资源比较丰富的原野。例如，每年按照春夏秋冬四季进行光伏面板组件朝向的调整。每一季均需专门派人到光伏系统安装地进行光伏面板组件朝向的调整，人工成本同样比较高。
因此，需要提供一种实现成本较低的光伏系统相关技术方案。
实用新型内容
本申请实施例提供一种实现成本较低的技术方案，用以解决光伏系统实现成本高的技术问题。
在本申请提供的一种光伏系统，包括：
光伏面板组件，用于将光能转换为电能；
可调支架组件，用于支撑所述光伏面板组件，并可调整地改变所述光伏面板组件的朝向以便以适当的角度接收光能；
电机驱动组件，用于驱动所述可调支架组件按照预设的运动方式作动；
控制组件，与所述光伏面板组件、所述电机驱动组件电性连接，用于控制所述电机驱动组件按照预设的运动方式调节所述可调支架组件；
其中，所述光伏面板组件与所述电机驱动组件电性连接，所述电机驱动组件主要由所述光伏面板组件供给电能。
进一步的，在本申请提供的一种优选实施方式中，所述光伏面板组件与所述控制组件之间设置有电连接器。
进一步的，在本申请提供的一种优选实施方式中，所述可调支架组件包括：
支撑腿，被固定于地面，用以提供支撑力；
托架，与支撑腿枢转连接；
调节机构，设置于托架和支撑腿之间，用以调节所述托架与所述支撑腿的相对位置。
进一步的，在本申请提供的一种优选实施方式中，所述电机驱动组件包括电机；
所述电机安装于所述支撑腿。
进一步的，在本申请提供的一种优选实施方式中，所述电机驱动组件包括电机；
所述电机安装于所述调节机构。
进一步的，在本申请提供的一种优选实施方式中，所述调节机构包括框架和从框架中穿过的调整杆；
所述电机包括电机壳和自电机壳内探出的电机轴；
所述电机壳与所述框架配接；
所述电机轴与所述调整杆配接。
进一步的，在本申请提供的一种优选实施方式中，所述调节机构包括框架和从框架中穿过的调整杆；
所述电机包括电机壳和自电机壳内探出的电机轴；
所述电机壳与所述框架配接；
所述电机轴与所述调整杆为一体成型。
进一步的，在本申请提供的一种优选实施方式中，所述电机驱动组件包括电机；
所述光伏面板组件遮罩所述电机。
进一步的，在本申请提供的一种优选实施方式中，所述电机驱动组件包括电机；
所述电机包括电机壳和自所述电机壳中探出的电机轴；
所述电机按照如下方式安装：
所述电机轴竖直朝上。
进一步的，在本申请提供的一种优选实施方式中，所述电机驱动组件包括电机；
所述电机包括电机壳和自所述电机壳中探出的电机轴；
所述电机按照如下方式安装：
所述电机轴在水平方向延伸。
进一步的，在本申请提供的一种优选实施方式中，所述电机驱动组件包括电机；
所述电机的功率根据以下需求进行设计：
满足所述光伏面板组件的最高旋转角速度为4度每分。
进一步的，在本申请提供的一种优选实施方式中，所述电机功率小于60W。
进一步的，在本申请提供的一种优选实施方式中，所述电机内置减速机构；
减速机构的减速比为1:100-1:1000。
进一步的，在本申请提供的一种优选实施方式中，所述控制组件封装于所述电机驱动组件内部。
进一步的，在本申请提供的一种优选实施方式中，所述控制组件包括用于更新控制组件的工作程序的通讯模块。
本申请还提供的一种光伏系统，包括：
光伏面板组件，用于将光能转换为电能；
可调支架组件，包括用于支撑所述光伏面板组件的托架、承载托架的支撑腿，以及设置托架和支撑腿之间的调节机构；
电机，安装于所述调节机构，用于驱动所述可调支架组件按照预设的运动方式作动。
进一步的，在本申请提供的一种优选实施方式中，所述调节机构包括框架和从框架中穿过的调整杆；
所述电机包括电机壳和自电机壳内探出的电机轴；
所述电机壳与所述框架配接；
所述电机轴与所述调整杆配接。
进一步的，在本申请提供的一种优选实施方式中，所述调节机构包括框架和从框架中穿过的调整杆；
所述电机包括电机壳和自电机壳内探出的电机轴；
所述电机壳与所述框架配接；
所述电机轴与所述调整杆为一体成型。
进一步的，在本申请提供的一种优选实施方式中，所述电机的功率根据以下需求进行设计：
满足所述光伏面板组件的最高旋转角速度为4度每分。
进一步的，在本申请提供的一种优选实施方式中，所述电机功率小于60W。
进一步的，在本申请提供的一种优选实施方式中，所述电机内置减速机构；
减速机构的减速比为1:100-1:1000。
本申请提供的实施例至少具有以下有益效果：
所述光伏面板组件与所述电机驱动组件电性连接，所述电机驱动组件主要由所述光伏面板组件供给电能，从而提供了一种成本较低的实现方式。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本申请实施例提供的光伏系统的结构示意框图；
图2为本申请实施例提供的另一种光伏系统的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的托架支撑光伏面板组件的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的可调支架组件的一种实施方式的结构示意图；
图5为图1中A-A处的局部放大图。
100 光伏系统
101 调节支架子系统
102 电机驱动子系统
11 光伏面板组件
12 可调支架组件
121 固定脚
122 支撑腿
123 托架
124 调节机构
13 电机驱动组件
14 控制组件
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
请参照图1，本申请揭示了一种光伏系统100，包括：
光伏面板组件11，用于将光能转换为电能；
可调支架组件12，用于支撑所述光伏面板组件11，并可调整地改变所述光伏面板组件11的朝向以便以适当的角度接收光能；
电机驱动组件13，用以驱动所述可调支架组件12按照预设的运动方式作动；
控制组件14，与所述光伏面板组件11、所述电机驱动组件13电性连接，用于控制所述电机驱动组件13按照预设的运动方式调节所述可调支架组件12；
其中，所述光伏面板组件11与所述电机驱动组件13电性连接，所述电机驱动组件13主要由所述光伏面板组件11供给电能。
光伏面板组件11用于将光能转换为电能。光伏面板组件11可以主要由多晶硅或单晶硅，或者其他具有光电效应的半导体材料制成。太阳光照射在光伏面板组件11上并且在光伏面板组件11的界面层被吸收。半导体材料制成的光伏面板组件11具有PN结。被吸收的太阳光中的足够能量的光子，能够将PN结中的电子从共价键中激发，以致产生电子－空穴对。界面层附近的电子和空穴在复合之前，将通过空间电荷的电场作用被相互分离。界面层的电荷分离，将在PN结的两端产生一个向外的可测试的电压。太阳光照在光伏面板组件11的界面层产生的电子－空穴对越多，电流越大。光伏面板组件11的界面层吸收的光能越多，界面层即光伏面板组件11被照射的面积越大，光伏面板组件11产生的电流也越大。通过汇流导线将光伏面板组件11产生的电流汇集，可以用作电源使用。
可调支架组件12用于支撑所述光伏面板组件11，并可调整地改变所述光伏面板组件11的朝向以便以适当的角度接收光能。
请参见图2，在本申请提供的另一种光伏系统的结构示意图，可调支架组件12包括可固定于地面的固定脚121、与固定脚121连接的支撑腿122、可相对支撑腿122枢转的托架123、设置于托架123和支撑腿122之间的调节机构124。
可以理解的是，这里的固定脚121并非必要结构。固定脚121固定于地面的方式可以具有多种形态。在本申请提供的优选的实施方式中，为了强化支撑结构，这里的固定脚121可以部分埋设于地底，仅露出部分用于连接支撑腿122。固定脚121可以是水泥墩，也可以是金属块，还可以由其他材料或复合材料制成。在本申请提供的具体实现形态中，固定脚121可以是在纵长方向延伸的杆状件，也可以是若干个固定脚121排列形成的固定脚121阵列。
支撑腿122与固定脚121连接。支撑腿122主要用于提供支撑光伏面板组件11的支撑力。支撑腿122与固定脚121的连接方式可以多样。在本申请提供的一种实施方式中，支撑腿122与固定脚121同样可以枢转连接。如图2所示，固定脚121可以由两个平行设置的杆状件形成，或者由两个大致平行布置的固定脚121阵列。支撑腿122对应的设置两个或者两排。支撑腿122一侧与固定脚121连接。成对设置的支撑腿122另一侧相互抵顶，形成支撑部。支撑部可以是线状支撑件，也可以是若干支撑点线状排布。这样，支撑部、固定脚121共同形成三角形的三个顶点。这样，光伏面板组件11的重力由固定脚121提供竖直方向的支撑。光伏面板组件11朝向不同时，或者说光伏面板组件11偏置时的扭矩和偏置力由支撑腿122与固定脚121之间的连接机构平衡。进一步的，为了保持成对设置的支撑腿122与固定脚121形成的支撑结构的稳定，在支撑腿122延伸方向的大致中部的位置可以设置加强杆。
如图3所示，为托架123的另一个观察角度。
托架123直接用于支撑光伏面板组件11。托架123可相对支撑腿122枢转。托架123可以为平板结构，也可以为相互交叉的杆状件形成的支撑框架。支撑框架可以包括沿第一方向延伸的第一梁和沿第二方向延伸的第二梁。第一梁和第二梁，可以相互交叉位于同一平面内，也可以堆叠设置形成光伏面板组件11支撑方向的纵深。第一梁和第二梁的地面的投影可以相互垂直，也可以不垂直。
托架123整体可以相对支撑腿122枢转，形成与地面成不同夹角的形态。托架123与地面形成不同夹角时的变动与限位通过调节机构124实现。
调节机构124设置于托架123和支撑腿122之间。调节机构124的功能在于托架123相对地面的旋转与定位。
请参照图4，在本申请提供的一种实施方式中，调节机构124可以采用伸缩杆结构。伸缩杆一端连接于托架123，另一端连接于支撑腿122。伸缩杆的两端、支撑部或者说托架123的枢转点、枢转轴在侧面视图的投影，形成三角形的三个顶点。伸缩杆、托架123、支撑腿122在侧面视图的投影，形成三角形的三条边。由于支撑腿122是相对固定的，通过调节伸缩杆的长度可以改变托架123与支撑腿122的夹角，进而改变托架123与地面的夹角。在这里具体的，伸缩杆结构可以包括蜗轮、蜗杆。涡轮的旋转带动蜗轮、蜗杆之间相对位置的变动，最终实现托架123与地面的夹角的变动。这里蜗轮的旋转在本申请具体实施过程中，可以由电机驱动组件13实现。
请参照图1及图5，在本申请提供的一种实施方式中，调节机构124可以采用千斤顶结构。这样，调节机构124实质上可以看作是四连杆结构，或在侧面视图的投影中体现为菱形结构。菱形的一对顶点中一个连接于托架123，一对顶点中另一个设置于支撑腿122。菱形的调节机构124的一对顶点、支撑部或者说托架123的枢转点、枢转轴在侧面视图的投影，形成三角形的三个顶点。千斤顶、托架123、支撑腿122在侧面视图的投影，形成三角形的三条边。由于支撑腿122是相对固定的，通过调节调节机构124的菱形的夹角可以改变托架123与支撑腿122的夹角，进而改变托架123与地面的夹角。
在本申请提供的具体实施方式中，调节机构124采用千斤顶结构来实现。通过调节与支撑光伏面板组件11的支撑方向垂直的方向的菱形的顶点之间的间距，从而调节机构124在侧面的投影长度的改变。在这里具体的，千斤顶结构的两个顶点之间设置有调整杆。通过调整杆的旋转，实现菱形的调节机构124的两个顶点之间的间距的变动，最终实现托架123与地面的夹角的变动。这里调整杆的旋转在本申请具体实施过程中，可以由电机驱动组件13实现。
电机驱动组件13，用以驱动所述可调支架组件12按照预设的运动方式作动。电机驱动组件13可以包括电机和各级传动装置。传动装置最终传递动力至可调支架组件12。电机驱动组件13与光伏面板组件11电性连接，电机驱动组件13主要由所述光伏面板组件11供给电能。
需要特别指出的是，这里电机驱动组件13主要由所述光伏面板组件11供给电能。主要可以理解为“通常使用时”“根据设计所面对的正常使用场景”，除特殊需求和工程冗余备份之外，电机驱动组件13需要的电能全部由光伏面板组件11供给。
控制组件14，与所述光伏面板组件11、所述电机驱动组件13电性连接，用于控制所述电机驱动组件13按照预设的运动方式调节所述可调支架组件12。
控制组件14可以通过单片机、具有简单功能的微处理器实现。在一个典型的配置中，控制组件14可以包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
应当指出的是，这里的控制组件14在具体应用中的表现形态，可以是独立的单片机、微处理器、集成电路等。这些具体形态显然不构成对本申请保护范围的限制。
再次需要重申的是，这里电机驱动组件13主要由所述光伏面板组件11供给电能。主要可以理解为“通常使用时”“根据设计所面对的正常使用场景”，除特殊需求和工程冗余备份之外，电机驱动组件13需要的电能全部由光伏面板组件11供给。
应当重点强调的是，这里的电机可以是特别定制的。
朝向以日为调整周期的光伏面板组件11，需要使用电机来驱动可调支架组件12运动。这样，光伏系统100中的电机周期性的转动，对电机的寿命以及运行可靠性的要求比较高，进而导致光伏系统100的实现成本比较高。此外，光伏系统100在设计时，考虑到以日为单位的调整周期，为了提高调整电机的有效做功，需要尽可能降低托架123的重量，理论上托架质量越小，使得光伏面板组件11转动的有效做功越高。也就是说，朝向以日为调整周期的光伏系统100需要做到轻量化。轻量化的光伏系统100在面对抗风的需求时，通常倾向于选择大功率的电机。在出现抗风需求时，通过大功率电机可以快速将光伏面板组件11的朝向调整至抗风的位置。由于光伏面板组件11以日为调整周期，光伏面板组件11的朝向可以与一日之内太阳位置相对应，发电效率较高。可以理解的是，朝向以日为调整周期的光伏面板组件11，就在中国实施而言，主要是指，朝向从东到西进行调整。
朝向以年为调整周期的光伏面板组件11，主要由人工进行光伏面板组件11的调整。大面积的光伏系统100主要安装于太阳能资源比较丰富的原野。光伏面板组件11以年为调整周期，例如，每年按照春夏秋冬四季进行光伏面板组件11朝向的调整，一个年度内完成一次循环。每一季均需专门派人到光伏系统100安装地进行光伏面板组件11朝向的调整，人工成本同样比较高。为了提升人工调整效率，在选用电机时，通常会选用大功率电机，否则光伏系统100中的一个最小单元调整耗时太长——例如需要耗时2小时，则会超过操作人员忍耐的极限。可以理解的是，朝向以年为调整周期的光伏面板组件11，就在中国实施而言，主要是指，朝南不同高度之间进行调整。
理论上，朝向以日为调整周期的光伏面板组件11相对于朝向以年为调整周期的光伏面板组件11的发电效率较高。
申请经过长期研究发现：
在正常情形下，朝向以日为调整周期的光伏面板组件11，相对于朝向以年为调整周期的光伏面板组件11的发电效率较高。然而，朝向以日为调整周期的光伏面板组件11要求电机驱动组件13的产品性能较高，具体表现为运行稳定性高、寿命长。一旦电机驱动组件13发生故障，会造成光伏面板组件11光电转换效率的极大下降。而对于通常以兆瓦为单位的光伏系统，在光伏系统的整个设计的寿命周期内，电机驱动组件13的数量巨大、工作时间长度极长，发生故障属于大概率事件。
朝向以年为调整周期的光伏面板组件11的发电效率虽然相较于朝向以日为调整周期的光伏面板组件11的发电效率较低。但是，由于朝向以年为调整周期的光伏面板组件11，一年之内仅需要有限次数的调整，可以采用人工手动进行调整，而不必要大规模配置高质量的电机驱动组件13，因而其实现成本较低，性价比相对较高。即使为了提高调整效率，使用大功率电机，电机驱动组件11的使用次数、使用时长而言，仍然相对小得多。电机驱动组件13的配置数量可以与操作人员数量相当，电机驱动组件13的一次性投入成本仍然很有限。进而，使得朝向以年为调整周期的光伏面板组件11的发电效率性价比相对较高。而面对光伏系统100或光伏面板组件11的抗风需求，由于以年为调整周期的光伏面板组件11对转动角速度要求极低，可调支架组件12在设计时更强调刚度、强度，也就是通常所说的可调支架组件12、光伏面板组件11设计的较为粗壮。
申请人经过对两种不同的实现方式充分研究的情形下，发现：
虽然在正常情形下，朝向以日为调整周期的光伏面板组件11，相对于朝向以年为调整周期的光伏面板组件11的发电效率较高，但是，一旦结合电机驱动组件11的故障概率考虑，在以GW为单位的光伏系统100中，朝向以日为调整周期的光伏面板组件11，相对于朝向以年为调整周期的光伏面板组件11的发电效率的提升比率大约在1％-2％。以光伏系统100的设计生命周期为20年来说，当光伏系统100使用超过10年，朝向以日为调整周期的光伏系统100的电机驱动组件13的维护费用会极大提升。也就是说，整体上长期而言，朝向以年为调整周期的光伏系统100更具竞争优势。然而，以年为调整周期的光伏系统100的大规模应用，而以年为调整周期的光伏系统100的调整时间集中于春分、夏至、秋分、冬至前后的几天内。在这些集中调整时间附近，调整可以有效提高年为调整周期的光伏系统100的光电转换效率。受限于操作人员数量的限制，叠加未来劳动人口减少的问题，以年为调整周期的光伏系统100的部署规模受到限制，使用成本将来会显著上升。
在本申请提供的实施方式中，申请人采用定制化的低功率电机，降低电机驱动组件11的功率需求，降低电机驱动组件11的一次性投入成本。这样，使得电机驱动组件11在以年为调整周期的光伏系统100的大规模部署，在商用成本上成为可能。而本申请提供的实施方式中，由于光伏面板组件11朝向的调整是由控制组件14自动控制的，从日落到日升的期限内，例如12个小时完成1度朝向的改变都是可以的，因此，对电机功率的要求是极低的，从而极大降低光伏系统100的实现成本。
同时，为了降低以年为调整周期的光伏面板组件11的光伏系统100对操作人员数量的依赖，这里的电机驱动组件13与光伏面板组件11电性连接，并且电机驱动组件13主要由所述光伏面板组件11供给电能。这在以往的现有技术中是不可实现的。对于朝向以日为调整周期的光伏面板组件11来说，面对抗风需求时，当光照条件不足时，如果没有外部电源供电，则光伏面板组件11不能调整到适当的抗风角度，光伏面板组件11极易受损。对于朝向以年为调整周期的光伏面板组件11，由于调整时间窗口的集中性，如果不提供外部电源在调整时间窗口内光照条件不足时，则不能完成光伏面板组件11的调整任务。
在本申请提供的具体实施方式中，由于电机驱动组件中的电机功率极低，并且光伏面板组件11以年为调整周期。控制组件14与所述光伏面板组件11、所述电机驱动组件13电性连接，因此，控制组件14只要设置为在光照条件允许的情形下完成光伏面板组件11朝向的调整即可，在此种情形下，光伏面板组件11光电转换形成的电能，足以完成光伏面板组件11朝向的调整，不再需要操作人员参与，同时不再需要外部电源供电，从而光伏系统100的实现成本比较低。
进一步的，在所述可调支架组件12在一个调节周期需要的能量的85％以上，由所述光伏面板组件11供给。
假设一年中光伏面板组件11朝向调整需要消耗的能量为N焦耳，或者可调支架组件12中部分零部件枢转需要消耗的能量为N焦耳，光伏面板组件11供给的能量可以达到0.85N焦耳。也就是说，能量的工程冗余小于15％。也就是说，本领域技术人员，通过设置无效的电源，或者设置的电源仅用于工程冗余备份，显然不应当认为脱离了本申请保护的范围。
进一步的，在本申请提供的一种优选实施方式中，所述可调支架组件12在一个调节周期需要的能量全部由所述光伏面板组件11供给。
可调支架组件12中部分零部件枢转需要消耗的能量，全部由光伏面板组件11即时产生的能量或者由前期光伏面板组件11存储的能量供给。
进一步的，在本申请提供的一种优选实施方式中，所述光伏系统100还设有离合组件用于所述电机驱动组件13的驱动所述可调支架组件12的驱动力的传递与断开；
当所述电机驱动组件13与所述可调支架组件12处于脱离状态时，所述电机驱动组件13的驱动力无法传递到所述可调支架组件12；
当所述电机驱动组件13与所述可调支架组件12处于咬合状态时，所述电机驱动组件13的驱动力传递到所述可调支架组件12。
光伏系统100还设有离合组件，用于切换可调支架组件12中部分零部件枢转需要消耗的能量的供给方式。例如，当所述电机驱动组件13与所述可调支架组件12处于脱离状态时，所述电机驱动组件13的驱动力无法传递到所述可调支架组件12，该种方式用于通常由光伏面板组件11供给电能。而当所述电机驱动组件13与所述可调支架组件12处于脱离状态时，所述电机驱动组件13的驱动力无法传递到所述可调支架组件12，该种方式用于人工手工操作。通过设置离合组件，可以增大光伏系统100的适用范围。
本申请还提供一种调节支架子系统101，用于调整光伏面板组件11的朝向，包括：
可调支架组件12，支撑所述光伏面板组件11，并可调整地改变所述光伏面板组件11的朝向以便以适当的角度接收光能；
电机驱动组件13，用以驱动所述可调支架组件12按照预设的运动方式作动；
控制组件14，与所述光伏面板组件11、所述电机驱动组件13电性连接，用于控制所述电机驱动组件13按照预设的运动方式调节所述可调支架组件12；
其中，所述电机驱动组件13设有可以与所述光伏面板组件11连接的电性接口；
所述电机驱动组件13需要的能量主要由所述电性接口输入。
调节支架子系统101中的可调支架组件12、电机驱动组件13、控制组件14与光伏系统100可以相同，也可以不同。调节支架子系统101主要适用于将光伏面板组件11从光伏系统100剥离后的独立封装的产品。调节支架子系统101的生产厂商通常为可调支架的集成者。电机驱动组件13设有可以与所述光伏面板组件11连接的电性接口。电性接口的电压范围可以是48V以下的直流电压接口。电性接口的具体形态可以是各种插针型。电机驱动组件13的电性接口的类型及形态，显然不构成对本申请保护范围的实质性限缩。
进一步的，在本申请提供的一种优选实施方式中，所述可调支架组件12在一个调节周期需要的能量的85％以上，由所述光伏面板组件11供给。
进一步的，在本申请提供的一种优选实施方式中，所述可调支架组件12在一个调节周期需要的能量全部由所述光伏面板组件11供给。
进一步的，在本申请提供的一种优选实施方式中，所述光伏系统100还设有离合组件用于所述电机驱动组件13的驱动所述可调支架组件12的驱动力的传递与断开；
当所述电机驱动组件13与所述可调支架组件12处于脱离状态时，所述电机驱动组件13的驱动力无法传递到所述可调支架组件12；
当所述电机驱动组件13与所述可调支架组件12处于咬合状态时，所述电机驱动组件13的驱动力传递到所述可调支架组件12。
本申请还提供一种控制组件14,用于控制电机驱动组件13驱动可调支架组件12按照预设的运动方式作动；
所述控制组件14用于控制光伏面板组件11供给电机驱动组件13电能的方式；
当光伏面板组件11供给的电能为第一状态时，所述控制组件14控制所述电机驱动组件13驱动所述可调支架组件12至第一位置。
控制组件14用于控制电机驱动组件13驱动可调支架组件12按照预设的运动方式作动。在本申请的具体实现过程中，控制组件14的具体实现者可以是单片机、微处理器、集成电路板的硬件生产者，也可以是采用集成电路编辑程序的软件服务者。
进一步的，在本申请还提供的一种优选的实施方式中，所述控制组件14还包括用于更新控制组件14工作程序的通讯接口。
这里的通讯接口主要用于更新控制组件14工作程序。凡是具有该功能的通讯接口均应当认为未脱离本申请保护的范围。这里的通讯接口可以是实体的，也可以是虚拟的。实体的通讯接口在实现过程中，可以表现为诸如USB接口、RJ45接口、Type-C、lighting接口等。虚拟的通讯接口在实现过程中可以表现为网络虚拟地址、接口的调用函数等。
进一步的，在本申请还提供的一种优选的实施方式中，所述控制组件14还包括用于存储控制组件14工作程序的存储模块。
可以理解的是，存储模块的设置可以降低工作程序传输数据丢失的问题，使得控制组件14工作稳定性较高。并且，当控制组件14的工作程序出现问题并且网络故障时，可以及时通过存储介质及时恢复控制组件14工作。
进一步的，本申请还提供一种存储介质，存储有控制组件14的工作程序，在所述工作程序被执行时，实现以下步骤：
判断可供电机驱动组件13使用的电能是否处于第一状态；
当电能处于第一状态时，电机驱动组件13驱动可调支架组件12运动至第一位置；
其中，第一状态表示所述光伏面板组件11产生的电能足以驱动所述可调支架组件12运动；或表示所述光伏面板组件11产生并存储的电能足以驱动所述可调支架组件12运动。
这里的存储介质，在本申请具体实施时，可以表现为U盘、光盘、云存储服务器等各种形态。
进一步的，本申请还提供一种电机驱动子系统102,用于使用光伏面板组件11提供的电能，驱动可调支架组件12运动使得光伏面板组件11调整朝向，包括：
电机驱动组件13，用以驱动所述可调支架组件12按照预设的运动方式作动；
控制组件14，与所述电机驱动组件13电性连接，用于控制所述电机驱动组件13按照预设的运动方式调节可调支架组件12；
其中，所述控制组件14可以与光伏面板组件11电性连接。
进一步的，在本申请提供的一种优选实施方式中，所述控制组件14封装于电机驱动组件12内部。
这里，电机驱动子系统102的形态体现为电机驱动组件13与控制组件14一并出现。控制组件14可以通过装配结构连接至电机驱动组件13，也可以在生产过程中直接被封装在电机驱动组件13。电机驱动子系统102可以方便用户集中采购与使用。并且，厂家在制造时，可以对两者进行协同性检测与匹配，以提高电机驱动组件13的控制精度。
进一步的，在本申请提供的一种优选实施方式中，第一状态表示所述光伏面板组件11产生的电能足以驱动所述可调支架组件12运动；或
表示所述光伏组件产生并存储的电能足以驱动所述可调支架组件12运动。
当光伏面板组件11供给的电能为第一状态时，所述控制组件14控制所述电机驱动组件13驱动所述可调支架组件12至第一位置。
第一状态表示所述光伏面板组件11产生的电能足以驱动所述可调支架组件12运动；或表示所述光伏面板组件11产生并存储的电能足以驱动所述可调支架组件12运动。
第一状态还可以进一步限制为所述光伏面板组件11产生的电能足以驱动所述可调支架组件12运动至第一位置。或者所述光伏面板组件11产生并存储的电能足以驱动所述可调支架组件12运动至第一位置。
第一位置可以对应为当日、该经度纬度所定义的区域内，使得光伏面板组件11正对正午12点太阳高度的朝向，或者说便于正午12点太阳直射光伏面板组件11的朝向。当然第一位置还可以通过其他时空条件定义。
在本申请提供的一种实施方式中，根据光伏系统100所在的经纬度、以及节气物候确定若干第一位置构成的序列。在序列中的若干个第一位置上，光伏面板组件11的光电转换的电能对时间的积分为最大值。具体的，例如经模拟软件模拟，在某一朝向上，光伏面板组件光电转换的电能，在春季90天内的积分为最大值。则，将该模拟软件给出的朝向设置为第一位置。当然，这里的第一位置随着积分时间会发生变化。
当光伏面板组件11供给的电能未达到第一状态时，电机驱动组件13不驱动可调支架组件12运动。例如，一段时间内阴雨天气，导致电能不足时，电机驱动组件13不运动，直至出现下一个满足光能转换电能效率的气象条件。
本申请还提供一种光伏系统100的工作方法，包括以下步骤：
判断可供电机驱动组件13使用的电能是否处于第一状态；
当电能处于第一状态时，电机驱动组件13驱动可调支架组件12运动至第一位置；
其中，第一状态表示所述光伏面板组件11产生的电能足以驱动所述可调支架组件12运动；或表示所述光伏组件产生并存储的电能足以驱动所述可调支架组件12运动。
在本申请提供的具体实施方式中，由于电机驱动组件中的电机功率极低，并且光伏面板组件11以年为调整周期。控制组件14与所述光伏面板组件11、所述电机驱动组件13电性连接，因此，控制组件14只要设置为在光照条件允许的情形下完成光伏面板组件11朝向的调整即可，在此种情形下，光伏面板组件11光电转换形成的电能，足以完成光伏面板组件11朝向的调整，不再需要操作人员参与，同时不再需要外部电源供电，从而光伏系统100的实现成本比较低。
第一状态表示所述光伏面板组件11产生的电能足以驱动所述可调支架组件12运动；或表示所述光伏面板组件11产生并存储的电能足以驱动所述可调支架组件12运动。
第一状态还可以进一步限制为所述光伏面板组件11产生的电能足以驱动所述可调支架组件12运动至第一位置。或者所述光伏面板组件11产生并存储的电能足以驱动所述可调支架组件12运动至第一位置。
第一位置可以对应为当日、该经度纬度所定义的区域内，使得光伏面板组件11正对正午12点太阳高度的朝向，或者说便于正午12点太阳直射光伏面板组件11的朝向。当然第一位置还可以通过其他时空条件定义。
在本申请提供的一种实施方式中，根据光伏系统100所在的经纬度、以及节气物候确定若干第一位置构成的序列。在序列中的若干个第一位置上，光伏面板组件11的光电转换的电能对时间的积分为最大值。具体的，例如经模拟软件模拟，在某一朝向上，光伏面板组件光电转换的电能，在春季90天内的积分为最大值。则，将该模拟软件给出的朝向设置为第一位置。当然，这里的第一位置随着积分时间会发生变化。
当光伏面板组件11供给的电能未达到第一状态时，电机驱动组件13不驱动可调支架组件12运动。例如，一段时间内阴雨天气，导致电能不足时，电机驱动组件13不运动，直至出现下一个满足光能转换电能效率的气象条件。
进一步的，在本申请提供的一种优选实施方式中，所述第一位置根据所述光伏系统100所处的时空条件确定；
当可供电机驱动组件13使用的电能恢复至第一状态时，电机驱动组件13一次性驱动可调支架组件12运动至第一位置。
可以理解的是，这里的光伏系统完全没有外部电源，电机驱动组件工作需要的电能全部来自于光伏面板组件11即时转换的光能。这里的一次性是指由于气象条件，第一位置至少经过一次更新后，电机驱动组件13直接驱动可调支架组件12运动至更新后的第一位置。这样，由于可调支架组件13直接运动至最新的第一位置，光伏面板组件11也相应地调整至自己最新的第一位置，可以防止第一位置错配所引起的光电转换效率的降低。
进一步的，在本申请提供的一种优选实施方式中，所述电机驱动组件13连续驱动可调支架组件12运动至第一位置；
其中所述可调支架组件12旋转的角速度小于4度每分。
在本申请提供的实施方式中，由于光伏面板组件11是直接承载于可调支架组件12，两者之间并无减速机构，因而，可调支架组件12旋转的角速度等于光伏面板组件11旋转的角速度。可以理解的是，电机驱动组件13连续对可调支架组件12进行微调，进而对光伏面板组件11进行微调，可以进一步提升光伏系统100的光电转换效率。例如，从节气春分的第一位置，到节气夏至的第一位置，两者之间的最佳第一位置是连续变化，光伏面板组件11的朝向相应进行微调可以提升光伏系统100的光电转换效率。可调支架组件12旋转的角速度小于4度每分,可以根据可调支架组件12的该参数要求，对应选择电机驱动组件13中电机的功率，从而定制小功率电机，使得电机驱动组件13在年为调整周期的光伏系统100中大规模部署成为可能。
进一步的，在本申请提供的一种优选实施方式中，所述电机驱动组件13间歇式驱动可调支架组件12运动至第一位置；
其中所述可调支架组件12旋转的角速度小于4度每分。
在本申请提供的实施方式中，由于光伏面板组件11是直接承载于可调支架组件12，两者之间并无减速机构，因而，可调支架组件12旋转的角速度等于光伏面板组件11旋转的角速度。可以理解的是，这里电机驱动组件13间歇式驱动可调支架组件12，可以降低电机驱动组件13的控制程序的复杂程度，降低电机驱动组件13的控制程序的开发成本。可调支架组件12旋转的角速度小于4度每分,可以根据可调支架组件12的该参数要求，对应选择电机驱动组件13中电机的功率，从而定制小功率电机，使得电机驱动组件13在年为调整周期的光伏系统100中大规模部署成为可能。
进一步的，在本申请提供的一种优选实施方式中，所述光伏面板组件11与所述控制组件14之间设置有电连接器。
电连接器主要用于快速连接与断开光伏面板组件11与所述控制组件14之间的连接。电连接器可以有多种形态，插拔型、吸附型、螺纹配接型、粘合型。电连接器的具体实现形态显然不构成对本申请保护范围的实质性限缩。
进一步的，在本申请提供的一种优选实施方式中，所述电机驱动组件13包括电机；
所述电机安装于所述支撑腿122。
电机安装于支撑腿122，电机重心位置不发生变动，可以提升电机驱动组件13的有效做功。
进一步的，在本申请提供的一种优选实施方式中，所述电机驱动组件13包括电机；
所述电机安装于所述调节机构124。
电机安装于调节124可以使得整个结构紧凑，减少占据的空间，便于操作人员对光伏系统100进行检修。
进一步的，在本申请提供的一种优选实施方式中,所述调节机构包括框架和从框架中穿过的调整杆；
所述电机包括电机壳和自电机壳内探出的电机轴；
所述电机壳与所述框架配接；
所述电机轴与所述调整杆配接。
请参见图5，千斤顶结构的调节机构124，具有菱形的框架和从框架中穿过的调整杆。调整杆旋转带动框架变形，进而带动托架123相对地面发生角度变化，最终引起光伏面板组件11朝向的变化。电机可以包括电机壳和自电机壳内探出的电机轴。在本申请提供的一种优选的实施方式中，电机壳与所述框架配接。电机壳与框架配接可以有多种形式。在本申请中，电机壳通过法兰与框架完成配接。本领域技术人员想到的电机壳与框架的简单变换，显然未脱离本申请保护范围。电机轴与调整杆配接。电机轴和调整杆之间可以通过各种嵌合结构配接在一起。这些嵌合结构可以是销孔配接、内外螺纹嵌套、凹槽凸块配接。电机轴和调整杆之间还可以是铆接、焊接等连接结构。电机轴和调整杆之间还可以通过各种联轴器连接在一起。显然，这些配接方式的简单变换没有脱离本申请的实质性保护范围。
进一步的，在本申请提供的一种优选实施方式中,所述调节机构124包括框架和从框架中穿过的调整杆；
所述电机包括电机壳和自电机壳内探出的电机轴；
所述电机壳与所述框架配接；
所述电机轴与所述调整杆为一体成型。
当然，这里电机轴和调整杆还可以是一体成型。一体成型包括电机轴和调整杆可以明显区分，也可以包括电机轴和调整杆不具有区分的界限。
进一步的，在本申请提供的一种优选实施方式中,所述电机驱动组件13包括电机；
所述光伏面板组件11遮罩所述电机。
光伏面板组件11遮罩电机，可以防止电机受到风化腐蚀，提高电机的使用寿命。
进一步的，在本申请提供的一种优选实施方式中,所述电机驱动组件包括电机；
所述电机包括电机壳和自所述电机壳中探出的电机轴；
所述电机按照如下方式安装：
所述电机轴竖直朝上。
电机轴竖直朝上，电机壳可以作为承重部件，这样，电机整体重心在下方，电机不容易掉落，提升了光伏系统100安全性。
进一步的，在本申请提供的一种优选实施方式中,所述电机驱动组件13包括电机；
所述电机包括电机壳和自所述电机壳中探出的电机轴；
所述电机按照如下方式安装：
所述电机轴在水平方向延伸。
电机轴水平方向延伸，可以直接作用于调节机构或者使用很简单的联轴器或连接结构驱动调节机构，整体结构简单，实现成本低。
进一步的，在本申请提供的一种优选实施方式中,所述电机驱动组件包括电机；
所述电机的功率根据以下需求进行设计：
满足所述光伏面板组件的最高旋转角速度为4度每分。
可以根据光伏面板组件11的该参数要求，对应选择电机驱动组件13中电机的功率，从而定制小功率电机，使得电机驱动组件13在年为调整周期的光伏系统100中大规模部署成为可能，降低了光伏系统100的实现成本。
进一步的，在本申请提供的一种优选实施方式中,所述电机功率小于60W。
由于电机功率的降低，对应的减速机构、润滑油、线圈等配套结构的整体成本会显著降低，从而使电机在光伏系统100的大规模部署成为可能。
进一步的，在本申请提供的一种优选实施方式中,所述电机内置减速机构；
减速机构的减速比为1:100-1:1000。
进一步的，在本申请提供的一种优选实施方式中,光伏系统100中外带减速机构减速比为1:3-1:30。
由于电机功率的降低，电机自身的减速机构以及与电机驱动组件的减速机构同样可以降低，从而，降低整体实现成本。
进一步的，在本申请提供的一种优选实施方式中,所述控制组件14包括用于更新控制组件14的工作程序的通讯模块。
通讯模块的设置可以使得控制组件14可以置于电机驱动组件14内部，也可以置于电机驱动组件14外部，从而，丰富了用户的选择，提升了光伏系统100的适用范围。
进一步的，本申请还提供一种光伏系统100，包括：
光伏面板组件11，用于将光能转换为电能；
可调支架组件12，包括用于支撑所述光伏面板组件11的托架123、承载托架的支撑腿122，以及设置托架和支撑腿之间的调节机构124；
电机，安装于所述调节机构124，用于驱动所述可调支架组件12按照预设的运动方式作动。
电机安装于所述调节机构使得整个光伏系统100结构紧凑，减少对空间的占用，便于操作人员检修。
进一步的，在本申请提供的一种优选实施方式中,所述调节机构包括框架和从框架中穿过的调整杆；
所述电机包括电机壳和自电机壳内探出的电机轴；
所述电机壳与所述框架配接；
所述电机轴与所述调整杆配接。
进一步的，在本申请提供的一种优选实施方式中,所述调节机构包括框架和从框架中穿过的调整杆；
所述电机包括电机壳和自电机壳内探出的电机轴；
所述电机壳与所述框架配接；
所述电机轴与所述调整杆为一体成型。
进一步的，在本申请提供的一种优选实施方式中,所述电机的功率根据以下需求进行设计：
满足所述光伏面板组件的最高旋转角速度为4度每分。
可以根据光伏面板组件11的该参数要求，对应选择电机驱动组件13中电机的功率，从而定制小功率电机，使得电机驱动组件13在年为调整周期的光伏系统100中大规模部署成为可能，降低了光伏系统100的实现成本。
进一步的，在本申请提供的一种优选实施方式中,所述电机功率小于60W。
由于电机功率的降低，对应的减速机构、润滑油、线圈等配套结构的整体成本会显著降低，从而使电机在光伏系统100的大规模部署成为可能。
进一步的，在本申请提供的一种优选实施方式中,所述电机内置减速机构；
减速机构的减速比为1:100-1:1000。
进一步的，在本申请提供的一种优选实施方式中,光伏系统100中外带减速机构减速比为1:3-1:30。
由于电机功率的降低，电机自身的减速机构以及与电机驱动组件的减速机构同样可以降低，从而，降低整体实现成本。
应当指出的是，以日为周期的光伏系统可调支架组件每天运行有效角度≥180°；运行25年，总累计运行范围为25*365*180°＝1642500°
本申请中以年为周期的光伏系统可调支架组件年旋转有效角度≤180°；运行25年，总累计运行范围为25*180°＝4500°
电机的工作时间大大降低了，电机所选用的配件成本包括减速机构、润滑油、线圈等等可降低。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (21)
1.一种光伏系统，其特征在于,包括：
光伏面板组件，用于将光能转换为电能；
可调支架组件，用于支撑所述光伏面板组件，并可调整地改变所述光伏面板组件的朝向以便以适当的角度接收光能；
电机驱动组件，用于驱动所述可调支架组件按照预设的运动方式作动；
控制组件，与所述光伏面板组件、所述电机驱动组件电性连接，用于控制所述电机驱动组件按照预设的运动方式调节所述可调支架组件；
其中，所述光伏面板组件与所述电机驱动组件电性连接，所述电机驱动组件主要由所述光伏面板组件供给电能。
2.如权利要求1所述的光伏系统，其特征在于，所述光伏面板组件与所述控制组件之间设置有电连接器。
3.如权利要求1所述的光伏系统，其特征在于，所述可调支架组件包括：
支撑腿，被固定于地面，用以提供支撑力；
托架，与支撑腿枢转连接；
调节机构，设置于托架和支撑腿之间，用以调节所述托架与所述支撑腿的相对位置。
4.如权利要求3所述的光伏系统，其特征在于，所述电机驱动组件包括电机；
所述电机安装于所述支撑腿。
5.如权利要求3所述的光伏系统，其特征在于，所述电机驱动组件包括电机；
所述电机安装于所述调节机构。
6.如权利要求5所述的光伏系统，其特征在于，所述调节机构包括框架和从框架中穿过的调整杆；
所述电机包括电机壳和自电机壳内探出的电机轴；
所述电机壳与所述框架配接；
所述电机轴与所述调整杆配接。
7.如权利要求5所述的光伏系统，其特征在于，所述调节机构包括框架和从框架中穿过的调整杆；
所述电机包括电机壳和自电机壳内探出的电机轴；
所述电机壳与所述框架配接；
所述电机轴与所述调整杆为一体成型。
8.如权利要求1所述的光伏系统，其特征在于，所述电机驱动组件包括电机；
所述光伏面板组件遮罩所述电机。
9.如权利要求1所述的光伏系统，其特征在于，所述电机驱动组件包括电机；
所述电机包括电机壳和自所述电机壳中探出的电机轴；
所述电机按照如下方式安装：
所述电机轴竖直朝上。
10.如权利要求1所述的光伏系统，其特征在于，所述电机驱动组件包括电机；
所述电机包括电机壳和自所述电机壳中探出的电机轴；
所述电机按照如下方式安装：
所述电机轴在水平方向延伸。
11.如权利要求1所述的光伏系统，其特征在于，所述电机驱动组件包括电机；
所述电机的功率根据以下需求进行设计：
满足所述光伏面板组件的最高旋转角速度为4度每分。
12.如权利要求11所述的光伏系统，其特征在于，所述电机功率小于60W。
13.如权利要求1所述的光伏系统，其特征在于，所述电机内置减速机构；
减速机构的减速比为1:100-1:1000。
14.如权利要求1所述的光伏系统，其特征在于，所述控制组件封装于所述电机驱动组件内部。
15.如权利要求1所述的光伏系统，其特征在于，所述控制组件包括用于更新控制组件的工作程序的通讯模块。
16.一种光伏系统，其特征在于,包括：
光伏面板组件，用于将光能转换为电能；
可调支架组件，包括用于支撑所述光伏面板组件的托架、承载托架的支撑腿，以及设置托架和支撑腿之间的调节机构；
电机，安装于所述调节机构，用于驱动所述可调支架组件按照预设的运动方式作动。
17.如权利要求16所述的光伏系统，其特征在于,所述调节机构包括框架和从框架中穿过的调整杆；
所述电机包括电机壳和自电机壳内探出的电机轴；
所述电机壳与所述框架配接；
所述电机轴与所述调整杆配接。
18.如权利要求17所述的光伏系统，其特征在于,所述调节机构包括框架和从框架中穿过的调整杆；
所述电机包括电机壳和自电机壳内探出的电机轴；
所述电机壳与所述框架配接；
所述电机轴与所述调整杆为一体成型。
19.如权利要求16所述的光伏系统，其特征在于，所述电机的功率根据以下需求进行设计：
满足所述光伏面板组件的最高旋转角速度为4度每分。
20.如权利要求16所述的光伏系统，其特征在于，所述电机功率小于60W。
21.如权利要求16所述的光伏系统，其特征在于，所述电机内置减速机构；
减速机构的减速比为1:100-1:1000。
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