CN218499038U - 一种互补式光伏发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种互补式光伏发电装置，包括中空的底座、转动连接在底座上面的水平的转盘以及设置在转盘上方的俯仰角度可调的光伏板，所述底座内固定设置有水箱、蓄电池和控制器，所述水箱底部连接有出水管，所述出水管上设有水力发电机，所述光伏板低处的边缘固定设置有用于汇集光伏板上雨水的集水槽，所述集水槽底部连接有软管，所述软管与水箱连通，所述光伏板、水力发电机均通过控制器均与蓄电池电连接。下雨时，光伏板上的雨水被收集后流入水箱，并通过水力发电机进行发电，从而在雨天也可对蓄电池进行补充电能，从而解决了现有的光伏发电装置在雨天发电量低的问题。

Description

一种互补式光伏发电装置

技术领域

本实用新型涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种互补式光伏发电装置。

背景技术

当今新能源逐渐发展壮大，光伏发电作为新能源之一被广泛应用，目前已投运的光伏发电装置发电多采用固定角度式光伏板，其优点为结构简单，易维修。缺点是受光照角度影响，光利用率低。另外，这种光伏发电装置在下雨时发电量会大幅度缩减，从而造成发电量降低。

公开号为CN108018909A的专利申请公开了一种具有雨水收集功能的光伏发电板，包括垫板、调节杆、固定扣件、支撑杆、支撑柱、固定插套、固定框架、光伏发电板本体、雨水收集箱、过滤网、第一排污管、沉淀装置、清理装置、抽水管、第一抽水泵、导水管、净化装置和振动电机，其虽可在雨天将雨水进行收集，但是不能将其用于发电，因而在下雨时由于天气影响，会造成发电量降低。公开号为CN215054638U的专利申请所公开的一种雨水回收再利用的绿色节能建筑同样存在该技术问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种互补式光伏发电装置，用于解决目前光伏发电装置在雨天发电量降低的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种互补式光伏发电装置，包括中空的底座、转动连接在底座上面的水平的转盘以及设置在转盘上方的俯仰角度可调的光伏板，所述底座内固定设置有水箱、蓄电池和控制器，所述水箱底部连接有出水管，所述出水管上设有水力发电机，所述光伏板低处的边缘固定设置有用于汇集光伏板上雨水的集水槽，所述集水槽底部连接有软管，所述软管与水箱连通，所述光伏板、水力发电机均通过控制器均与蓄电池电连接。

进一步的，所述光伏板底部靠近集水槽的部位铰接有竖向的立柱，所述立柱与转盘固定连接，所述光伏板底部远离集水槽的部位设有用于使光伏板沿立柱转动的俯仰单元。

进一步的，所述俯仰单元包括固定设置在光伏板底面的滑轨、滑动连接在滑轨上的滑块以及用于使滑块上下移动的伸缩机构；所述伸缩机构包括中空的竖向的滑座、滑动连接在滑座内的竖向的滑杆、设置在滑杆上的齿条、转筒连接在滑座内且与齿条啮合的齿轮以及固定设置在滑座外用于带动齿轮转动的第一刹车电机；所述滑杆顶端与滑块铰接，所述滑座底部与转盘固定连接。

进一步的，所述俯仰单元包括设置在设置在光伏板和转盘之间的伸缩机构，所述伸缩机构包括中空的竖向的滑座、滑动连接在滑座内的竖向的滑杆、设置在滑杆上的齿条、转筒连接在滑座内且与齿条啮合的齿轮以及固定设置在滑座外用于带动齿轮转动的第一刹车电机；所述滑座底部与转盘铰接，所述滑杆顶端与光伏板铰接。

进一步的，所述转盘中心固定设置有竖向的主轴，所述主轴与底座顶部贯穿转动连接，所述底座内设有套在主轴上的从动链轮，所述主轴与从动链轮固定连接；所述底座内固定设置有第二刹车电机，所述第二刹车电机的输出轴上固定连接有主动链轮，所述主动链轮和从动链轮通过绕在主动链轮和从动链轮上的链条传动连接。

进一步的，所述水箱内在其顶部固定设置有浮球阀，所述软管与浮球阀相连。

进一步的，所述浮球阀包括与水箱固定连接的竖向的上筒体、螺纹连接在上筒体底部的下筒体以及设置在下筒体内的浮球，所述下筒体底部封堵，所述浮球的直径小于下筒体的内径，所述浮球的直径大于上筒体的内径，所述下筒体的侧壁上设有通孔。

进一步的，所述光伏板的四面在中间位置均固定设置有光照度传感器，所述光照度传感器的感光面与光伏板的迎光面夹角为45度，所述光照度传感器的感光面均朝向阳光，所述光照度传感器均与控制器电连接。

本实用新型的积极效果为：

1、本实用新型设有光伏板、蓄电池、水箱和水力发电机，下雨时，光伏板上的雨水被收集后流入水箱，然后通过水力发电机进行发电，从而在雨天也可对蓄电池进行补充电能，从而解决了现有的光伏发电装置在雨天发电量低的问题。

2、光伏板可旋转，其俯仰角可调，从而可使其垂直于阳光，使发电功率达到最大。

3、本实用新型设有控制器、光照度传感器、伸缩机构、转盘、主轴和第二刹车电机，伸缩机构设有第一刹车电机，光照度传感器测量测量阳光的照度，控制器通过控制第一刹车电机和第二刹车电机，使光伏板与阳光照射方向垂直，从而实现自动追光，使光伏板的发电功率达到最大，从而充分利用光照，提高光利用率。

附图说明

图1是实施例1的结构示意图；

图2是实施例1中俯仰单元的结构示意图；

图3是实施例2中阜阳单元的结构示意图；

图4是浮球阀的结构示意图；

图5是光照度传感器的安装位置示意图；

图6是阳光垂直照射在光伏板时的示意图；

图中：

1、第一电动阀；2、水力发电机；3、出水管；4、放水管；5、地坑；6、盖板；7、第二电动阀；8、底座；9、浮球阀；10、软管；11、立柱；12、集水槽；13、光伏板；14、滑轨；15、滑块；16、伸缩机构；17、转盘；18、第二轴承体；19、主轴；20、第一轴承体；21、从动链轮；22、链条；23、第二刹车电机；24、主动链轮；25、蓄电池；26、滑杆；27、齿条；28、齿轮；29、第一刹车电机；30、端盖；31、转轴；32、滑座；33、上筒体；34、浮球；35、下筒体；36、通孔；37、光照度传感器；38、水箱；39、功能室；40、溢流管。

具体实施方式

实施例1

如图1和图2所示，一种互补式光伏发电装置，包括固定设置在地面上的矩形的中空的底座8，所述底座8左部为封闭的水箱38，右部为功能室39。所述功能室39上方设有水平的圆形的转盘17，所述转盘17中心固定设置有竖向的主轴19，所述主轴19通过固定设置在功能室39顶部的第二轴承体18以及固定设置在功能室39底部的第一轴承体20与功能室39转动连接。所述转盘17上方设有俯仰角度可调的光伏板13，所述光伏板13由左下至右上倾斜设置。所述功能室39内固定设置有蓄电池25和控制器，所述水箱38所在位置的地面之下设有矩形的地坑5，所述水箱38底部连接有出水管3，所述出水管3上由上至下设置有第一电动阀和水力发电机2。水力发电机2可采用NYT5等型号的小型水力发电机，其体积小，采用水轮机和发电机一体式结构，安装方便。所述第一电动阀1左方设有与水箱38底部连通的放水管4，所述放水管4下端与出水管3下部连通，所述放水管4上设有第二电动阀7。

所述光伏板13左下端的边缘固定设置有用于汇集光伏板13上雨水的集水槽12，集水槽12采用不锈钢板冲压成槽形，并将两端封堵。所述集水槽12底部连接有软管10，所述软管10与水箱38顶部连通，所述光伏板13、水力发电机2、第一电动阀1和第二电动阀7均通过控制器均与蓄电池25电连接。

所述光伏板13底部靠近集水槽12的部位铰接有竖向的立柱11，所述立柱11与转盘17焊接，所述光伏板13底部靠近右上端设有用于使光伏板13沿立柱11转动的俯仰单元。

所述俯仰单元包括沿左下至右上方向固定设置在光伏板13底面的带有T形槽滑轨14、滑动连接在滑轨14底部的顶部为T字形的滑块15以及用于使滑块15上下移动的伸缩机构16。所述伸缩机构16包括中空的竖向的滑座32、滑动连接在滑座32内的竖向的滑杆26、设置在滑杆26前面26上的齿条27、转筒连接在滑座32内且与齿条27啮合的齿轮28以及固定设置在滑座32外用于带动齿轮28转动的第一刹车电机29。所述齿条27在滑杆26下部的前侧加工而成，所述滑杆26与滑座32的顶部贯穿滑动连接，所述滑座32上部的右侧开有孔并盖有端盖30，所述第一刹车电机29通过螺钉固定连接在端盖30的右侧，所述第一刹车电机29的输出轴为转轴31，所述转轴与齿轮28贯穿固定连接，所述转轴31与滑座32转动连接，所述转轴31与端盖30间隙配合。所述滑杆26的顶端与滑块15铰接，所述滑座32底部与转盘17固定连接。

刹车电机是一种带有刹车功能的电机，在电机的尾部有一个电磁抱刹，电机通电时它也通电吸合，这时它对电机不制动，当电机断电时它也断电，抱刹在弹簧的作用下刹住电机。

所述功能室39内设有套在主轴19上的从动链轮21，所述从动链轮21与主轴19固定连接。所述底座8内固定设置有第二刹车电机23，所述第二刹车电机23的输出轴上固定连接有主动链轮24，所述主动链轮24和从动链轮21通过绕在主动链轮24和从动链轮21上的链条22传动连接。

第一刹车电机29转动时，带动滑杆26上下移动，改变光伏板13的俯仰角度。第二刹车电机23通过主动链轮24和链条22带动从动链轮21转动，进而带动主轴19和转盘17转动，使光伏板13旋转。这两个动作结合，可使光伏板13的迎光面与阳光垂直，使光伏板13的发电功率达到最大。

结合图4所示，所述水箱38内在其顶部固定设置有浮球阀9，所述浮球阀9包括与水箱38固定连接的竖向的上筒体33、螺纹连接在上筒体33底部的下筒体35以及设置在下筒体35内的浮球34，所述下筒体35底部封堵，所述浮球34的直径小于下筒体35的内径，所述浮球34的直径大于上筒体33的内径，所述下筒体35的侧壁上设有通孔36。所述软管10和上筒体33之间设置有Y字形的溢流管40。

当水箱38内的水满后，浮球34上浮，堵在上筒体33的底部，雨水不再进入水箱38，通过溢流管40上部的另一个口流到地面上的排水沟中，防止水箱38因压力过大而泄漏。

在雨天时，光伏板13表面的雨水沿其表面流入集水槽12，然后通过软管10流入水箱38。第一电动阀1打开后，水力发电机2发电，并通过控制器存储到蓄电池25内，从而在雨天时也可正常发电。

实施例2

如图3所示，本实施例与实施例1的不同之处在于：

不再设置滑轨14和滑块15，所述俯仰单元包括设置在设置在光伏板13和转盘17之间的伸缩机构16，所述伸缩机构16与实施例2中相同。所述伸缩机构的滑座32底部与转盘17铰接，所述伸缩机构16的滑杆26顶端与光伏板13铰接。

实施例3

如图1、图5和图6所示，在图6中，平行的九个箭头指向为阳光照射方向。所述光伏板13的四面在中间位置均固定设置有光照度传感器37，所述光照度传感器37的感光面与光伏板13的迎光面夹角为45度，所述光照度传感器37的感光面均朝向阳光，所述光照度传感器37均与控制器电连接。

光照传感器37测量光照度，然后通过控制器控制第一刹车电机29和第二刹车电机23对光伏板13的姿态进行调整，使光伏板13的迎光面与阳光垂直。其控制原理如下：

如图5和图6所示，当太阳光方向未与光伏板13垂直时，相对的两个光照度传感器37受到的光照度不同，然后控制器控制相应的第一刹车电机29或第二刹车电机23转动，对光伏板13的姿态进行调整，使相对的两个光照度传感器37受到的光照度相同。同理，控制器控制第一刹车电机29或第二刹车电机23转动，使另外两个光照度传感器37受到的光照度相同。直到四个光照度传感器37受到的光照度相同，此时太阳光与光伏板13垂直，从而实现了自动追光的目的，使发电功率达到最大。

以上所述的实施例描述内容较为详细和具体，表达了本实用新型的优选实施例，仅用于说明本实用新型的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够理解本实用新型的内容并据以实施，但并不仅仅局限于本实用新型，不能仅以本实施例来限定本实用新型的专利范围，即凡本实用新型所揭示的精神所做的同等变化或修饰，对于本领域的研究人员或技术人员来讲，在不脱离本实用新型的结构之内，系统内部的局部改进和子系统之间的改动、变换等，仍是本实用新型的专利范围内。目前，本申请的技术方案已经进行了中试，即产品在大规模量产前的小规模实验；中试完成后，在小范围内开展了用户使用调研，调研结果表明用户满意度较高；现在已经着手准备产品正式投产进行产业化，包括知识产权风险预警调研。

Claims (8)

1.一种互补式光伏发电装置，其特征在于，包括中空的底座(8)、转动连接在底座(8)上面的水平的转盘(17)以及设置在转盘(17)上方的俯仰角度可调的光伏板(13)，所述底座(8)内固定设置有水箱(38)、蓄电池(25)和控制器，所述水箱(38)底部连接有出水管(3)，所述出水管(3)上设有水力发电机(2)，所述光伏板(13)低处的边缘固定设置有用于汇集光伏板(13)上雨水的集水槽(12)，所述集水槽(12)底部连接有软管(10)，所述软管(10)与水箱(38)连通，所述光伏板(13)、水力发电机(2)均通过控制器均与蓄电池(25)电连接。

2.根据权利要求1所述的一种互补式光伏发电装置，其特征在于，所述光伏板(13)底部靠近集水槽(12)的部位铰接有竖向的立柱(11)，所述立柱(11)与转盘(17)固定连接，所述光伏板(13)底部远离集水槽(12)的部位设有用于使光伏板(13)沿立柱(11)转动的俯仰单元。

3.根据权利要求2所述的一种互补式光伏发电装置，其特征在于，所述俯仰单元包括固定设置在光伏板(13)底面的滑轨(14)、滑动连接在滑轨(14)上的滑块(15)以及用于使滑块(15)上下移动的伸缩机构(16)；所述伸缩机构(16)包括中空的竖向的滑座(32)、滑动连接在滑座(32)内的竖向的滑杆(26)、设置在滑杆(26)上的齿条(27)、转筒连接在滑座(32)内且与齿条(27)啮合的齿轮(28)以及固定设置在滑座(32)外用于带动齿轮(28)转动的第一刹车电机(29)；所述滑杆(26)顶端与滑块(15)铰接，所述滑座(32)底部与转盘(17)固定连接。

4.根据权利要求2所述的一种互补式光伏发电装置，其特征在于，所述俯仰单元包括设置在设置在光伏板(13)和转盘(17)之间的伸缩机构(16)，所述伸缩机构(16)包括中空的竖向的滑座(32)、滑动连接在滑座(32)内的竖向的滑杆(26)、设置在滑杆(26)上的齿条(27)、转筒连接在滑座(32)内且与齿条(27)啮合的齿轮(28)以及固定设置在滑座(32)外用于带动齿轮(28)转动的第一刹车电机(29)；所述滑座(32)底部与转盘(17)铰接，所述滑杆(26)顶端与光伏板(13)铰接。

5.根据权利要求3或4所述的一种互补式光伏发电装置，其特征在于，所述转盘(17)中心固定设置有竖向的主轴(19)，所述主轴(19)与底座(8)顶部贯穿转动连接，所述底座(8)内设有套在主轴(19)上的从动链轮(21)，所述主轴(19)与从动链轮(21)固定连接；所述底座(8)内固定设置有第二刹车电机(23)，所述第二刹车电机(23)的输出轴上固定连接有主动链轮(24)，所述主动链轮(24)和从动链轮(21)通过绕在主动链轮(24)和从动链轮(21)上的链条(22)传动连接。

6.根据权利要求1所述的一种互补式光伏发电装置，其特征在于，所述水箱(38)内在其顶部固定设置有浮球阀(9)，所述软管(10)与浮球阀(9)相连。

7.根据权利要求6所述的一种互补式光伏发电装置，其特征在于，所述浮球阀(9)包括与水箱(38)固定连接的竖向的上筒体(33)、螺纹连接在上筒体(33)底部的下筒体(35)以及设置在下筒体(35)内的浮球(34)，所述下筒体(35)底部封堵，所述浮球(34)的直径小于下筒体(35)的内径，所述浮球(34)的直径大于上筒体(33)的内径，所述下筒体(35)的侧壁上设有通孔(36)。

8.根据权利要求5所述的一种互补式光伏发电装置，其特征在于，所述光伏板(13)的四面在中间位置均固定设置有光照度传感器(37)，所述光照度传感器(37)的感光面与光伏板(13)的迎光面夹角为45度，所述光照度传感器(37)的感光面均朝向阳光，所述光照度传感器(37)均与控制器电连接。

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