CN2692591Y - 一种具有自动跟踪功能的太阳能发电器 - Google Patents

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张静园
张院生
朱桐基
张怀杰
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Abstract

一种具有自动跟踪功能的太阳能发电器,属于太阳能发电技术领域,用于解决太阳能发电器的自动跟踪问题,其技术方案是:它包括支架、太阳能光伏电池板,转动支承装置和电子跟踪器所述驱动装置安装在太阳能光伏电池板板面上下两端的中心处,由支架支撑,电子跟踪器由光敏元件、电机驱动电路、电机、减速器组成,光敏元件为两只,分别安装在太阳能光伏电池板上板面上首的两端,光敏元件的输出控制电机驱动电路的转向,从而驱动光伏电池板转动达到跟踪的目的。本实用新型可以全天跟踪太阳8-10小时,比同样面积和结构的固定式电池板全天发电功率增加一倍以上。

Description

一种具有自动跟踪功能的太阳能发电器
技术领域
本实用新型涉及一种太阳能发电器,属太阳能发电设备技术领域。
背景技术
太阳能是无污染的清洁能源,在人类面临能源危机和环境保护两大生存课题的今天受到人们极大的重视,各种利用太阳能的装置和设备不断涌现,在很多领域已经发挥了作用。其中太阳能发电器的应用最为广泛,特别是小型太阳能发电装置在中小企业和家庭中的应用更占有太阳能发电装置的绝大部分,为这些单位和居民提供部分生产和生活所需要的电力。在实际使用中发现,这些小型太阳能发电装置绝大部分是固定式装置,太阳能光电板采用固定的角度和位置,不能自动跟随太阳的移动,在大部分时间里太阳光都是倾斜照射在光电板上的,因此光电板的光电转换效率大为降低。虽然在有些装置中也安装了收集太阳光的跟踪装置,但结构较为复杂,本身消耗的能量多,也影响了太阳能发电装置的有效效率。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术的缺陷而提供一种具有自动跟踪功能的太阳能发电器。
解决上述技术问题的技术方案是:
一种具有自动跟踪功能的太阳能发电器,它包括支架1和太阳能光伏电池板2,改进后,增设太阳能光伏电池板转动支承装置和电子跟踪器,驱动装置安装在太阳能光伏电池板2板面上下两端的中心处,并由支架1支撑,电子跟踪器由光敏元件、电机驱动电路、电机3、减速器4组成,光敏元件为两只,分别安装在太阳能光伏电池板2上首的两端,光敏元件的输出连接电机驱动电路的信号输入端,后者的输出驱动电机3运转,电机3的输出轴连接减速器4,后者的输出轴与太阳能光伏电池板转动支承装置相接,所述转动支承装置由轴杆5、轴承、轴承座6组成,轴杆5安装在太阳能光伏电池板2板面上下两端的中心处,轴杆5配有轴承,轴承安装在轴承座6内,轴承座6安装在支架1上。
上述具有自动跟踪功能的太阳能发电器,所述光敏元件安装在金属套筒7内,套筒7的前端开口,后端固定在太阳能光伏电池板2的上首两端,套筒7的中心轴线向外侧倾斜,与水平线的夹角α为30~45°。
上述具有自动跟踪功能的太阳能发电器,所述光敏元件采用光敏电阻RG1、RG2,所述电机驱动电路由运放器U1、U2、三极管T1、T2、T3、T4、二极管D1、D2、D3、D4、电阻R1、R2、R3和电源Vcc组成,其中,光敏电阻RG1、RG2串联后其串接点接运放器U1的3脚、U2的6脚,运放器U1的2脚、U2的5脚分别与串联电阻R1、R2、R3的两个连接节点相连接,由它提供基准电压,运放器U1、U2的1脚、U2的7脚分别是运放器的输出端,三极管T1、T3的基极与运放器U1的输出端相连接,发射极与电机M相连接,三极管T2、T4的基极与运放器U2的输出端相连接,发射极与电机M相连接,三极管T3、T4采用PNP型,三极管T1、T2采用NPN型。
上述具有自动跟踪功能的太阳能发电器,所述套筒7为铜管,在套筒7的前端开口上安装聚光片。
上述具有自动跟踪功能的太阳能发电器,所述三极管T1、T2、T3、T4的发射极和集电极之间分别并接保护二极管D1、D2、D3、D4。
本实用新型可以在太阳光不是垂直照射太阳能光伏电池板时,由两侧的光敏元件产生不同的阻值变化,控制电机驱动电路输出不同方向的电压驱动电机旋转,并带动电池板转动,直到太阳光垂直照射的位置为止。由于阳光直射,可增强太阳光的照射强度。本装置可以全天跟踪太阳8-10小时,比同样面积和结构的固定式电池板发电功率增加一倍以上,提高了太阳能电池板的发电效率。
附图说明
图1是本实用新型的整体结构示意图;
图2是图1的K向视图;
图3是电机驱动电路的电路原理图。
具体实施方式
从图中可以看到,本实用新型由支架1、太阳能光伏电池板2、电机3、减速器4、轴杆5、轴承座6、套筒7和电机驱动电路组成。
支架1由金属型材制成,它设有前后两个长短不等的竖直金属杆,两个金属杆的顶点连线与水平面的夹角为30-45度,在两个竖直金属杆顶端设有横梁、横梁上安装轴承座6,轴承的轴向与两个金属杆顶点连线相平行。太阳能光伏电池板2的表面采用多个太阳能光电芯片串联组成。太阳能光伏电池板2底面的上下两端的中心位置各安装一个轴杆5,轴杆5长100-200mm、直径10-18mm,轴杆5的轴向与电池板底面的中心纵轴重合。轴杆5与轴承装配完毕后,太阳能光伏电池板2可以沿着轴杆5自由转动。
太阳能光伏电池板2上板面上首的两端设两只光敏元件,分别安装在套筒7内,套筒7的前端开口,后端封闭,两个套筒7中心轴线向板面外侧倾斜,与水平线分别成30~45°夹角。从图2的K方向看,两个套筒7形成向外的八字型。本实施例套筒7为铜管,在套筒7的前端开口上安装聚光片。光敏元件可以为光敏管、光敏电阻等元件,本实施例采用光敏电阻。运放器采用IM358。
图3是电机驱动电路的电路原理图。光敏电阻RG1、RG2在同等强度的光照或无光照时阻值相等,运放器U1、U2的2脚、5脚电压相等,U1、U2的输出端1脚、7脚没有电压输出,三极管T1、T2不导通,电机M不动作。当太阳光从电池板的一侧照射在电池板上时,该侧的光敏电阻接收的阳光较多,而另一侧的光敏电阻由于被套管7的管壁阻挡,接收阳光少,因此两个光敏电阻的阻值不一样,造成运放器U1、U2的2脚5脚有电压差,它们的输出端1脚、7脚输出变化的电压。后面连接的三极管T1、T2、T3、T4分别导通或截止,使电机3得到驱动电压。电机3得电转动,通过减速器4带动轴杆5转动,使太阳能光伏电池板2绕轴杆5转动。当电池板2转到正对太阳光照射方向时,两个光敏电阻得到的光照大小相等,即恢复到上述电机3停转状态。在电机3转动时,其转动方向取决于光敏电阻RG1、RG2阻值的变化,也即取决于太阳光照射的方向,使得电机3得到的电流方向不同,电机3带动电池板作顺时针或逆时针转动。
本实用新型可以白天跟踪太阳8-10小时,比同样面积和结构的固定式太阳能发电功率增加一倍以上。经测算,1平方米的光伏电池板可以产生110W电功率,其输出电流达到3~7A,输出电压13-22V。

Claims (5)

1.一种具有自动跟踪功能的太阳能发电器,它包括支架[1]、太阳能光伏电池板[2],其特征在于:增设太阳能光伏电池板转动支承装置和电子跟踪器,驱动装置安装在太阳能光伏电池板[2]板面上下两端的中心处,并由支架[1]相支撑,电子跟踪器由光敏元件、电机驱动电路、电机[3]、减速器[4]组成,光敏元件为两只,分别安装在太阳能光伏电池板[2]上首的两端,光敏元件的输出连接电机驱动电路的信号输入端,后者的输出驱动电机[3]运转,电机3的输出轴连接减速器[4],后者的输出轴与太阳能光伏电池板转动支承装置相接,所述太阳能光伏电池板转动支承装置由轴杆[5]、轴承、轴承座[6]组成,轴杆[5]安装在太阳能光伏电池板[2]板面上下两端的中心处,轴杆[5]配有轴承,轴承安装在轴承座[6]内,轴承座[6]安装在支架[1]上。
2.根据权利要求1所述的具有自动跟踪功能的太阳能发电器,其特征在于:所述光敏元件安装在金属套筒[7]内,套筒[7]的前端开口,后端固定在太阳能光伏电池板[2]的上首两端,套筒[7]的中心轴线向外侧倾斜,与水平线的夹角α为30~45°。
3.根据权利要求2所述的具有自动跟踪功能的太阳能发电器,其特征在于:光敏元件采用光敏电阻RG1、RG2,所述电机驱动电路由运放器U1、U2、三极管T1、T2、T3、T4、二极管D1、D2、D3、D4、电阻R1、R2、R3和电源Vcc组成,其中,光敏电阻RG1、RG2串联后其串接点接运放器U1的3脚、U2的6脚,运放器U1的2脚、U2的5脚分别与串联电阻R1、R2、R3的两个连接节点相连接,由它提供基准电压,运放器U1、U2的1脚、U2的7脚分别是运放器的输出端,三极管T1、T3的基极与运放器U1的输出端相连接,发射极与电机M相连接,三极管T2、T4的基极与运放器U2的输出端相连接,发射极与电机M相连接,三极管T3、T4采用PNP型,三极管T1、T2采用NPN型。
4.根据权利要求3所述的具有自动跟踪功能的太阳能发电器,其特征在于:所述套筒[7]为铜管,在套筒[7]的前端开口上安装聚光片。
5.根据权利要求4所述的具有自动跟踪功能的太阳能发电器,其特征在于:所述三极管T1、T2、T3、T4的发射极和集电极之间分别并接保护二极管D1、D2、D3、D4。
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