[發明專利]便攜式非感應式追蹤的光電和光熱一體化系統

在審

• 申請號: 202010775249.5
• 申請日: 2020-08-05
• 公開（公告）號: CN111895663A
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 李杰
• 申請（專利權）人: 李杰
• 主分類號: F24S20/30
• 分類號: F24S20/30;F24S30/425;F24S50/00;F24S50/20;H02S20/32;H02S40/30;H02S40/44
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1.便攜式非感應式追蹤的光電和光熱一體化系統，包含太陽能角度控制器、太陽能電池、集熱裝置、轉盤、托盤、托架、驅動裝置、蓄電池、箱子，所述光伏板類型的太陽能電池，收納時光伏板安裝在箱子內，系統分為1維度或2維度追蹤的兩種不同的模式，根據轉盤和托盤或托架的不同組合，光伏板發電時其分為安裝在箱子內或在箱子外的兩種不同類型，第一種類型的1緯度或2緯度追蹤的模式是分別進行，采用轉盤和托盤的組合，轉盤和托盤的數量都為1個，第二種類型的1緯度和2緯度追蹤的模式是同時進行，是一體化的模式，采用轉盤和托架的組合，轉盤和托架的數量分別為1個和S個，所述第一種類型的2維度追蹤模式當中，分為有驅動裝置或無驅動裝置的兩種類型，兩種類型的的光伏板是水平狀安裝在兩個箱子內，箱子兩端各活動式的安裝有一根梁扣緊在光伏板的上方，光伏板串聯或并聯為蓄電池充電，箱子上安裝有電源接口、開關，活動式的安裝有萬向輪、空氣阻力的分流板，分流板是把箱子托架在行李架上時才需安裝，分流板安裝在朝向車頭的箱體一端，在安裝分流板一端的兩個箱子的內側，上下部分分別固定安裝有一根橫梁，橫梁上開有螺栓孔，螺栓固定分流板，所述分流板為拱形狀，中間高兩端低，截面為帶弧形的多邊形，分流板固定在箱體或龍骨上，所述龍骨是一種支撐架，其形狀與分流板相同也為拱形，其包含縱梁和橫梁，龍骨中部凸起部分是通過支撐桿螺栓固定在箱體上，兩個箱子之間的交接處安裝有合頁和帶有孔洞的支架，以交接處中部為中心，兩個箱子底部按多邊形或圓形的形狀相對應的安裝有Q個螺母或螺栓或子母扣，活動式的安裝子母扣或螺母，在所述有驅動裝置2緯度追蹤當中，在每個箱子內側底部一邊的橫梁上固定安裝有W個子母扣，與其相對應的另一邊安裝有驅動裝置，其余兩側安裝有L型構件的支架，一種頂端帶有鉸接裝置構件或圓環構件的T型空心管，兩根為一組進行鉸接或軸連接形成一個鉸接裝置，共有W個鉸接裝置，鉸接裝置的T型空心管是子母扣，光伏板底部一端安裝有子母扣，鉸接裝置上的子母扣，下端的與箱底的、上端的與光伏板的分別連接形成為一體，光伏板兩側邊框上安裝有子母扣或L型空心管，活動式連接子母扣，所述子母扣，是指由端頭分別帶有凸型或凹形的不同的兩根管或構件所構成的組合體，端頭為凹型的稱為母扣，為凸型的稱為子扣，凸型上開有接口，凹型內有彈簧扣件，外面有按鈕，或者子母扣的兩根管是具有相同的多邊形或圓形的截面，其中截面大的稱為母扣，截面小的稱為子扣，兩者的結構分別與凹凸型的相同，子母扣連接時，子扣插入母扣時，彈簧扣件扣在子扣的接口內把兩者連為一體，按住按鈕則子母扣分開，光伏板另一端與驅動裝置相連，連接的方式有兩種，一種是與其直接連接，光伏板的空心管插入驅動裝置內螺栓固定，另一種是通過一個三角形支架的間接連接，所述三角形支架由2根豎梁和1根T型橫梁所構成，豎梁兩端分別與箱底內側鉸接，和光伏板通過滑槽進行鉸接連接，所述滑槽是安裝在光伏板底部的橫梁，截面為凹型，其兩側邊緣都帶有鉤槽，兩根豎梁的截面和形狀都與滑槽的相同，截面1根寬1根窄，頂端都鉸接連接一個多邊形或圓形的扣件，截面窄的豎梁穿過內側有開口的截面寬的豎梁內，彼此之間交叉形成三角形狀，豎梁頂端的扣件扣在滑槽內，T型橫梁的底端插入驅動裝置內螺栓固定，其頂部帶有多邊形或圓形的扣件兩端分別扣在兩根豎梁的鉤槽內，隨著驅動裝置的升降而沿著鉤槽上下移動的同時，帶動兩根豎梁上下起伏，頂端的扣件在滑槽內左右來回滑動，由此推動三角架以及光伏板的升起或降落，所述驅動裝置是一種可升降的智能電動柱，其柱體主要由多邊形或圓形的螺母、帶有螺紋的軸、空心管所構成，空心管固定在螺母上形成一體，螺母沿著軸上下移動，所述轉盤是一根智能電動柱，其柱體主要由軸、空心管所構成，空心管固定在軸上隨軸一起旋轉而不能上下移動，在所述有驅動裝置2緯度追蹤當中的托盤分為多邊形或圓形或十字型，所述多邊形或圓形的托盤是活動式安裝有N個腳和Q根支撐桿的多邊形或圓形的托盤，托盤邊緣的周邊有N個子母扣或接口，托盤底端中心固定安裝有個多邊形或圓形的螺母，活動式安裝在螺母上的空心管與轉盤的空心管連接，每個腳或支撐桿的頂端或底端的子母扣與托盤邊緣的子母扣連接或直接插入托盤的接口螺栓連接，腳的底部是活動式的安裝萬向輪，支撐桿頂端的子母扣與箱底的Q個子母扣連接或采用螺母固定在螺栓上，托盤隨同轉盤旋轉的同時，其N個腳將繞著轉盤做圓周運動；所述十字型托盤，是由底部空心管直徑不同的兩根T型支柱所構成，每根T型支柱的兩端安裝有螺絲孔或子母扣，兩根T型支柱通過螺栓或子母扣活動式的連接為一體后，插入或套在轉盤內或頂端螺栓或子母扣固定，隨著轉盤同時轉動，兩個箱子架在十字型托盤上螺栓或子母扣固定，轉盤底部活動式的固定在墊板上，墊板采用地栓或倒U型構件固定在地面上，所述無驅動裝置2緯度追蹤，其結構與上述有驅動裝置2緯度追蹤的相同，區別在于每個箱子內無鉸接裝置和驅動裝置，取而代之的是增加了驅動組合，驅動組合主要由管狀電機、轉輪、空心管所構成，轉輪連接在管狀電機的轉軸上并固定于空心管內側，管狀電機安放在空心管內，通過電機座固定于箱壁上，空心管的另一端通過緊固構件固定于箱壁上，光伏板是直接固定在空心管上隨著空心管的旋轉而轉動，所述第一種類型的1維度追蹤的光伏發電系統的結構與上述有驅動裝置2緯度追蹤的相同，只是沒有驅動裝置和三角形支架，在三角形支架的豎梁處分別安裝一根支撐桿，支撐桿一端與箱底鉸接連接，另一端是活動，工作時將其扣在光伏板的底部，撐起光伏板與箱底形成傾斜狀態，所述第二種類型的箱子內側只有L型構件的支架，光伏板托放在支架上，箱子兩端各活動式的安裝有一根梁扣緊在光伏板的上方，組合中的每個托架主要由空心管、基座、多邊形或圓形的盤所構成，基座是一個多邊形或圓形的柱體，其中心有個圓形的接口，四周安裝有K個腳，每個腳都連接有萬向輪，空心管頂端連接多邊形或圓形的盤，下端插入基座的接口內活動式地固定在基座上，多邊形或圓形的盤的邊緣四周安裝有子母扣或接口，底部中心處有個內側帶有螺紋的圓孔，圓孔活動式地與空心管螺紋連接，每個托架上與轉盤間活動式連接有一根橫梁，托架隨著轉盤的轉動，繞轉盤做圓規運動，在第二種類型當中的2維度追蹤模式中，光伏板是通過所述的鉸接裝置安裝在轉盤的頂端，光伏板底部固定安裝一個子母扣，與鉸接裝置的子母扣連接為一體，一根驅動裝置，其一端連接在光伏板底部的端部，另一端固定在轉盤上，上述的智能電動柱的柱體都是固定在機座上，其的驅動將采用智能電動柱內的電機和機械傳動機構的組合體來進行，由此構成一個2維度追蹤的光伏發電系統；所述第二種類型的1維度追蹤系統，是無驅動裝置的追蹤模式，光伏板是安裝在轉盤和一個托架之間，光伏板一端活動式的固定在托架的多邊形或圓盤上，另一端通過一個三角形支架活動式的固定在轉盤上，在上述的追蹤系統上再加裝上集熱裝置，就變成為一個光電和光熱的一體化追蹤系統，所述的光熱系統是一種太陽能爐，所述太陽能爐，其分為多管和單管兩種不同類型，各種類型太陽能爐的底部安裝有子母扣或空心管，所述單管型太陽能爐，其分為四方形和長方形兩種不同的類型，太陽能爐的安裝方式，在第一種類型的追蹤模式當中，各種類型太陽能爐的子母扣或空心管與光伏板邊框上的子母扣或L型空心管相連接，并且太陽能爐與光伏板平行；在第二種類型的一體化追蹤模式當中，各種類型的太陽能爐的子母扣與多邊形或圓形的盤的子母扣或接口固定連接，并且水平地安放在托架上，光伏發電系統或光電和光熱一體化追蹤系統的角度調節，是調節光伏板或箱子的角度，將由安裝有嵌入式的角度傳感器的太陽能角度控制器，來進行控制，所述太陽能角度控制器，是利用時間計時來控制光伏板或箱子的角度發生改變的一種智能控制裝置，其主要有主芯片、角度傳感器、GPS衛星定位或電子指南針、時鐘芯片、藍牙、電機驅動的模塊，主芯片通過讀取實時的時鐘及角度數值，根據不同的時間段來控制光伏板或箱子角度的變化，時鐘芯片在太陽能角度控制器接通電源后，將自動采用GPS或藍牙進行時間的校對，光伏板或箱子角度調節的工作原理為，太陽能角度控制器與光伏板或箱子安裝在同一個水平面上，當時間到達預設的調節時刻時，太陽能角度控制器接受到一個調節角度的信號，則通過控制電機控制模塊來使角度檢測模塊做出轉動動作，以使得光伏板或箱子完成水平或傾斜動作，此時的智能電動柱將隨著電機的轉動完成水平或伸或縮的運動，推動光伏板或箱子轉動到預定位置的同時，角度傳感器輸出的模擬量經過模擬數字轉換器轉換后送入主控制器，主控制器再根據此輸入來判定光伏板或箱子是否已經轉動到預定的角度，并據此來控制電機的控制模塊，由此完成一次角度的調節，電子指南針調節方位角的具體實施方式為，在電子指南針的刻度上，北面是在刻度為0度之處，東面是在刻度為90度之處，南面是在刻度為180度之處，西面是在刻度為270度之處，東西南北4個方面的方位角度值和模擬電壓值分別為90°、θ伏；270°、ζ伏；180°、β伏；0°、η伏，把東面或西面的角度及模擬電壓值預先輸入到控制器的儲存模塊當中，則在上午或下午時段，方位角在0°~180°或180°~360°，模擬電壓值在η~β或β~θ的區間變化時，根據輸入的方位角度值或模擬電壓值，就能夠調節方位角時刻朝向東面或西面；在傾角1日之內的多次調節模式當中，每次新調節的角度值，在上午時段為ψ-J*ψ/F；正午時段，傾角固定不變，在下午時段為γ+ψ/F，把計算出每次所需調節的傾角角度值跟與其相對應的模擬電壓值或調節時刻一起預先輸入到控制器的儲存模塊當中，具體的實施方式為，當角度傳感器處于水平位置角度為0°時，輸出端Vo輸出的為A伏的模擬電壓，當角度傳感器與水平面成最大傾角的角度值ψ時，此時輸出的是B伏的模擬電壓，當角度傳感器在0°~ψ或ψ~180°的區間變化時，輸出端Vo輸出的電壓將從A伏依此變化到B伏或B伏依此變化到A伏的模擬電壓信號，因此通過測定角度傳感器輸出端Vo電壓的大小，就能夠確定水平面間的夾角，其特征在于：不需要光電傳感裝置，分別采用轉盤、箱體、固定或活動的支架的不同組合體，構建成一個1維度或2維度追蹤的光電和光熱一體化系統，方位角和傾角的調節將采用時間計時，采用太陽能角度控制器來進行控制。