[實(shí)用新型]一種太陽(yáng)能自動(dòng)追蹤的光伏發(fā)電裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201620157582.9
• 申請(qǐng)日: 2016-03-02
• 公開（公告）號(hào): CN205356221U
• 公開（公告）日: 2016-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顧俏麗;問(wèn)澈;李華;楊艷芳;張金瑤;李玲玲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H02S10/20
• 分類號(hào): H02S10/20;H02S20/32;G05D3/12
• 代理公司: 天津翰林知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12210
• 代理人: 趙鳳英

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種太陽(yáng)能自動(dòng)追蹤的光伏發(fā)電裝置。

背景技術(shù)

近年來(lái)，太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)作為可再生能源發(fā)電的典型代表，有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，其對(duì)于減少化石能源消耗、限制溫室氣體排放效果顯著。由于太陽(yáng)能發(fā)電裝置只有在太陽(yáng)光直射時(shí)才能獲得最高的發(fā)電效率，所以固定式的太陽(yáng)能電池板難以有效、充分地利用太陽(yáng)能資源，存在著發(fā)電成本較高、效率較低的問(wèn)題。因此，研制一種可以根據(jù)太陽(yáng)光直射角度自動(dòng)調(diào)整太陽(yáng)能電池板傾角(即太陽(yáng)能自動(dòng)追蹤)的裝置對(duì)于提高太陽(yáng)能發(fā)電裝置的工作效率、在更大的范圍內(nèi)推廣太陽(yáng)能技術(shù)有著重大的意義。

目前，現(xiàn)有的太陽(yáng)能追蹤裝置有的采用控制器對(duì)太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行運(yùn)算來(lái)確定太陽(yáng)光的直射角度，有的采用光電傳感器對(duì)太陽(yáng)光的直射角度進(jìn)行檢測(cè)。前一種裝置主要存在著成本較高、對(duì)太陽(yáng)光實(shí)際直射角度測(cè)量不準(zhǔn)確的問(wèn)題，后一種裝置則受環(huán)境因素影響較大，在天氣狀況不佳時(shí)存在較大的誤差。兩種裝置均不能及時(shí)準(zhǔn)確地調(diào)整太陽(yáng)能電池板的傾角，追蹤太陽(yáng)的效果有限。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型擬解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種太陽(yáng)能自動(dòng)追蹤的光伏發(fā)電裝置，該發(fā)電裝置通過(guò)太陽(yáng)光直射角度檢測(cè)模塊和太陽(yáng)能電池板轉(zhuǎn)向模塊的設(shè)計(jì)，解決了現(xiàn)有太陽(yáng)能自動(dòng)追蹤裝置存在的對(duì)控制器運(yùn)算能力要求高、對(duì)太陽(yáng)實(shí)際位置測(cè)量不準(zhǔn)確、受環(huán)境因素影響過(guò)大等問(wèn)題，顯著提高了太陽(yáng)光直射角度追蹤的快速性和準(zhǔn)確性，保證了太陽(yáng)能電池板的發(fā)電效率始終處在最高狀態(tài)。

本實(shí)用新型技術(shù)方案為：

一種太陽(yáng)能自動(dòng)追蹤的光伏發(fā)電裝置，包括太陽(yáng)能電池板轉(zhuǎn)向模塊、太陽(yáng)光直射角度檢測(cè)模塊、控制模塊、蓄電模塊；所述太陽(yáng)能電池板轉(zhuǎn)向模塊和太陽(yáng)光直射角度檢測(cè)模塊分別固定在地面上；控制模塊分別與太陽(yáng)能電池板轉(zhuǎn)向模塊、太陽(yáng)光直射角度檢測(cè)模塊相連；蓄電模塊分別與太陽(yáng)能電池板轉(zhuǎn)向模塊、太陽(yáng)光直射角度檢測(cè)模塊、控制模塊供電相連；

所述太陽(yáng)能電池板轉(zhuǎn)向模塊包括轉(zhuǎn)向底座、橫向轉(zhuǎn)向圓盤、轉(zhuǎn)軸支柱、太陽(yáng)能電池板架、縱向轉(zhuǎn)向步進(jìn)電機(jī)、縱向轉(zhuǎn)向軸、滾珠軸承、光照傳感器、固定螺栓、筋、太陽(yáng)能電池板；轉(zhuǎn)向底座通過(guò)固定螺栓固定在地面上；橫向轉(zhuǎn)向圓盤固定在轉(zhuǎn)向底座上；兩個(gè)相同的轉(zhuǎn)軸支柱豎直地放在橫向轉(zhuǎn)向圓盤上，并且每個(gè)轉(zhuǎn)軸支柱通過(guò)兩個(gè)筋進(jìn)行固定；太陽(yáng)能電池板就放置于太陽(yáng)能電池板架上，太陽(yáng)能電池板架固定在縱向轉(zhuǎn)向軸上，并通過(guò)滾珠軸承的孔洞固定在轉(zhuǎn)軸支柱的中上部；縱向轉(zhuǎn)向步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的齒輪與縱向轉(zhuǎn)向軸上的齒輪咬合，同時(shí)縱向轉(zhuǎn)向步進(jìn)電機(jī)還分別與控制模塊和蓄電模塊相連；滾珠軸承固定在轉(zhuǎn)軸支柱的中上部；光照傳感器固定在太陽(yáng)能電池板架的角上，并與控制模塊相連；太陽(yáng)能電池板與蓄電模塊相連；

所述太陽(yáng)能電池板轉(zhuǎn)向模塊還包括均固定在底座的底面上的第一齒輪、橫向轉(zhuǎn)向步進(jìn)電機(jī)和第二齒輪；其中，第一齒輪與橫向轉(zhuǎn)向圓盤相連接；橫向轉(zhuǎn)向步進(jìn)電機(jī)與第二齒輪相連，第二齒輪與第一齒輪相咬合；同時(shí)橫向轉(zhuǎn)向步進(jìn)電機(jī)還與控制模塊和蓄電模塊相連；

所述太陽(yáng)光直射角度檢測(cè)模塊主要包括小型太陽(yáng)能電池板、小型太陽(yáng)能電池板支柱、圓柱形支撐體和功率計(jì)量芯片；其連接關(guān)系為：一個(gè)圓柱形支撐體豎直地固定在地面上，在其頂端固定有一個(gè)半球形凸起，在半球形凸起上，以球心為中心，放射狀均勻分布有若干個(gè)相同的小型太陽(yáng)能電池板支柱，每個(gè)小型太陽(yáng)能電池板支柱的末端都固定有一個(gè)相同的小型太陽(yáng)能電池板，電池板垂直于支柱的軸向安裝；功率計(jì)量芯片固定在圓柱形支撐體內(nèi)，其輸入端分別與每個(gè)小型太陽(yáng)能電池板相連，其輸出端與控制模塊相連；

所述的均勻分布為：在凸起的頂點(diǎn)固定第一個(gè)小型太陽(yáng)能電池板支柱，半球形凸起與圓柱形支撐體頂端接觸形成的圓周上，均勻間隔設(shè)置8-16個(gè)點(diǎn)；每個(gè)點(diǎn)與第一個(gè)小型太陽(yáng)能電池板支柱在半球形凸起表面位置的最短連接弧線上，都均勻間隔設(shè)置相同數(shù)量的點(diǎn)，數(shù)量為2-4個(gè)，每個(gè)圓周和連接弧線上設(shè)置的點(diǎn)，都設(shè)置一個(gè)小型太陽(yáng)能電池板支柱；

所述控制模塊主要包括A/D轉(zhuǎn)換芯片和單片機(jī)；太陽(yáng)能電池板轉(zhuǎn)向模塊中的光照傳感器與單片機(jī)的引腳相連；功率計(jì)量芯片的輸出端與A/D轉(zhuǎn)換芯片的輸入端相連，A/D轉(zhuǎn)換芯片的輸出端與單片機(jī)相連。

所述蓄電模塊主要包括太陽(yáng)能充放電控制器和蓄電池；太陽(yáng)能充放電控制器與蓄電池相連，同時(shí)蓄電池還與太陽(yáng)能電池板及太陽(yáng)能電池板轉(zhuǎn)向模塊、太陽(yáng)光直射角度檢測(cè)模塊、控制模塊相連。

所述的太陽(yáng)光直射角度檢測(cè)模塊中凸起的半徑小于圓柱橫截面的半徑1-3cm。