CN213754408U - 一种太阳能跟踪装置 - Google Patents

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黄才贵
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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

一种太阳能跟踪装置
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

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