一種太陽能實時跟蹤裝置的製作方法

2023-10-09 09:04:39

專利名稱：一種太陽能實時跟蹤裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種太陽能裝置，尤其是涉及一種太陽能實時跟蹤裝置。
背景技術：
隨著能源的緊缺，免費的綠色能源太陽能越來越多的受到人們的關注。太陽能裝置 是一種將太陽光能轉換成電能或熱能，給人們提供生活和生產用電或熱的裝置。照射到 太陽能裝置的光照越強，它輸出的能量也就越大，提供的電能或熱能也就越多。因此太 陽能裝置在使用中能否接收到更多的太陽光，己成為相關人們研究的問題。為解決該問 題，相關研究人員已提出多種太陽能跟蹤系統，如目前市場上常見的光感應跟蹤系統。 光感應跟蹤系統包括太陽能接收裝置、感應器即光傳感器、控制電路和動力裝置，光傳 感器感應太陽光能，控制電路根據光傳感器接收到的太陽光能發出控制信號，控制動力 裝置驅動太陽能接收裝置對準太陽實現太陽能跟蹤，這種跟蹤系統需要控制電路來實現 控制使得結構比較複雜，且工作可靠性不高，特別是在一些條件艱苦的地區如沙漠、海 礁等地區光傳感器和控制電路很容易受到損壞，極大的影響了跟蹤系統的工作安全可靠 性，甚至可能導致跟蹤系統失靈而無法發電。又如中國公開的發明專利"太陽能跟蹤驅 動系統"(公開號為CN1945162)公開的一種太陽能跟蹤驅動系統，包括設有南北向轉 軸的聚能裝置、接收太陽位置信號並輸出控制信號的控制電路、接收控制信號並輸出轉 矩的減速電機、接收轉矩並驅動聚能裝置對準太陽的伺服裝置；伺服裝置包括滑塊驅動 機構和滑塊搖杆機構，滑塊搖杆機構包括受滑動驅動機構驅動作線性移動的滑塊、與滑 塊相對滑動連接的搖杆，搖杆與轉軸固定連接，這種結構的跟蹤驅動系統雖然單從太陽 能接收方面考慮可取得較好的效果，但是該跟蹤驅動系統中的用於接收太陽位置信號的 裝置、控制電路等工作都需要一定的電能消耗，再加上這些部件中的電子元件一旦遇到 潮溼、雷電或者酸鹼等影響都將影響其性能發揮，而且這些電子元件的增加也使得生產 成本、維護成本的增大。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種無需藉助控制電路便能夠實現太陽能的實時跟蹤，且工作可靠性高、結構簡單、生產成本較低的太陽能實時跟蹤裝置。
本發明解決上述技術問題所採用的技術方案為 一種太陽能實時跟蹤裝置，包括底 座支架和太陽能接收裝置，所述的底座支架的兩端分別設置有連接杆，所述的連接杆上 設置有軸承，所述的太陽能接收裝置包括太陽能發電板和用於固定所述的太陽能發電板 的安裝支架，所述的安裝支架上連接有南北朝向的轉軸，所述的轉軸的兩端分別通過所 述的軸承連接在所述的連接杆上，所述的連接杆上連接有動力箱，所述的動力箱內設置 有與所述的轉軸的一端配合連接的軸齒輪、往復行程開關、驅動電機、減速箱和與所述 的軸齒輪相配合的渦杆，所述的軸齒輪上設置有用於與所述的往復行程開關相接觸的第 一撥片和第二撥片，所述的第一撥片的位置與所述的第二撥片的位置相對稱，所述的往 復行程開關連接有電源線，所述的電源線通過所述的往復行程開關與所述的驅動電機連 接，所述的減速箱與所述的渦杆連接。
所述的轉軸的轉速為0.0006944轉/分鐘。
所述的動力箱上開設有一個轉軸孔，所述的轉軸的一端穿過所述的轉軸孔，所述的 轉軸的一端上設置有齒輪銷，所述的軸齒輪上設置有銷槽，所述的齒輪銷嵌入所述的銷 槽中。
所述的第二撥片與所述的往復行程開關相接觸時，所述的驅動電機逆時針旋轉。 所述的第一撥片與所述的往復行程開關相接觸時，所述的驅動電機順時針旋轉。 與現有技術相比，本發明的優點在於僅通過設置在軸齒輪上的第一撥片和第二撥片 與往復行程幵關相配合，使驅動電機順時針或逆時針旋轉，並通過減速箱減速調整，然 後將減速後的轉速通過渦杆傳給軸齒輪，由軸齒輪帶動太陽能發電板繞轉軸順時針或逆 時針旋轉180度，始終使太陽能發電板的轉速與時針基本相同，實現實時跟蹤，與傳統 的固定式太陽能接收裝置相比，本跟蹤裝置使得太陽能發電板能夠始終與太陽光垂直， 大大增加了接收到的太陽光能，從而增加了太陽能發電板的發電量，而與現有的光感應 跟蹤系統相比，本跟蹤裝置的結構更為簡單，且無需任何控制電路，不僅有效提高了工 作可靠性，而且大大降低了生產成本、維護成本；通過適當的選擇驅動電機、減速箱和 軸齒輪，使轉軸的轉速為0.0006944轉/分鐘，這樣有效的保證了與太陽同步；通過第一 撥片和第二撥片與往復行程開關的配合，有效保證了太陽能發電板的每次旋轉都不會超 過180度角，從而避免了因旋轉而出現纏繞太陽能發電板的電源輸出線的現象；通過渦 杆和軸齒輪相配合進行傳動，使得驅動電機的動力能順利單向傳給固定太陽能發電板的 安裝支架，有效的避免了安裝支架在外界風力的影響下而轉動，從而不會影響到驅動電 機的轉速，可達到較精確的實時跟蹤；此外，由於本發明無需藉助任何控制電路，因此 本發明廣泛適應於各種條件艱苦的地區如沙漠、海礁等地區。


圖1為本發明的結構分解示意圖； 圖2為圖1中A部分的放大示意圖; 圖3為本發明的整體組合示意圖； 圖4為圖2中B部分的放大示意圖。
具體實施例方式
以下結合附圖實施例對本發明作進一步詳細描述。
如圖所示， 一種太陽能實時跟蹤裝置，包括底座支架1和太陽能接收裝置2，底座 支架l的兩端分別一體設置有連接杆ll，各個連接杆11上各設置有一個軸承12，太陽 能接收裝置2包括太陽能發電板21和用於固定放置太陽能發電板21的安裝支架22，太 陽能發電板21與安裝支架22的連接可採用現有的任意成熟的固定連接方式。安裝支架 22的中央位置上連接有南北朝向的轉軸23，轉軸23的兩端分別通過軸承12連接在連 接杆11上，安裝支架22通過轉軸23和軸承12安裝在底座支架1上，這樣安裝支架22 就能在底座支架1中以轉軸23為中心進行旋轉。
連接杆11上向外一側固定連接有動力箱3，動力箱3上開設有一個轉軸孔(圖中未 示出)，轉軸23的一端231穿過轉軸孔與動力箱3連接，動力箱3內設置有軸齒輪4、 設置在軸齒輪4下方的往復行程開關5、驅動電機6、具有一定傳動比的減速箱7和與 軸齒輪4相配合的渦杆8。轉軸23的一端231上設置有齒輪銷232，軸齒輪上設置有銷 槽43，齒輪銷232嵌入銷槽43中，這樣當軸齒輪4旋轉時會帶動轉軸23旋轉；軸齒輪 4上設置有用於與往復行程開關5相接觸的第一撥片41和第二撥片42，第一撥片41的 位置與第二撥片42的位置相對稱，當軸齒輪4運轉使第一撥片41或第二撥片42剛好 到達最下方時，第一撥片41或第二撥片42剛好能撥動往復行程開關5。往復行程開關 5上連接有用於接入外部電源(圖中未示出)的電源線9，電源線9的一端通過往復行 程開關5與驅動電機6連接，驅動電機6的轉軸與減速箱7的輸入軸連接，這樣當驅動 電機6運作時可驅動減速箱7內的各個齒輪(圖中未示出)互相傳動，減速箱7的輸出 軸與渦杆8連接。
在此具體實施例中往復行程開關5和減速箱7均採用現有的技術。為了達到實時跟 蹤太陽，必須保證太陽能發電板21的旋轉速度和太陽東升西落的速度相同，因此驅動 電機6的轉速、減速箱7的傳動比及軸齒輪4的牙數要適當，即當驅動電機6的轉速確 定後，可根據(驅動電機的轉速*12小時)/ (傳動比*軸齒輪的牙數)=1/2選擇減速箱 7和軸齒輪4，只要使得轉軸的轉速為0.0006944轉/分鐘，最終實現實時的跟蹤目的， 如驅動電機6的轉速為1000轉/分鐘，如果運轉12個小時，則可選擇傳動比為24000:1的減速箱和牙數為60的軸齒輪。在本發明中往復行程開關5與第一撥片41或第二撥 片42相接觸配合的作用主要是使得太陽能發電板21保持180度往復旋轉，而不是360 度旋轉，這樣可有效避免太陽能發電板21在360度旋轉時因旋轉而出現纏繞太陽能發 電板21的電源輸出線(圖中未示出)的現象。在本發明中選用渦杆8和軸齒輪4相配 合進行傳動，這種結構可使得驅動電機6的動力能順利傳給固定太陽能發電板21的安 裝支架22，如果渦杆8改用普通的齒輪，雖然能夠實現跟蹤的目的，但是在外界風力的 影響下，普通齒輪可能帶動太陽能發電板21反轉，從而將影響驅動電機6的轉速，最 終將造成跟蹤誤差。
以早上6點為起始點，太陽正處於東方的地平面，此時本發明的初始狀態為太陽能 發電板21與地平線垂直，太陽能發電板21的受光面朝向東方，此時第一撥片41與往 復行程開關5剛好相接觸，使得輸入到驅動電機6的電流相反，從而使得驅動電機6順 時針旋轉，驅動電機6輸出的轉速通過傳動比為24000: l的減速箱7減速調整，將減 速後的轉速通過渦杆8傳給軸齒輪4，連接在轉軸23上的軸齒輪4帶動太陽能發電板 21順時針旋轉，當運作6個小時後也就是到12點時，太陽正處於垂直照射情況下，由 於驅動電機6的轉速為1000轉/分鐘，所以此時驅動電機6已共轉了 360000轉，通過傳 動比為24000:1的減速箱7後渦杆8共轉了 15轉，再通過牙數為60牙的軸齒輪4，最 終太陽能發電板21轉動l/4轉也就是轉了卯度，還是與太陽保持垂直；再當運作6小 時後也就是到晚上18點的時候，太陽處於西方的地平面上，此時驅動電機6又轉了 360000轉，通過傳動比為24000:1的減速箱7後渦杆8又轉了 15轉，再通過60牙的軸 齒輪4，最終太陽能發電板21又轉動l/4轉也就是轉了90度，此時的太陽能發電板21 又與地平線垂直，只是太陽能發電板21的受光面朝西，同時軸齒輪4上的第二撥片42 此時剛好撥動往復行程開關5，使得輸入到驅動電機6的電流又相反，驅動電機6逆時 針旋轉，並帶動太陽能發電板21逆時針旋轉，迎接下一個日出。
由於本發明只應用了一根轉軸23，屬於單軸跟蹤，因此在使用本發明的過程中，應 根據不同地區的不同緯度來調整朝南方向的仰角，如圖1中所示的仰角e 。
權利要求
1、一種太陽能實時跟蹤裝置，包括底座支架和太陽能接收裝置，所述的底座支架的兩端分別設置有連接杆，所述的連接杆上設置有軸承，所述的太陽能接收裝置包括太陽能發電板和用於固定所述的太陽能發電板的安裝支架，所述的安裝支架上連接有南北朝向的轉軸，所述的轉軸的兩端分別通過所述的軸承連接在所述的連接杆上，其特徵在於所述的連接杆上連接有動力箱，所述的動力箱內設置有與所述的轉軸的一端配合連接的軸齒輪、往復行程開關、驅動電機、減速箱和與所述的軸齒輪相配合的渦杆，所述的軸齒輪上設置有用於與所述的往復行程開關相接觸的第一撥片和第二撥片，所述的第一撥片的位置與所述的第二撥片的位置相對稱，所述的往復行程開關連接有電源線，所述的電源線通過所述的往復行程開關與所述的驅動電機連接，所述的減速箱與所述的渦杆連接。
2、 根據權利要求1所述的一種太陽能實時跟蹤裝置，其特徵在於所述的轉軸的轉 速為0.0006944轉/分鐘。
3、 根據權利要求1所述的一種太陽能實時跟蹤裝置，其特徵在於所述的動力箱上 開設有一個轉軸孔，所述的轉軸的一端穿過所述的轉軸孔，所述的轉軸的一端上設置有 齒輪銷，所述的軸齒輪上設置有銷槽，所述的齒輪銷嵌入所述的銷槽中。
4、 根據權利要求1所述的一種太陽能實時跟蹤裝置，其特徵在於所述的第二撥片 與所述的往復行程開關相接觸時，所述的驅動電機逆時針旋轉。
5、 根據權利要求1所述的一種太陽能實時跟蹤裝置，其特徵在於所述的第一撥片 與所述的往復行程開關相接觸時，所述的驅動電機順時針旋轉。
全文摘要
本發明公開了一種太陽能實時跟蹤裝置，包括底座支架和太陽能接收裝置，底座支架的兩端設置有連接杆，連接杆上設置有軸承，太陽能接收裝置包括太陽能發電板和安裝支架，安裝支架上連接有轉軸，轉軸的兩端通過軸承連接在連接杆上，連接杆上連接有動力箱，動力箱內設置有軸齒輪、往復行程開關、驅動電機、減速箱和蝸杆，通過設置在軸齒輪上的第一撥片和第二撥片與往復行程開關的配合，使驅動電機順或逆時針旋轉，並通過減速箱減速調整，然後將減速後的轉速通過蝸杆傳給軸齒輪，由軸齒輪帶動太陽能發電板繞轉軸順或逆時針旋轉180度，與現有的跟蹤系統相比，本裝置結構更為簡單，且無需任何控制電路，不僅提高了工作可靠性，而且降低了生產成本。
文檔編號F24J2/38GK101504201SQ20091009661
公開日2009年8月12日 申請日期2009年3月11日 優先權日2009年3月11日
發明者體 周, 範美良, 韓海軍 申請人:寧波太陽能電源有限公司