[實用新型]便攜式雙搖桿跟蹤太陽發電系統

無效

• 申請號: 200820221125.7
• 申請日: 2008-11-20
• 公開（公告）號: CN201234228Y
• 公開（公告）日: 2009-05-06
• 發明（設計）人: 李牧遠;鄭趁意;張季青
• 申請（專利權）人: 李牧遠;鄭趁意;張季青
• 主分類號: H02N6/00
• 分類號: H02N6/00;G05D3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一、技術領域

本實用新型涉及一種提高太陽能利用效率的裝置，特別是涉及一種利用雙搖桿機構跟蹤太陽的太陽能發電裝置。

二、技術背景

隨著社會的發展、科學技術的進步、能源危機的出現以及生態環境的惡化，人們對太陽能的利用日趨普遍。長期以來，世界能源主要依靠石油和煤炭等礦物燃料，而這些礦物為一次性不可再生資源，儲量有限，而且燃燒時產生大量的二氧化碳，造成地球氣溫升高，生態環境惡化。據國際能源機構預測，人類正面臨礦物燃料枯竭及生態惡化的嚴重威脅。這種全球性的能源危機，迫使各國政府投入大量的人力和財力，研究和開發新能源，如核能、風能、水能、太陽能等。特別是太陽能作為一種“清潔能源”，取之不盡，用之不竭，是極具開發潛能的能源。

太陽能的顯著特點是低密度、間歇性、空間分布不斷變化，這就對太陽能的收集和利用提出了更高的要求。盡管相繼研究出系列的太陽能裝置如太陽能熱水器、太陽能干燥器、太陽能電池等等，但太陽能的利用還遠遠不夠，究其原因，主要是利用率不高。如何最大限度的提高太陽能的利用率，是迫切需要解決的問題。

解決這一問題應從兩個方面入手，一是提高太陽能裝置的能量轉換率，二是提高太陽能的接收效率。前者屬于能量轉換領域，目前約為20％左右，可從材料、形狀、布置方式等方面加以研究；太陽跟蹤裝置著重解決提高太陽能接收效率問題。

不管哪種太陽能利用設備，如果它的太陽能接收器材能始終保持與太陽光垂直，就可以在有限的使用面積內收集更多的太陽能。但是太陽相對于地球每時每刻都在運動著，生活在北半球的人們可以感覺到太陽并不是單純的由低到高、再由高到低的運動，而是伴隨著由東到南、由南到西運動(南半球由東到北、由北到西運動)，要想讓太陽能利用器材的工作面始終垂直太陽光線，就必須采取措施。香港大學的KPCheung和SCMHui教授研究了太陽光照角度與太陽能接收率的關系，結果表明：太陽的跟蹤與非跟蹤，能量的接收效率相差37.7％。高精度跟蹤太陽可使接收器材的接收率大大提高，進而可以提高太陽能裝置的太陽能利用率。

三、實用新型內容

本實用新型的目的是為了解決上述問題，提出一種結構簡單、省力節能，運行穩定、精確、基于雙搖桿機構跟蹤太陽的太陽能發電系統。

本實用新型的內容是：一種便攜式雙搖桿機構跟蹤太陽發電系統，含有機箱、交叉雙搖桿機構、傾角調節裝置、傳感器、蓄電池及單片機等，具有太陽高度角和仰俯角跟蹤功能，其特征是：所述的機箱上面安裝有跟蹤太陽高度角的兩個平行的交叉雙搖桿機構；所述的交叉雙搖桿機構含有兩個安裝成近似“X”形狀的搖桿；所述的兩雙搖桿機構的連桿以桿件固聯，形成一長方形框架，長方形框架上安裝太陽能電池板，兩雙搖桿機構的機架與機箱構成可平行于機箱上表面運動的移動連接，該移動連接的兩端形成兩個固定位置；所述的交叉雙搖桿機構連接有動力驅動裝置；所述的傾角調節裝置為一螺旋機構；所述的機箱上安裝有太陽光線傳感器、仰俯角傳感器和極限位置傳感器；所述的電池板上安裝有太陽高度角傳感器。

所述的兩個交叉雙搖桿機構能夠在搖桿轉動90度時就可以實現連桿180度的位置改變。

所述的機箱為一長方形箱體，內置蓄電池、充放電控制器、單片機、雙搖桿機構跟蹤動力驅動裝置；所述的機箱下面有四個可以收放的管腳；所述的機箱側面有供輸出的電源插座；所述的機箱兩側面各有一滑道與雙搖桿機構構成移動連接，滑道兩端是兩個固定位置，一個固定位置為雙搖桿支撐起太陽能電池板跟蹤太陽運動的位置；另一個固定位置為轉移發電系統時電池板平放在箱體上表面的非跟蹤位置；

所述的雙搖桿機構的動力驅動裝置為步進電機。

所述的雙搖桿機構與步進電機之間設有帶有自鎖功能的蝸輪蝸桿傳動裝置。

所述的高度角傳感器、仰俯角傳感器和太陽光線傳感器均為光敏傳感器；所述的極限位置傳感器為接觸開關傳感器，上述傳感器通過導線連接單片機，單片機通過導線連接所述的蓄電池。

本實用新型的有益效果：

1、結構簡單、省力、節能

該實用新型的跟蹤太陽仰俯角的裝置為一螺旋機構，跟蹤太陽高度角的為交叉雙搖桿機構，結構都很簡單。交叉雙搖桿機構還具有在搖桿轉動90度時就可以實現連桿180度位置改變的功能，使得太陽能電池板的行程擴大一倍；在太陽光線傳感器和單片機時鐘的作用下，裝置在非工作時間或雖然在工作時間但不具備工作條件時不啟動，避免無謂的動力消耗；這些措施均具有顯著的省力和節能效果。

2、方便攜帶