[發(fā)明專利]光伏發(fā)電中電池板傾斜角方向自動跟蹤太陽光的裝置

無效

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• 申請日: 2010-09-27
• 公開（公告）號: CN101969278A
• 公開（公告）日: 2011-02-09
• 發(fā)明（設計）人: 寧鐸;吳濤;黃建兵;薛飛;張婷;李斌;張劍利
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西科技大學
• 主分類號: H02N6/00
• 分類號: H02N6/00;G05D3/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

技術領域

本發(fā)明涉及太陽能應用中二維自動跟蹤太陽光的裝置，特別涉及一種光伏發(fā)電中電池板傾斜角方向自動跟蹤太陽光的裝置。

技術背景

開發(fā)利用以太陽能為代表的新能源已經(jīng)成為人類解決能源危機的有效方法之一，也已作為我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的能源基本決策。太陽能光伏發(fā)電已經(jīng)成為其廣泛應用的途徑之一。但是由于太陽光大小及方向隨著時間做周期性變化，為了提高太陽能利用率，最普遍的方式就是配備二維方向的自動跟蹤系統(tǒng)。雖然在自動控制技術發(fā)展到今天，實現(xiàn)自動跟蹤太陽光并非難事。但是，由于自動跟蹤系統(tǒng)及傳動機構(gòu)所處的室外惡劣的工作環(huán)境，要在低成本條件下保證其工作可靠性則是有很大困難的。所以研制根據(jù)光伏發(fā)電本身特點配備低成本高可靠性的二維自動跟蹤系統(tǒng)，有效的提高太陽能利用率意義重大。

高精度的二維跟蹤系統(tǒng)對于太陽能聚光器是必備的，但是考慮到成本和實際效果等因素，在許多大規(guī)模光伏發(fā)電場合不得不更多采用一維(方位角)自動跟蹤方式，這樣一來又降低了太陽能利用率。實際上方位角變化周期(一天)是傾斜角的變化周期(一年)的365倍，所以如果能夠根據(jù)這個特點與某個因素(如氣候溫度)的對應關系，尋找一種簡單有效的傾斜角方向自動跟蹤裝置代替目前普遍使用的根據(jù)采集太陽光信號、處理以及驅(qū)動組成的復雜系統(tǒng)，在有效的降低成本和保證可靠性的情況下，與方位角自動跟蹤部分組成二維自動跟蹤系統(tǒng)，又保證了光伏發(fā)電達到了理想的工作狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于根據(jù)光伏發(fā)電對于自動跟蹤系統(tǒng)的跟蹤精度相對于太陽能聚光器中的自動跟蹤系統(tǒng)要求精度相對可以比較低的特點，提供了一種低成本、高可靠性的光伏發(fā)電中電池板傾斜角方向自動跟蹤太陽光的裝置。

為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：包括支架以及安裝在支架上的旋轉(zhuǎn)軸，在旋轉(zhuǎn)軸上安裝有光伏電池板，在支架上位于光伏電池板的下端設置有內(nèi)充氣體的密封腔，密封腔的出口處設置有活塞，杠桿安裝在轉(zhuǎn)軸上，杠桿的一端與活塞鉸接，另一端與光伏電池板的背面相接觸。

本發(fā)明的光伏電池板的背面且位于旋轉(zhuǎn)軸的下端安裝有滑動曲面，杠桿與該滑動曲面相接觸；

所述的與光伏電池板背面相接觸的杠桿的端部設置有滾輪；

所述的密封腔的腔體容積大而出口小，且密封腔內(nèi)設置有彈性軟密封體和保溫層；

所述的氣體采用熱膨脹系數(shù)較大的氣體；

所述的旋轉(zhuǎn)軸的固定線位于光伏電池板高度的中點以上位置。

本發(fā)明根據(jù)太陽光入射傾斜角度與氣候溫度相對應及變化緩慢的特點，把氣候溫度間接作為太陽光入射傾斜角度，利用封閉體中氣體的熱脹冷縮和固定在旋轉(zhuǎn)軸上的光伏電池板的水平分力相互巧妙配合，形成推挽式動力源，再經(jīng)過杠桿把活塞的位移放大后直接實現(xiàn)對光伏電池板傾斜角度的調(diào)節(jié)。用以代替目前普遍使用的傾斜角自動跟蹤裝置，再與方位角自動跟蹤裝置一起組成二維自動跟蹤系統(tǒng)，達到提高自動跟蹤系統(tǒng)性價比的目的。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)原理圖；

圖2是本發(fā)明傾斜角示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。

參見圖1，本發(fā)明包括安裝在旋轉(zhuǎn)軸2上的光伏電池板1，所述的旋轉(zhuǎn)軸2的固定線位于光伏電池板1高度的中點以上位置，光伏電池板1的背面且位于旋轉(zhuǎn)軸2的下端安裝有滑動曲面3，在光伏電池板1的下端設置有內(nèi)充熱膨脹系數(shù)較大的氣體8的密封腔11，密封腔11的腔體容積大而出口小，且密封腔11內(nèi)設置有彈性軟密封體9和保溫層10，密封腔的出口處設置有活塞7，杠桿5安裝在轉(zhuǎn)軸6上，杠桿的一端與活塞7鉸接，另一端安裝有滾輪4并與光伏電池板1的滑動曲面3相接觸。

本發(fā)明要求一定容積的密封腔和小直徑的活塞以保證活塞移動對于溫度變化的敏感性。因為對于某種氣體的恒定膨脹系數(shù)來說，體積越大，溫度變化時體積變化就越大，從而推動活塞位移量越大。

保溫：良好的保溫性能以便將每天氣溫的變化引起的熱脹冷縮現(xiàn)象盡量過濾掉；

內(nèi)部放置的柔軟的彈性密封體不但具有良好的密封性能，保證氣體長時間不外泄，而且要求彈性系數(shù)比較小。

作為位移放大器的杠桿的動力臂以鉸鏈方式與活塞端頭相連接，阻力臂端頭安裝有滑輪與滾動曲面相接觸，阻力臂與動力臂之間的長度比取決于固定在光伏電池板表面的滾動曲面與旋轉(zhuǎn)軸的距離等因素，距離越大，雖然需要的力量越小，但是要求其比值越大。