[發明專利]車載式非感應式追蹤的光電和光熱一體化系統

在審

• 申請號: 202010775308.9
• 申請日: 2020-08-05
• 公開（公告）號: CN111750539A
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 李杰
• 申請（專利權）人: 廣西圣井新能源科技有限公司
• 主分類號: F24S10/40
• 分類號: F24S10/40;F24S10/70;F24S20/30;F24S30/00;F24S50/20;F24S70/60;F24S23/70;H02S20/32
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1.車載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、光伏板、集熱裝置、支柱、驅動裝置、蓄電池、箱子，光伏板是水平狀安裝在兩個箱子內，光伏板串聯或并聯為蓄電池充電，光伏板安裝分為車頂式和地面式兩種類型，所述車頂式是指箱體采用支架活動式地安裝在車頂的行李架上，箱子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，兩個箱子之間采用合頁連接，各箱子底部固定安裝有Z根梁，每根梁上固定安裝有X個扣環，Z根多邊形或圓形的管穿過X個扣環，兩端螺栓固定在支架上，箱子內光伏板的安裝是在每個箱子的周邊固定安裝有截面為h型的梁，梁的上面上安裝有門栓的門扣或插銷Y個，光伏板的四邊底部托在梁的底面上，上部的四邊框與梁的短邊齊平，也對應地安裝有Y個門栓的插銷或門扣，通過門栓與h型的梁固定為一體，所述地面式安裝是指到達目的地車挺穩后，把箱子卸載下來，在地面上重新組裝的模式，其分為1維度或2維度追日的兩種不同模式，在1維度追日的模式當中，又分為只能調節傾角的有驅動裝置的或只能調節方位角的無驅動裝置的兩種不同類型，有驅動裝置的1維度追蹤系統主要由支柱和驅動裝置所構成，支柱是可分拆的多邊形或圓形的空心管，分為K段，當K＞1時候，每段之間采用螺紋連接，一個頂端帶有鉸接構件或圓環構件的T型空心管插入支柱后螺栓固定，一根梁，其兩端各有一個孔，其底部安裝有與T型空心管相同的鉸接裝置的構件，其底部的構件與支柱頂端的T型空心管鉸接連接或軸連接形成鉸接裝置，所述驅動裝置螺栓固定在支柱頂端，其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、T型空心管所構成，T型空心管的頂部兩端各有一個孔，其固定在螺母上形成一體，螺母沿著軸上下移動，在2維度追日的模式當中，支柱共有N根，其中一根是固定安裝，其余都為移動式安裝，移動支柱將圍繞固定支柱按圓形軌跡轉動，移動支柱是與上述相同的可分拆的空心管，其最底層一段的底部安裝有萬向輪或滑輪，上述的T型空心管兩根為一組，彼此鉸接或軸連接形成一個鉸接裝置，其中一端插入移動支柱的頂端螺栓固定，所述固定支柱是一種智能電動柱，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，智能電動柱的柱體空心管頂端螺栓固定有上述的驅動裝置，驅動裝置只有在2維度追日模式當中隨著柱體的空心管一同轉動，一根活動式安裝有N-1組的L型支架的多邊形或圓形的空心管套在驅動裝置頂端螺栓固定連接，所述L型支架上開有孔，固定支柱和每根移動支柱之間以及移動支柱之間活動式安裝有連接的梁，上述所有的智能電動柱的柱體都是固定在機座上，其的驅動將采用固定在機座內的電機和機械傳動機構的組合體來進行，在上述的系統上安裝了光伏板就成為一個追日型光電系統，安裝了集熱裝置就成為一個追日型的光熱系統，兩者同時安裝就成為一個光電光熱一體化系統，所述光熱系統是一種太陽能爐，其分為多管和單管兩種不同類型，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，光伏板或單管型太陽能爐安裝在支柱和驅動裝置上時，在1維度追蹤模式當中，是把各自底部的空心管插入鉸接裝置和驅動裝置上的孔內螺栓固定，多管型太陽能爐則是固定在一根梁上，梁的兩端分別安裝在鉸接裝置和驅動裝置上，光伏板的數量＞1時，兩塊光伏板連接處的邊框外側采用門栓的插銷或門扣扣緊為一體，在2維度追蹤模式當中，光伏板的安裝是把空心管插入移動支柱的T型管和驅動裝置上的L型支架的孔內螺栓固定，太陽能爐是固定在一個活動式組裝的支架上，支架架在光伏板上并且與其平行，固定在光伏板的邊框上，在無驅動裝置1維度追蹤當中，其結構與2維度追蹤模式的相同，但是沒有驅動裝置，L型支架是直接固定在智能電動柱頂端，光伏板是分別固定在移動支柱的T型管和L型支架上固定不動，并且與地面形成傾斜狀態，太陽能爐的安裝方式與2維度追蹤模式的相同，光伏發電系統或光電和光熱一體化系統的角度調節，是調節光伏板的角度，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，光伏板角度調節的工作原理為，太陽能角度控制器與光伏板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按輸入的角度值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，就能夠確定光伏板與水平面間的夾角，當蓄電池給汽車空調供電時，將通過一個自動開關轉換器與汽車空調相連為汽車空調提供電力，其特征在于：不需要光電傳感裝置，分別采用箱體、智能電動柱、支柱、固定或活動的支架的不同組合體，構建一個車載光伏充電系統及一個1維度或2維度的非感應式光電和光熱追蹤系統；光伏板的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。