[實(shí)用新型]一種太陽(yáng)能聚光及跟蹤裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220249349.5
• 申請(qǐng)日: 2012-05-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN202735852U
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙汝益;麥德平;李琳琳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江門(mén)市第一中學(xué)
• 主分類號(hào): G05D3/12
• 分類號(hào): G05D3/12;G05F1/67
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 禹小明;王楚鴻

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種太陽(yáng)能光伏領(lǐng)域，尤其涉及一種太陽(yáng)能聚光及跟蹤裝置。?

背景技術(shù)

當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展面臨著能源短缺、環(huán)境污染日益嚴(yán)重等問(wèn)題，世界各國(guó)都急需開(kāi)發(fā)常規(guī)能源的替代品。太陽(yáng)能作為一種巨大的、清潔的可再生能源,已經(jīng)得到大力開(kāi)發(fā)，且逐步將會(huì)在能源結(jié)構(gòu)中占有相當(dāng)?shù)姆蓊~。?

目前，太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)現(xiàn)已在家用、交通、通信、空間應(yīng)用等諸多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。該系統(tǒng)主要通過(guò)太陽(yáng)能電池將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽⑼ㄟ^(guò)控制器的控制給蓄電池充電或者在滿足負(fù)載需求的情況下直接給負(fù)載供電。而太陽(yáng)能電池是太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)化的核心部件，它的光電轉(zhuǎn)化率直接影響著光伏系統(tǒng)的性能。但目前的太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)化率較低，其中很大一部分原因是由于在使用過(guò)程中，太陽(yáng)能電池所接收的光照強(qiáng)度不足。雖然，目前已有一種太陽(yáng)能聚光及跟蹤裝置的設(shè)計(jì)，但其造價(jià)較高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維護(hù)工作量大、故障率高，并不利于推廣應(yīng)用。?

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型是為了要克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，利用跟蹤設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)語(yǔ)言控制單片機(jī)技術(shù)，設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而高效的一種太陽(yáng)能聚光及跟蹤裝置。目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、高效的太陽(yáng)聚光及跟蹤裝置，在太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)中提高太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)化率，以提高能源的利用率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。?

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種太陽(yáng)能聚光及跟蹤裝置，包括支架腳，支架腳上鉸接有支架，所述的支架上鉸接有跟蹤支架座，該跟蹤支架座上鉸接有轉(zhuǎn)動(dòng)桿，轉(zhuǎn)動(dòng)桿上設(shè)有太陽(yáng)能聚光裝置；還包括有控制跟蹤支架座轉(zhuǎn)動(dòng)的跟蹤裝置。根據(jù)支架腳與支架，支架與跟蹤支架座，跟蹤支架座與轉(zhuǎn)動(dòng)桿，上述的三個(gè)層面的鉸接，從而使太陽(yáng)能聚光裝置始終保持太陽(yáng)光源最佳的收集效果，更有效追蹤太陽(yáng)直射點(diǎn)，接收到太陽(yáng)光垂直射出的最有效太陽(yáng)光源。并且，支架與跟蹤支架座是由太陽(yáng)能跟蹤裝設(shè)所設(shè)有的單片機(jī)與伺服電機(jī)所操控，在單片機(jī)導(dǎo)入C語(yǔ)言編程后，驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)根據(jù)所輸入的程序，實(shí)行對(duì)太陽(yáng)能聚光裝置跟蹤太陽(yáng)日照的轉(zhuǎn)動(dòng)功能，從而得到一個(gè)相對(duì)日照太陽(yáng)光跟蹤的靈活性，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的操作。?

作為對(duì)前述技術(shù)方案的進(jìn)一步設(shè)計(jì)：所述的太陽(yáng)能聚光裝置包括面向太陽(yáng)并設(shè)有凹面鏡、凹面鏡的凹面鏡組件與凹面鏡對(duì)向設(shè)置的太陽(yáng)能電池板，凹面鏡的鏡面與太陽(yáng)能電池板的鏡面對(duì)向設(shè)置。上述的凹面鏡主要是起到聚光的作用，當(dāng)太陽(yáng)光線直接照射在凹面鏡時(shí)，太陽(yáng)光線首先會(huì)反射到凹面鏡周圍的其它位置，再經(jīng)過(guò)凹面鏡折射后太陽(yáng)光線會(huì)反射集中在設(shè)有的太陽(yáng)能電池板上，然而在太陽(yáng)能電池板對(duì)向凹面鏡表面上形成形成聚焦平面達(dá)到聚光效果，以提高太陽(yáng)能電池板所接收的光照強(qiáng)度。在一定范圍內(nèi)，使用凹面鏡聚光后，接收的太陽(yáng)光源得到更有效的聚光倍數(shù)，聚光倍數(shù)比的提高，同樣條件下，倍率越高，所需太陽(yáng)能電池板面積越小而且功效越大。?

作為對(duì)前述技術(shù)方案的進(jìn)一步設(shè)計(jì)：所述的跟蹤裝置包括單片機(jī)、由單片機(jī)控制驅(qū)動(dòng)的伺服電機(jī)、伺服電機(jī)上設(shè)有的主動(dòng)齒輪、連接于跟蹤支架座并與主動(dòng)齒輪嚙合的從動(dòng)齒輪。所述的單片機(jī)為程序控制器。該從動(dòng)齒輪套于第二轉(zhuǎn)軸上。單片機(jī)、伺服電機(jī)和齒輪之間的關(guān)系：在于驅(qū)動(dòng)第二轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)，根據(jù)周日視太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)從東向西的特點(diǎn)，得出某地區(qū)某一時(shí)期太陽(yáng)的運(yùn)行軌跡，設(shè)定第二轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)軌跡為每天轉(zhuǎn)動(dòng)150度、每20分鐘轉(zhuǎn)5度。利用C語(yǔ)言編程控制單片機(jī)，驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)和齒輪按照需求轉(zhuǎn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能聚光裝置跟蹤太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)的功能。上述的單片機(jī)能操控伺服電機(jī)使伺服電機(jī)按單片機(jī)所編入的程序進(jìn)行有規(guī)律的運(yùn)轉(zhuǎn)，從而使帶動(dòng)主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)更加有規(guī)律地控制相應(yīng)的部件運(yùn)動(dòng)。?

????作為對(duì)前述技術(shù)方案的進(jìn)一步設(shè)計(jì)：所述的跟蹤支架座與轉(zhuǎn)動(dòng)桿通過(guò)第一轉(zhuǎn)軸連接，支架與跟蹤支架座通過(guò)第二轉(zhuǎn)軸連接，支架腳與支架通過(guò)第三轉(zhuǎn)軸連接。該第一轉(zhuǎn)軸與第三轉(zhuǎn)軸均為橫向設(shè)置，第二轉(zhuǎn)軸為縱向設(shè)置；或者第一轉(zhuǎn)軸與第三轉(zhuǎn)軸均為縱向設(shè)置，第二轉(zhuǎn)軸為橫向設(shè)置。其中，跟蹤支架座與轉(zhuǎn)動(dòng)桿通過(guò)第一轉(zhuǎn)軸連接，用于根據(jù)某一地區(qū)太陽(yáng)周年赤緯（即太陽(yáng)直射地理緯度）變化進(jìn)行調(diào)整，每月調(diào)整1—2次，為人手調(diào)控；支架腳與支架通過(guò)第三轉(zhuǎn)軸連接，用于根據(jù)使用地區(qū)的緯度調(diào)整跟蹤軌跡，作一次性調(diào)整，為人手調(diào)控；支架與跟蹤支架座通過(guò)第二轉(zhuǎn)軸連接，該轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)由計(jì)算機(jī)語(yǔ)言、單片機(jī)、伺服電機(jī)控制，用于跟蹤太陽(yáng)每天從東向西的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行自動(dòng)調(diào)控。?