CN2296490Y - 聚光跟踪太阳发电机 - Google Patents

Abstract

一种聚光跟踪太阳发电机,属于太阳光线利用领域,由聚光太阳电池架、跟踪太阳系统、底架组成,聚光太阳电池架是发电机的接收太阳光并将其转化为电能贮存在蓄电池中的核心部分,由聚光系统和支撑系统组成,聚光系统由透镜和太阳电池组件组成,跟踪太阳系统由电子控制器和减整器组成,电子控制器定时输出脉冲电流,给减速器中的伺服电机以转动命令,减速器经过几组齿轮的减速传递,将伺服电机发出的力矩传到聚光太阳电池架,达到自动跟踪太阳,提高发电能力的目的,具有结构简单、性能稳定、发电能力强、成本低、抗风能力强的诸多优点。

Description

聚光跟踪太阳发电机

本实用新型涉及太阳能光线利用领域，特别是属于低倍聚光跟踪太阳发电系统。

太阳能是急待人类开发的能源。这种能源可谓取之不尽，用之不竭，并且没有污染，可称得上是绿色能源。充分有效地利用太阳能，对能源日益紧张的今天意义非常重大。正因为如此，世界范围内的太阳能利用研究如火如荼，方兴未艾。但就目前而言，现有的太阳电池成本过高，仍不能大量投入市场、有效地为人类服务。聚光跟踪是降低太阳电池电源系统整体价格的有效手段之一，因此，现在对  跟踪太阳的太阳能发电装置也比较多，但存在以下不足：(1)结构比较复杂；(2)自动跟踪系统故障较多，不能正常运转；(3)成本仍然过高；(4)抗风能力较差。

本实用新型的目的是克服现有技术的不足之处而提供一种结构简单、准确自动跟踪、成本低、抗风能力强的聚光跟踪太阳发电机。

本实用新型的目的可以通过以下措施来实现：

聚光跟踪太阳发电机，总体上由聚光太阳电池架、跟踪太阳系统、底架几部分组成。底架是整个聚光跟踪太阳发电机的支撑系统，由定位螺杆、两个螺柱和底座所组成，两个螺栓的一端通过螺丝与底座联接，另一端通过螺母分别与聚光太阳电池架的主轴和减速器联接，螺杆的一端与减速器通过螺母联接，另一端与斜螺栓搭接，螺杆的端头可沿螺栓上下滑动、保证满足发电机以最佳的方位对准太阳。

跟踪太阳系统是保证聚光跟踪太阳发电机的聚光系统能够24小时随时跟踪太阳的核心系统，由电子定时控制器和减速器两部分组成。两者通过电缆互相连接。减速器由伺服电机和齿轮系统组成。它们之间的连接关系是：伺服电机的轴与小螺杆固结在一起。与小螺杆相齿合的斜齿轮和小齿轮共同固定在一根轴上，小齿轮与大齿轮齿合。大齿轮有与之同轴且一体开有多处槽的副轮。副轮的槽内有弹簧和卡片，卡片可在槽内滑动。弹簧弹开卡片插入在蜗杆的槽内，大蜗杆与大齿轮同轴转动。大蜗杆上的蜗杆与大蜗轮上蜗轮相齿合。大蜗轮与聚光太阳电池架的主轴相固定。大蜗杆上套有绝皆的三个滑环两侧的两个滑环通过电刷与电子控制器相连、接受电子控制器固定频率的电脉冲。中间的滑环通过电刷与伺服电机相连，向伺服电机发出定时定量的转动指令。

聚光太阳电池架由聚光系统和支撑系统所组成，支撑系统由主轴和与之垂直焊接为一体的季轴调节杆及通过三个螺柱联接的X形中心架所组成，两端的螺柱可在各自的弧槽内滑动。聚光系统由聚光架和电池组所组成，聚光架上有一组以上的单面条状玻璃透镜，在其聚焦处是太阳电池组及与之成一定角度的反射镜。

本实用新型的目的还可以通过以下措施来实现：

在减速器的外壳上设有角度对照器；

聚光系统内的太阳电池组的背面设有波状散热器；

如果聚光架上替代单面条状玻璃透镜而安装上双面聚光透镜，太阳电池组安装在其焦班上，这时的聚光倍率更高。

图面说明如下：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型聚光太阳电池架示意图；

图3为本实用新型双面聚光透镜示意图；

图4为本实用新型整机工作原理方块图；

图5为本实用新型跟踪太阳系统的高变速比减速装置示意图。

下面结合附图对本实用新型作进一步的叙述。

本实用新型的整机工作原理如图4所示。聚光太阳电池架在阳光下发出的直流电，经过防反二极管，一方面向蓄电池充电，另一方面通到电子控制器。而蓄电池除直接带直流负载外，又提供电子线路工作所需的基准电压。反过来，电子控制器给蓄电池提供过充过放保护电路，同时有规律地将蓄电池的电压加在伺服电机两端，推动并定时地控制高变速比跟踪减速器，把跟踪转矩传到聚光太阳电池架上，以实现整机的自动跟踪。

另外，电子控制器还有逆变功能，可将直流电压变成220伏、50赫兹的交流电压向交流负载供电。

以DJGT-100型为例说明本实用新型实施例的使用过程。

这种型号的聚光跟踪太阳发电机的相当功率为100瓦，使用的太阳电池只有28～30瓦，包装箱尺寸为28×110×65cm，整机重量为55Kg。

使用时，调整底架[4]与底座[27]的角度，使主轴[2]指向南北方向，再调节定位螺杆[4a]上的螺母，并观察角度对照器[3a]，当角度对照器[3a]指向当地纬度值时，拧紧螺母，底架[4]就可固定下来。再拧松季节微调杆[8]两端在弧槽上可滑动的螺栓[8a]与[8b]，使整个聚光系统[1]绕季节微调杆[8]的中心轴转动，当转到阳光如图2所示的直射状态时，拧紧两端螺母[8a]与[8b]，使聚光太阳电池架[1]与主轴[2]以一定角度固定下来，这样就保证太阳电池组[10]在一段相当长的日子里，在自动跟踪系统的带动下，时时正对着太阳。这种自动跟踪，可使太阳电池组[10]的发电能力比以最佳角度固定架设时提高1.37倍。

本实用新型的采光系统采用了二次聚光的方法。当阳光直射到聚光系统[1]上时，阳光经聚光透镜[7]或[13]以及反射镜[9]的二次聚光，使经直射、折射、反射、漫射的阳光都到达太阳电池上，可均匀地增强几倍的照度，加上太阳电池组[10]有散热器[11]的散热作用，可使太阳电池的发电能力提高2～4倍以上。

由于本实用新型的聚光系统采用了开放式的结构，不密封，便于太阳电池组[10]散热，加上聚光透镜之间留有阳光直射的大间距，使整个太阳发电系统从各方位风阻都很小，抗风能力大大提高。

太阳高度随季节的周期性变化是非常缓慢的，本实用新型只需每隔半个月左右调一下季节微调杆[8]两端的螺栓[8a]与[8b]在弧槽上的位置就可以了。

减速器中的大蜗杆[20]与大齿轮[19]的联结是通过副轮[19a]上的多处槽及其中的弹簧和卡片的作用来实现的，这有利于做到自动跟踪手动调节互不矛盾。

本实用新型有以下优点：

1、结构比较简单、实用；

2、自动跟踪系统准确性高，能够保持全天360°连续自动跟踪；

3、成本比较低，易于推向市场；

4、抗风能力强，在八级大风的情况下仍能正常工作。

Claims (4)

1、一种聚光跟踪太阳发电机，由聚光太阳电池架、跟踪太阳系统、底架组成，其特征在于：

a、底架[4]由定位螺杆[4a]、螺栓[4b]、[4c]和底座[27]组成，螺柱[4b]、[4c]的一端通过螺丝与底座[27]联接，另一端通过螺母分别与聚光太阳电池架[1]的主轴[2]和减速器[3]联接，螺杆[4a]的一端与减速器[3]通过螺母联接，另一端与螺柱[4b]搭接并可在螺柱[4b]上滑行；

b、跟踪太阳系统包括电子定时控制器[6]和减速器[3]两部分，两者通过电缆[5]互相接通，减速器[3]由伺服电机[15]和齿轮系统组成，伺服电机[15]的轴与小蜗杆[16]固结在一起，与小蜗杆[16]相齿合的斜齿轮[17]和小齿轮[18]共同固定在一根轴上，小齿轮[18]与大齿轮[19]啮合，大齿轮[19]有与之同轴且一体开有多处槽的副轮[19a]，副轮[19a]的槽内有弹簧和卡片，卡片可在槽内滑动，弹簧弹开，卡片插入大蜗杆[20]的槽内，大蜗杆[20]与大齿轮[19]同轴转动，大蜗杆[20]上的蜗杆[24]与大蜗轮[26]上的蜗轮[25]相啮合，大蜗轮[26]与聚光太阳电池架[1]的主轴[2]相固定，大蜗杆[20]上套有绝缘的三个滑环，滑环[21]、[23]通过电刷[21a]、[23a]与电子控制器[6]相连，滑环[22]通过电刷[22a]与伺服电机[15]相接；

c、聚光太阳电池架由聚光系统和支撑系统所组成，支撑系统由主轴[2]和与主轴[2]垂直焊接为一体的季轴调节杆[8]及通过螺柱[2a]、[8a]、[8b]连接的X形的中心架[12]所组成，螺柱[8a]和[8b]可在各自弧槽内滑动，聚光系统[1]由聚光架和电池组成组成，聚光架上有一组以上的单面条状玻璃透镜[7]，在其聚焦处是太阳电池组[10]及与之成一定角度的反射镜[9]。

2、根据权利要求1所述的聚光跟踪太阳发电机，其特征在于：减速器[3]的外壳上设有角度对照器[3a]。

3、根据权利要求1所述的聚光跟踪太阳发电机，其特征在于：聚光系统[1]内的太阳电池组[10]的背面设有波状散热器[11]。

4、根据权利要求1所述的聚光跟踪太阳发电机，其特征在于：聚光架上装有双面聚光透镜[13]，太阳电池组[10]安装在其焦班[14]上。

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