CN213754408U - 一种太阳能跟踪装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种太阳能跟踪装置,包括太阳能板、水平轴、连接架、调节电机B、竖直调节轴、调节电机A、透光筒和感光传感器,水平轴的两端分别固定在连接架上,太阳能板背向太阳一侧的表面通过铰支座A转动连接在水平轴上;调节电机B固定在连接架上,且调节电机B的输出端与连杆机构相连,连杆机构的末端经铰接座B与太阳能板背向太阳一侧的表面铰接;竖直调节轴的顶端垂直连接在连接架上;调节电机A与通过传动机构与竖直调节轴连接,且驱动竖直调节轴绕自身轴线旋转;透光筒垂直连接在太阳能板面向太阳一侧的表面,感光传感器连接在太阳能板背向太阳一侧的表面,且位于透光筒轴线的延长线上。本实用新型的太阳能跟踪装置驱动结构简单高效。
Description
技术领域
本实用新型属于太阳能应用技术领域,特别是用于驱动太阳能板调整追光角度的装置。
背景技术
随着能源的枯竭及环境的恶化,人们越来越希望能找到一些可再生能源,用来替代石油等不可再生能源。由于太阳能来源充足且清洁,因此得到人类越来越多的关注。如今,虽然太阳能光伏产业发展迅猛,前景光明,但是该产业一直面临着太阳能利用效率低的难题。因此,提高太阳能利用率成为了当今研究机构及企业的重点主攻方向。
发明内容
本实用新型旨在提供一种太阳能跟踪装置,实现对太阳光照的有效跟踪,提高太阳能的利用率,能够广泛应用在农村等偏远地区的温室大棚、路灯照明、小型空调制冷系统、太阳能热水器、太阳能干燥器等方面,可有效节约能源,助力新农村发展,提高人民的生活水平,提升幸福感。
本实用新型将研究基于双轴机构的太阳能光传感自动跟踪装置,该装置通过光传感系统实现对太阳的自动跟踪。光传感系统是指通过传感器上的光检测元件反馈的信息,经控制器判断太阳位置,控制两个步进电机,实现自动跟踪功能。
为了实现上述目的,本实用新型采用以下技术方案:
一种太阳能跟踪装置,包括,
太阳能板;
水平轴和连接架,所述水平轴的两端分别固定在连接架上,太阳能板背向太阳一侧的表面通过铰支座A转动连接在水平轴上;
调节电机B,所述调节电机B固定在连接架上,且调节电机B的输出端与连杆机构相连,连杆机构的末端经铰接座B与太阳能板背向太阳一侧的表面铰接;
竖直调节轴,所述竖直调节轴的顶端垂直连接在连接架上;
调节电机A,所述调节电机A与通过传动机构与竖直调节轴连接,且驱动竖直调节轴绕自身轴线旋转;
透光筒和感光传感器,所述透光筒垂直连接在太阳能板面向太阳一侧的表面,所述感光传感器连接在太阳能板背向太阳一侧的表面,且位于透光筒轴线的延长线上。透光筒为空腔圆柱体,其筒体表面为不透光材质,光线只能从透光头的端面开口处进入透光筒内,然后射向感光传感器。
优选的,所述连接架包括底板和两块固定板,两块固定板沿着底板长度方向分别布置在底板的左、右两端,所述水平轴的两端分别与两块固定板连接。
优选的,所述铰支座A有两个,且两个铰支座A之间的间隔距离大于水平轴长度的1/3。
优选的,所述连杆机构包括连杆和摆杆,且连杆的长度长于摆杆的长度,摆杆的一端与调节电机B输出端连接,摆杆的另一端与连杆的一端铰接,连杆的另一端经铰接座B与太阳能板背向太阳一侧的表面铰接。
优选的,所述传动机构包括主动齿轮和从动齿轮,且主动齿轮和从动齿轮垂直啮合,主动齿轮与调节电机A的输出端相连,从动齿轮连接在竖直调节轴上。
优选的,基于双轴驱动的太阳能跟踪装置还包括底座、固定环和套环,所述底座包括平行间隔布置的上端板和下端板,上端板上开有通孔,套环固定连接在上端板上并与通孔同轴,固定环连接在下端板上且与通孔同轴,竖直调节轴穿过套环且下端置于固定环中,调节电机A固定在下端板上。
本实用新型提出了一种太阳能跟踪装置,相比现有太阳能跟踪装置具备以下优点:
1.利用双轴传动机构控制太阳能电池板的方位角,其中竖直调节轴控制太阳能板的自转,连杆传动控制太阳能电池板的高度角,实现对太阳光照的有效跟踪,从而提高太阳能的利用率。
2.结构合理简单,且能保证运行过程平稳、可靠。
3.透光筒放在迎光面,目的是让光照能穿过透光筒的孔内,让感光传感器感应到穿过的最大强度光照,若感光传感器能感应到穿过的最大强度光照,说明此时的光线与太阳能板垂直或者接近垂直,使得太阳能板能最大化接收光的能量。
4.充分利用连杆和摆杆相互配合时的两个极限位置(连杆与摆杆之间呈180度时,即两杆之和最长处,连杆与摆杆之间呈0度,即两杆之差最短处),可使得太阳能板角度调节的范围更广。
附图说明
图1为太阳能跟踪装置结构示意图;
图中:透光筒-1、感光传感器-2、连杆-3、摆杆-4、底座-5、从动齿轮-6、固定环-7、主动齿轮-8、调节电机A-9、套环-10、调节电机B-11、竖直调节轴-12、连接架-13、太阳能板-14、铰支座A-15、铰支座B-16、水平轴-17。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明,但不应就此理解为本实用新型所述主题的范围仅限于以下的实施例,在不脱离本实用新型上述技术思想情况下,凡根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种修改、替换和变更,均包括在本实用新型的范围内。
如图1所示,基于双轴驱动的太阳能跟踪装置包括透光筒1、感光传感器2、连杆3、摆杆4、底座5、从动齿轮6、固定环7、主动齿轮8、调节电机A9、套环10、调节电机B11、竖直调节轴12、连接架13、太阳能板14、铰支座A15、铰支座B16和水平轴17。
跟踪装置的详细构成如下:透光筒1固定安装在太阳能板14上(即太阳能板14上开有通孔,透光筒1垂直插入通孔中),感光传感器2固定设置在透光筒1下方,其中,透光筒1为圆柱形空腔筒体,筒体表面不透光,筒体迎着太阳的端面敞口,光线从该敞口处进入透光筒1腔体中,然后照射到感光传感器2,感光传感器2位于太阳能板14背光面且处于透光筒1的轴线延长线上,当光线平行于透光筒1轴线方向射入透光筒1空腔体时,位于透光筒1轴线延长线上的感光传感器2接收到最大的光线强度。连杆3上端铰接于固定于太阳能板14底部的铰支座B16,连杆3下端铰接于摆杆4下端,摆杆4上端固定安装在调节电机B11的输出轴上,调节电机B11固定安装在连接架13下方,连接架13底部固定连接着竖直调节轴12,竖直调节轴12依次插入固定在底座5上的套环10和固定环7中形成转动连接,底座5是一个由上端板和下端板形成的空腔体,套环10固定在上端板上,且位于上端板上开有通孔的地方,固定环7和调节电机A9固定在下端板上,从动齿轮6固定同轴安装于竖直调节轴12下端,从动齿轮6与主动齿轮8垂直啮合(旋转轴线方向垂直),主动齿轮8同轴固定安装在调节电机A9的输出轴上,调节电机A9固定安装在底座5上,水平轴17两端转动安装在连接架13两端上,水平轴17铰接于两个铰支座A15,两个铰支座A15上端固定安装在太阳能板14底部。
本实施例中,太阳能跟踪装置的工作原理是:当太阳光照射到透光筒1的孔中,感光传感器2感应光照,并通过上位机分析计算光照与太阳能板14夹角,若不垂直,则发出指令控制调节电机A9和调节电机B11调整太阳能板14的角度,使之与光照垂直。
以上对本实用新型的实施例进行了详细说明,但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例,不能被认为限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型范围所作的均等变化与改进等,均应仍归属于本专利涵盖范围之内。
Claims (6)
1.一种太阳能跟踪装置,其特征在于:包括,
太阳能板(14);
水平轴(17)和连接架(13),所述水平轴(17)的两端分别固定在连接架(13)上,太阳能板(14)背向太阳一侧的表面通过铰支座A(15)转动连接在水平轴(17)上;
调节电机B(11),所述调节电机B(11)固定在连接架(13)上,且调节电机B(11)的输出端与连杆机构相连,连杆机构的末端经铰接座B(16)与太阳能板(14)背向太阳一侧的表面铰接;
竖直调节轴(12),所述竖直调节轴(12)的顶端垂直连接在连接架(13)上;
调节电机A(9),所述调节电机A(9)与通过传动机构与竖直调节轴(12)连接,且驱动竖直调节轴(12)绕自身轴线旋转;
透光筒(1)和感光传感器(2),所述透光筒(1)垂直连接在太阳能板(14)面向太阳一侧的表面,所述感光传感器(2)连接在太阳能板(14)背向太阳一侧的表面,且位于透光筒(1)轴线的延长线上。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能跟踪装置,其特征在于:所述连接架(13)包括底板和两块固定板,两块固定板沿着底板长度方向分别布置在底板的左、右两端,所述水平轴(17)的两端分别与两块固定板连接。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能跟踪装置,其特征在于:所述铰支座A(15)有两个,且两个铰支座A(15)之间的间隔距离大于水平轴(17)长度的1/3。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能跟踪装置,其特征在于:所述连杆机构包括连杆(3)和摆杆(4),且连杆(3)的长度长于摆杆(4)的长度,摆杆(4)的一端与调节电机B(11)输出端连接,摆杆(4)的另一端与连杆(3)的一端铰接,连杆(3)的另一端经铰接座B(16)与太阳能板(14)背向太阳一侧的表面铰接。
5.根据权利要求1所述的一种太阳能跟踪装置,其特征在于:所述传动机构包括主动齿轮(8)和从动齿轮(6),且主动齿轮(8)和从动齿轮(6)垂直啮合,主动齿轮(8)与调节电机A(9)的输出端相连,从动齿轮(6)连接在竖直调节轴(12)上。
6.根据权利要求1所述的一种太阳能跟踪装置,其特征在于:还包括底座(5)、固定环(7)和套环(10),所述底座(5)包括平行间隔布置的上端板和下端板,上端板上开有通孔,套环(10)固定连接在上端板上并与通孔同轴,固定环(7)连接在下端板上且与通孔同轴,竖直调节轴(12)穿过套环(10)且下端置于固定环(7)中,调节电机A(9)固定在下端板上。
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CN113965155A (zh) * | 2021-10-28 | 2022-01-21 | 徐方杰 | 一种基于光伏发电板的太阳追踪装置 |
CN114942654A (zh) * | 2022-05-19 | 2022-08-26 | 国网河北省电力有限公司营销服务中心 | 自动追踪式新能源光伏发电装置 |
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