一種機動型大功率伸展式光伏電站的製作方法
2023-05-19 06:05:21 1
一種機動型大功率伸展式光伏電站的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種機動型大功率伸展式光伏電站，其由太陽能發電系統、伸展機構、零重力矢量桁架、雙輪拖車底盤組件構成，光伏組件通過伸展機構而安裝於零重力矢量桁架中的矢量組合主軌道、副軌道，安裝於矢量組合主軌道、副軌道的光伏組件通過位於雙輪拖車底盤組件的左推拉氣缸組件、右推拉氣缸組件進行伸展，且所述雙輪拖車底盤組件中，靠近拖車底盤前端位置以軸銷而設置有翻轉支架，所述翻轉支架安裝有帶操縱杆的液壓升降缸，所述液壓升降缸底部以及拖車底盤後端均設置有抗風樁。本實用新型收起時呈一體式箱式車載結構，便於移動到工作目的地，伸展開同太陽翼一樣工作發電，可以廣泛應用與野外發電、農業灌溉、軍事供電。
【專利說明】一種機動型大功率伸展式光伏電站
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及移動光伏發電領域，尤其是涉及一種機動型大功率伸展式光伏電站。
【背景技術】
[0002]太陽能光伏發電憑著永不枯竭，環保清潔而廣受關注。並已得到了較為廣泛在應用。目前公知的中型、大型太陽能發電系統是固定式的，而對於地質勘探，搶險救災，科學考察，以及農業上特殊地區的戶外作業的領域，現有的移動太陽能光伏發電系統僅局限於小型用電，為了太陽能發電系統在各領域的發展與應用，極需一種機動性更強，發電量更大，無需現場安裝便能快速使用的太陽能光伏發電系統。
[0003]中國專利CN102339879A公開了一種太陽能發電車的光伏板展開裝置，內容與中國專利CN102509739B十分相似。然而專利CN102509739B是專為太空飛行器太陽能電池帆板設計的，其太陽能電池帆板是在完全失重的特定環境中展開的，此工作狀態完全不同於地面，故專利CN102339879A的方案在有地心引力的狀況下是無法實施的。
[0004]中國專利CN102145755B公開了一種零重力懸掛式展開試驗裝置，用於衛星等太空飛行器的太陽電池陣在地面進行展開試驗，然而其造價高額昂，結構龐大，根本無法在地面實用推廣。
[0005]中國專利CN 101619711B公開一種可移動風力發電、太陽能發電與車載起動/發電機互補發電系統。存在三大問題妨礙其實施:(一)太陽能動力汽車，利用安裝在車輛側面的太陽能電池供電，但是車輛的側面安裝的四折太陽能電池板面積有限(按常規六輪卡車測算，最大面積不超過30 Hf )，因此所提供的功率一般不超過4.5kW，如果為了增大側面積而採用大型車輛，則驅動功率大幅增長，得不償失；(二)在「第I個電池板的端部滑動輪落到地面上，見圖5(c)。繼續放下鋼索，直至4個電池板完全展開」過程中，第3個電池板下落時不受鋼絲繩約束，帶動第1、2兩個電池板共同為自由落體狀態，約300kg的電池板靠一兩個人是託不住的，因此屬高危險性操作，很不安全；(三)「當風能、太陽能和儲能單元能量無法滿足用電需求時，……利用車輛發動機帶動該起動/發電機向負載供電」聽起來似乎可行，但凡有一點常識的人都知道汽車起動/發電機只是在行駛中利用車輛發動機冗餘能量發電，如果為了降低了系統成本，啟動60kW的汽車發動機來帶動4.5kff的起動/發電機發電，如何計算發電成本。
實用新型內容
[0006]本實用新型的目的就是為了解決上述問題，提供一種機動型大功率伸展式光伏電站，其旨在提高移動光伏電站的機動性，拓展移動光伏電站的應用場合，重點克服龐大的結構和巨大的地心引力。實現移動光伏電站運輸時體積小、重量輕，到位使用時無需拼裝，直接展開，快速、安全啟動。
[0007]為了實現上述目的，本實用新型採用如下技術方案:
[0008]一種機動型大功率伸展式光伏電站，其包括太陽能發電系統、伸展機構、零重力矢量桁架、雙輪拖車底盤組件，其中，
[0009]所述太陽能發電系統具有大功率光伏組件(I)、與光伏組件連接的儲能蓄電池、光伏控制器、逆變器、防雷器、斷路器；
[0010]所述雙輪拖車底盤組件具有承載矢量組合主、副軌道的立柱(26)；
[0011]所述零重力矢量桁架具有矢量組合主軌道(16)、矢量組合副軌道(17)，所述矢量組合主軌道、矢量組合副軌道與雙輪拖車底盤組件的拖車輪軸平行且布置於立柱頂端，所述矢量組合主軌道、矢量組合副軌道的兩端均設置有保險鎖(37)，所述矢量組合主軌道、矢量組合副軌道分別設置有與各自配合的矢量組合主延長軌道(18)、矢量組合副延長軌道
(19)；
[0012]所述伸展機構具有上伸展臂(8)、下伸展臂(9)、鉸支螺栓(10)、重力傳遞杆(11)，所述光伏組件(I)縱向固定在上伸展臂(8)與下伸展臂(9)之間，在每一個伸展臂經過光伏組件重心線的中心點上固定一個重力傳遞杆(11)，在重力傳遞杆中部壓裝一個深溝球軸承(12)，在重力傳遞杆端部壓裝一個萬向滾珠(13)，所述重力傳遞杆設置有調整深溝球軸承與萬向滾珠位置的調整螺母(14)，安裝於光伏組件的每一對重力傳遞杆分別垂直插入相互平行的矢量組合主軌道和矢量組合副軌道，第一對裝有光伏組件的伸展臂末端與第二對裝有光伏組件的伸展臂首端以鉸支螺栓(10)鉸接，第二對裝有光伏組件的伸展臂末端與第三對裝有光伏組件的伸展臂首端以螺栓鉸接，依次連接，直到最後一塊光伏組件安裝完畢，裝配好的全部光伏組件處於收攏狀態時為一層疊狀長方體，以保險鎖固定；
[0013]所述太陽能發電系統的儲能蓄電池、光伏控制器、逆變器、防雷器、斷路器以及位置信號燈通過殼體結構(K)集成安裝於雙輪拖車底盤組件；
[0014]所述雙輪拖車底盤組件安裝有用於伸展太陽能發電系統的左推拉氣缸組件(27)、右推拉氣缸組件(28)，且左推拉氣缸組件(27)、右推拉氣缸組件(28)依靠設置的微型直流氣泵及氣動控制閥提供動力；
[0015]所述雙輪拖車底盤組件中，靠近拖車底盤前端位置以軸銷(33)而設置有翻轉支架(32)，所述翻轉支架安裝有帶操縱杆的液壓升降缸(34)，所述液壓升降缸底部以及拖車底盤後端均設置有抗風樁(36)。
[0016]所述矢量組合主延長軌道(18)、矢量組合副延長軌道(19)與延長軌道A形撐架
(20)通過鉸接結構進行連接，並且在A形撐架的底部安裝有高度調節頂託(21)以及抗風樁
(36)。
[0017]所述矢量組合主延長軌道(18)、矢量組合副延長軌道(19)以插接結構分別與矢量組合主軌道、矢量組合副軌道相互連接。
[0018]所述矢量組合主軌道、矢量組合副軌道設置有雙邊定位塊、雙聯位置傳感器，該雙聯位置傳感器接於控制器，該控制器接於位置信號燈。
[0019]本實用新型可以同時安裝單排光伏組件、雙排光伏組件或三排光伏組件，根據需要可以同時安裝更多排光伏組件；根據光伏組件的規格，單臺機動型大功率伸展式光伏電站容量達到15kW。
[0020]機動型大功率伸展式光伏電站運到位後，只要調整好角度光伏方陣自動徐徐展開，直至全部對著陽光攤成一個平面。接入用電設備，閉合斷路器即可立刻啟動通電。整個過程僅須5?20分鐘。
[0021]本實用新型的實施具有模塊化功能，採用多個本實用新型裝置，並列展開後進行並聯，就可以成倍擴大光伏發電系統的容量。
[0022]本實用新型具有如下有益效果:本實用新型提高了大規模移動光伏電站的機動性，實現了大規模移動光伏電站運輸時體積小、重量輕，到位使用時無需拼裝，直接展開，快速、安全啟動。解決了地質勘探，搶險救災，科學考察，農田灌溉、軍事行動等急需環保、移動用電的難題。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1為一種機動型大功率伸展式光伏電站展開狀態的軸測圖。
[0024]圖2為一種機動型大功率伸展式光伏電站側視圖。
[0025]圖3為一種機動型大功率伸展式光伏電站收起狀態的軸測圖。
[0026]圖4為一種機動型大功率伸展式光伏電站中單塊組件結構示意圖。
[0027]圖5為一種機動型大功率伸展式光伏電站受力狀況圖。
[0028]圖6為一種機動型大功率伸展式光伏電站中高度調節頂託、A形撐架結構示意圖。
[0029]圖7為一種機動型大功率伸展式光伏電站中左、右推拉氣缸組件、雙邊定位塊、雙聯位置傳感器的結構示意圖。
[0030]圖8為一種機動型大功率伸展式光伏電站中插接結構示意圖。
[0031]圖9為一種機動型大功率伸展式光伏電站中上、下伸展臂和光伏組件的連接結構圖。
[0032]圖10為圖9的側視圖。
[0033]圖11為一種機動型大功率伸展式光伏電站中重力傳遞杆、深溝球軸承、萬向滾珠、調整螺母處局部剖視圖。
[0034]附圖標記說明:
[0035]1.大功率光伏組件；8.上伸展臂；9.下伸展臂；10.鉸支螺栓；11.重力傳遞杆；12.深溝球軸承；13.萬向滾珠；14.調整螺母；16.矢量組合主軌道；17.矢量組合副軌道；18.矢量組合主延長軌道；19.矢量組合副延長軌道；20.A形撐架；21.高度調節頂託；23.雙邊定位塊；24.雙聯位置傳感器；26.立柱；27.左推拉氣缸組件；28.右推拉氣缸組件；32.翻轉支架；33.軸銷；34.液壓升降缸；36.抗風樁；37.保險鎖。
【具體實施方式】
[0036]為了使本實用新型實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本實用新型。
[0037]如圖1-11所示，一種機動型大功率伸展式光伏電站(以下簡稱「光伏電站」)，其包括太陽能發電系統、伸展機構、零重力矢量桁架、雙輪拖車底盤組件。
[0038]所述太陽能發電系統具有大功率光伏組件1、與光伏組件連接的儲能蓄電池、光伏控制器、逆變器、防雷器、斷路器(該部分結構的連接關係屬於公知現有技術，在此不加以贅述)。
[0039]雙輪拖車底盤組件選擇常規帶減震器的汽車拖車底盤或者進行局部改造而成，所述雙輪拖車底盤組件具有承載矢量組合主、副軌道的立柱26。
[0040]所述零重力矢量桁架具有矢量組合主軌道16、矢量組合副軌道17，該矢量組合主軌道、副軌道內設軌道槽結構，以便於裝設光伏組件(具體裝配結構參見下文)，所述矢量組合主軌道、矢量組合副軌道與雙輪拖車底盤組件的拖車輪軸平行且布置於立柱頂端(通過焊接固定)，所述矢量組合主軌道、矢量組合副軌道的兩端均設置有保險鎖37，以便於防止光伏組件在運輸過程中鬆動，所述矢量組合主軌道、矢量組合副軌道分別設置有與各自配合的矢量組合主延長軌道18、矢量組合副延長軌道19。
[0041]所述伸展機構具有上伸展臂8、下伸展臂9、鉸支螺栓10、重力傳遞杆11，所述光伏組件I縱向固定在上伸展臂8、下伸展臂9之間(參見圖9-10)，在每一個伸展臂經過光伏組件重心線的中心點上固定一個重力傳遞杆11 (參見圖11)，在重力傳遞杆中部壓裝一個深溝球軸承12，在重力傳遞杆端部壓裝一個萬向滾珠13，所述重力傳遞杆設置有調整深溝球軸承與萬向滾珠位置的調整螺母14，安裝於光伏組件的每一對重力傳遞杆分別垂直插入相互平行的矢量組合主軌道和矢量組合副軌道，第一對裝有光伏組件的伸展臂末端與第二對裝有光伏組件的伸展臂首端以鉸支螺栓10鉸接，第二對裝有光伏組件的伸展臂末端與第三對裝有光伏組件的伸展臂首端以螺栓鉸接，依次連接，直到最後一塊光伏組件安裝完畢，由此法連接的光伏組件數量可達到20塊。裝配好的全部光伏組件處於收攏狀態時為一層疊狀長方體，以保險鎖固定於矢量組合主/副軌道上。此時，光伏電站最緊湊，重心應在拖車輪軸略微偏前，便於用汽車、拖拉機等運輸工具在崎嶇的道路上拖行。
[0042]所述太陽能發電系統的儲能蓄電池、光伏控制器、逆變器、防雷器、斷路器以及位置信號燈通過殼體結構K集成安裝於雙輪拖車底盤組件。
[0043]所述雙輪拖車底盤組件安裝有用於伸展太陽能發電系統的左推拉氣缸組件27、右推拉氣缸組件28，且左推拉氣缸組件27、右推拉氣缸組件28依靠設置的微型直流氣泵及氣動控制閥提供動力。
[0044]所述雙輪拖車底盤組件中，靠近拖車底盤前端位置以軸銷33而設置有翻轉支架32，所述翻轉支架安裝有帶操縱杆的液壓升降缸34，所述液壓升降缸底部以及拖車底盤後端均設置有抗風樁36。
[0045]所述矢量組合主延長軌道18、矢量組合副延長軌道19與延長軌道A形撐架20通過鉸接結構進行連接，並且在A形撐架的底部安裝有高度調節頂託21以及抗風樁36。
[0046]所述矢量組合主延長軌道18、矢量組合副延長軌道19以插接結構(參見圖8)分別與矢量組合主軌道、矢量組合副軌道相互連接。
[0047]所述矢量組合主軌道、矢量組合副軌道設置有雙邊定位塊23、雙聯位置傳感器24，該雙聯位置傳感器接於控制器，該控制器接於位置信號燈以及左、右推拉氣缸組件的控制系統。該雙聯位置傳感器旨在確保整個系統伸展到位後由控制器控制動力裝置(左、右推拉氣缸組件)停止動作。
[0048]太陽能發電系統的光伏組件的伸展臂受巨大的地心引力，要輕鬆展開，必須克服地心引力，使其在「零重力」狀態下「懸浮」起來。而所述光伏組件存在傾斜角，伸展和收縮過程中受力狀況相當複雜，必須使工作點的矢量力矩和近似為零。鑑於此，所述深溝球軸承與萬向滾珠的位置必須精確調整，保證光伏組件和上、下伸展臂在零重力矢量桁架上的受力狀況為:矢量力矩和近似為零，使光伏組件伸展和收縮輕鬆自如。
[0049]參見圖5,該圖示出了機動型大功率伸展式光伏電站受力狀況。
[0050]光伏電站在到達用電場所後，分離拖車，將雙輪拖車前端調整到方位角正北，抬起雙輪拖車前端，將液壓升降缸圍繞翻轉支架上的軸銷旋轉至與地面垂直，打下備用的抗風樁，扳動操縱杆使得液壓升降缸頂起雙輪拖車底盤至適當的傾角並鎖定。
[0051]實施例1
[0052]單排光伏組件數量20塊，展開面積可以達到32 IIf。為了使光伏組件伸展後始終保持矢量力近零狀態，光伏方陣展開之前，在矢量組合主軌道和矢量組合副軌道兩端分別接插矢量組合主延長軌道、矢量組合副延長軌道，同時放下與延長軌道鉸接的A形撐架調整高度調節頂託到最佳位置。為提高抗風強度，應在A形撐架貼地處打入抗風樁。
[0053]此時啟動微型氣泵打開氣動控制閥，光伏方陣徐徐展開，直至全部對著陽光攤成一個平面。接入用電設備，閉合斷路器即可立刻通電啟動。整個過程僅須5?10分鐘。
[0054]實施例2
[0055]雙排光伏組件數量20塊X2，展開面積可以達到66 m2。為了使光伏組件伸展後始終保持矢量力近零狀態，光伏方陣展開之前，在矢量組合主軌道和矢量組合副軌道兩端分別接插矢量組合主延長軌道、矢量組合副延長軌道，同時放下與延長軌道鉸接的A形撐架調整高度調節頂託到最佳位置。為提高抗風強度，應在A形撐架貼地處打入抗風樁。
[0056]此時啟動微型氣泵打開氣動控制閥，光伏方陣徐徐展開，直至全部對著陽光攤成一個平面。接入用電設備，閉合斷路器即可立刻通電啟動。整個過程僅須10?15分鐘。
[0057]實施例3
[0058]三排光伏組件數量20塊X3，展開面積可以達到100 Itl2。為了使光伏組件伸展後始終保持矢量力近零狀態，光伏方陣展開之前，在矢量組合主軌道和矢量組合副軌道兩端分別接插矢量組合主延長軌道、矢量組合副延長軌道，同時放下與延長軌道鉸接的A形撐架調整高度調節頂託到最佳位置。為提高抗風強度，應在A形撐架貼地處打入抗風樁。
[0059]此時啟動微型氣泵打開氣動控制閥，光伏方陣徐徐展開，直至全部對著陽光攤成一個平面。接入用電設備，閉合斷路器即可立刻通電啟動。整個過程僅須15?20分鐘。
[0060]本實用新型的實施，同時具有模塊化功能，採用多個本實用新型裝置，並列展開後進並聯，就可以成倍擴大光伏發電系統的容量。
[0061]以上所述僅為本實用新型的優選實施方式，本實用新型的保護範圍並不僅限於上述實施方式，凡是屬於本實用新型原理的技術方案均屬於本實用新型的保護範圍。對於本領域的技術人員而言，在不脫離本實用新型的原理的前提下進行的若干改進，這些改進也應視為本實用新型的保護範圍。
【權利要求】
1.一種機動型大功率伸展式光伏電站，其包括太陽能發電系統，其特徵在於，還包括:伸展機構、零重力矢量桁架、雙輪拖車底盤組件，其中， 所述太陽能發電系統具有大功率光伏組件(I)、與光伏組件連接的儲能蓄電池、光伏控制器、逆變器、防雷器、斷路器； 所述雙輪拖車底盤組件具有承載矢量組合主、副軌道的立柱(26)； 所述零重力矢量桁架具有矢量組合主軌道(16)、矢量組合副軌道(17)，所述矢量組合主軌道、矢量組合副軌道與雙輪拖車底盤組件的拖車輪軸平行且布置於立柱頂端，所述矢量組合主軌道、矢量組合副軌道的兩端均設置有保險鎖(37)，所述矢量組合主軌道、矢量組合副軌道分別設置有與各自配合的矢量組合主延長軌道(18)、矢量組合副延長軌道(19)；所述伸展機構具有上伸展臂(8)、下伸展臂(9)、鉸支螺栓(10)、重力傳遞杆(11)，所述光伏組件(I)縱向固定在上伸展臂(8)、下伸展臂(9)之間，在每一個伸展臂經過光伏組件重心線的中心點上固定一個重力傳遞杆(11)，在重力傳遞杆中部壓裝一個深溝球軸承(12)，在重力傳遞杆端部壓裝一個萬向滾珠(13)，所述重力傳遞杆設置有調整深溝球軸承與萬向滾珠位置的調整螺母(14)，安裝於光伏組件的每一對重力傳遞杆分別垂直插入相互平行的矢量組合主軌道和矢量組合副軌道，第一對裝有光伏組件的伸展臂末端與第二對裝有光伏組件的伸展臂首端以鉸支螺栓(10)鉸接，第二對裝有光伏組件的伸展臂末端與第三對裝有光伏組件的伸展臂首端以螺栓鉸接，依次連接，直到最後一塊光伏組件安裝完畢，裝配好的全部光伏組件處於收攏狀態時為一層疊狀長方體，以保險鎖固定； 所述太陽能發電系統的儲能蓄電池、光伏控制器、逆變器、防雷器、斷路器以及位置信號燈通過殼體結構(K)集成安裝於雙輪拖車底盤組件； 所述雙輪拖車底盤組件安裝有用於伸展太陽能發電系統的左推拉氣缸組件(27)、右推拉氣缸組件(28)，且左推拉氣缸組件(27)、右推拉氣缸組件(28)依靠設置的微型直流氣泵及氣動控制閥提供動力； 所述雙輪拖車底盤組件中，靠近拖車底盤前端位置以軸銷(33)而設置有翻轉支架(32)，所述翻轉支架安裝有帶操縱杆的液壓升降缸(34)，所述液壓升降缸底部以及拖車底盤後端均設置有抗風樁(36)。
2.根據權利要求1所述的一種機動型大功率伸展式光伏電站，其特徵在於，所述矢量組合主延長軌道(18)、矢量組合副延長軌道(19)與延長軌道A形撐架(20)通過鉸接結構進行連接，並且在A形撐架的底部安裝有高度調節頂託(21)以及抗風樁(36)。
3.根據權利要求1所述的一種機動型大功率伸展式光伏電站，其特徵在於，所述矢量組合主延長軌道(18)、矢量組合副延長軌道(19)以插接結構分別與矢量組合主軌道、矢量組合副軌道相互連接。
4.根據權利要求1所述的一種機動型大功率伸展式光伏電站，其特徵在於，所述矢量組合主軌道、矢量組合副軌道設置有雙邊定位塊(23)、雙聯位置傳感器(24)，該雙聯位置傳感器接於控制器，該控制器接於位置信號燈。
【文檔編號】H02S10/20GK204046501SQ201420406160
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年7月22日 優先權日:2014年7月22日
【發明者】王輝 申請人:安徽華原光伏科技有限公司