一種協同自適應太陽能追日裝置製造方法
2023-05-01 11:14:46 2
一種協同自適應太陽能追日裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種協同自適應太陽能追日裝置，該裝置的特徵在於：採用一種聯杆結構，將背向安裝於太陽能光伏陣列兩側的兩塊光伏驅動板相連，當太陽能光伏陣列面旋轉時，該聯杆結構會協同轉動，牽引所述的兩塊光伏驅動板繞各自上端的連接軸轉動，從而改變與太陽能光伏陣列平面的夾角。本發明的有益效果：結構簡單，無需蓄電池和電子控制器，壽命長，運行可靠；所使用的光伏驅動板的額定輸出功率更低，成本更低；次日早晨啟動向東復位更早；改善了傳統自適應光伏追日裝置在陽光強度變弱時跟蹤精度變差的問題；跟蹤角度範圍大，可達到120°以上；跟蹤精度高，可達到±5°以內。
【專利說明】 一種協同自適應太陽能追日裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及太陽能發電應用領域，具體為一種協同自適應太陽能追日裝置。
【背景技術】
[0002]現有單軸太陽能追日裝置多數採用時鐘程序控制、光傳感器控制或自適應控制。時鐘程序控制是根據天文規律來編寫時鐘程序定時或者連續地控制驅動電機正反轉動實現追日；光線傳感器控制是利用光照度傳感器檢測太陽角度的變化，向控制器反饋信號，然後控制器控制電機的正轉或反轉來追日；自適應控制是利用兩塊光伏板背向安裝，既可以作為光線角度傳感器，同時還可以驅動電機正向或反向轉動，減少或消除系統追日角度的偏差。前兩種方式均採用了較多的電子元器件，甚至需要用到蓄電池，導致使用壽命有限，維護成本高。而自適應控制非常簡潔，無需蓄電池和其他電子元器件調控，使用壽命長，可靠性更高。
[0003]專利200710020572.6公開了 一種用於光伏發電的自適應對日跟蹤裝置。該專利採用兩塊分別沿轉動軸背向安裝的光伏板作為光伏驅動器，此兩塊光伏板串聯後與減速電機相連接，最大跟蹤角度範圍可到達110°，標準條件下跟蹤精度優於±10°。但該專利的不足之處在於:兩塊光伏驅動板沿轉動軸安裝，會導致光伏驅動板在次日早晨完全被朝西的太陽能光伏陣列遮檔或光入射角度太小，因此無法立刻向東復位，需等到太陽升到足夠高度時才能向東復位；而且對於早晨由晴轉陰、下午由陰轉晴的間歇性天氣狀況也同樣無法適應。此外，該專利描述兩塊光伏驅動板的額定峰值輸出功率不低於20瓦，但電機工作時的實際功率遠低於20瓦，存在對光伏驅動板利用率較低的問題。
[0004]專利201420166700.3公開了一種採用四塊光伏板作為驅動電源的自適應太陽能追日裝置，雖然緩解了上述專利200710020572.6的一些不足，但是由於採用了四塊光伏板，總成本較高。
【發明內容】
[0005]針對上述三種太陽能追日裝置存在的問題，本發明的目的在於提出一種自適應太陽能追日裝置:成本低，可自動向東復位，可適應間歇性天氣狀況，無蓄電池和電子控制器，跟蹤精度聞，跟蹤範圍寬。
[0006]為實現上述目的，本發明專利的技術方案為:
一種協同自適應太陽能追日裝置，包括立柱、主轉動軸、直流減速電機、託架、太陽能光伏陣列、光伏驅動板和聯杆結構，所述聯杆結構包括聯杆、滑動杆和固定構件，所述太陽能光伏陣列對稱安裝在託架上，託架對稱固定於主轉動軸，主轉動軸與直流減速電機耦合，所述光伏驅動板包括東側光伏驅動板和西側光伏驅動板，背向安裝在太陽能光伏陣列兩側，通過滑動杆與聯杆相連，其輸出端串聯後與直流減速電機相連。其特徵在於:所述兩塊光伏驅動板背向安裝在太陽能光伏陣列的兩側，並與所述聯杆兩端相連，該聯杆可協同主轉動軸轉動而轉動。[0007]進一步的，所述聯杆可繞固定點旋轉，該固定點位於所述主轉動軸的正下方，與所述主轉動軸的垂直距離是所述光伏驅動板的寬度的I倍倍。
[0008]進一步的，所述聯杆在旋轉固定點以東部分的有效長度小於或等於在旋轉固定點以西部分的有效長度。
[0009]進一步的，所述聯杆的兩端各有一個小孔，所述滑動杆可穿過該小孔低阻力上下滑動。
[0010]進一步的，所述直流減速電機的額定電壓範圍為5伏?24伏。
[0011]進一步的，所述東側光伏驅動板和所述西側光伏驅動板在標準條件下的峰值輸出功率範圍為10瓦?25瓦，開路電壓範圍為5伏?24伏，短路電流範圍為I安培安培。
[0012]由於採用了上述技術方案，與現有單軸太陽能光伏發電跟蹤裝置相比，本發明的有益效果包括:
結構簡單，無需蓄電池和電子控制器，壽命長，運行可靠；所使用的光伏驅動板的額定輸出功率更低，成本更低；次日早晨啟動向東復位更早；改善了傳統自適應光伏追日裝置在陽光強度變弱時跟蹤精度變差的問題；跟蹤角度範圍大，可達到120°以上；跟蹤精度高，可達到±5°以內。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]下面結合附圖對本發明專利作進一步說明。
[0014]圖1是本發明裝置的結構示意圖；
圖2為本發明裝置的結構截面示意圖；
附圖標記:1-託架，2-太陽能光伏陣列，3-主轉動軸，4-光伏驅動板，5-直流減速電機，6-立柱，7-固定構件，8-聯杆，9-滑動杆，41-東側光伏驅動板，42-西側光伏驅動板
【具體實施方式】
[0015]下面結合實例對本發明專利進行詳細的說明。
[0016]具體實施例僅僅是對本發明的解釋，並不是對本發明專利的限制，本領域技術人員在閱讀完本說明書後可以根據需要對本實施例做出沒有創造性貢獻的修改，但只要在本發明的權利要求範圍內都受到專利法的保護。
[0017]實施例:
如圖1、圖2所示，一種協同自適應太陽能追日裝置，主要包括託架1，太陽能光伏陣列2，主轉動軸3，光伏驅動板4，直流減速電機5，立柱6，固定構件7，聯杆8，滑動杆9。所述太陽能光伏陣列2對稱安裝在託架I的上面，所述託架I對稱固定於主轉動軸3，主轉動軸3與直流減速電機5耦合，所述光伏驅動板4既有光線角度傳感器的作用，同時還能輸出正或負電壓，驅動直流減速電機5正轉或反轉，該光伏驅動板4包括東側光伏驅動板41和西側光伏驅動板42，其輸出端串聯後與直流減速電機5相連，東側光伏驅動板41和西側光伏驅動板42背向安裝在太陽能光伏陣列2的東西兩側，並可繞其各自上端的連接軸轉動，其下端則通過各自的滑動杆9穿過聯杆8兩端的小孔。
[0018]直流減速電機5的額定電壓為6伏；光伏驅動板4在標準條件下的峰值功率為15瓦，開路電壓為6伏，短路電流為2.5安培；聯杆8的固定點到主轉動軸3的距離為光伏驅動板4寬度的1.5倍；聯杆8的總長度大於太陽能光伏陣列面的寬度，聯杆8在固定點以東部分的有效長度小於固定點以西部分的有效長度。
[0019]下面結合圖1和圖2描述本發明的工作過程:
當太陽向西運動一個小角度，導致西側光伏驅動板42的輸出功率明顯大於東側光伏板41的輸出功率，從而直流減速電機5開始帶動轉動軸3和太陽能光伏陣列2逆時針方向旋轉，此時聯杆8也會發生逆時針方向旋轉，從而牽引東側光伏驅動板41和西側光伏驅動板42繞各自上端的連接軸順時針方向旋轉，因此，東側光伏驅動板41與太陽能光伏陣列2的背面的夾角變小，西側光伏驅動板42與太陽能光伏陣列2的背面的夾角變大,這將使得太陽能光伏陣列2向西旋轉達到平衡的角度變小，由於早晨太陽出來時，光線較弱，光伏驅動板對太陽的方位角的跟蹤存在一定的遲後效應，這種聯杆8推動光伏驅動板4順時針轉動，有利於抵消一部分遲後效應，在中午時間段跟蹤精度達到最佳。到了下午時段，太陽光強度慢慢變弱，上述遲後效應又重新變得突出，此時聯杆8已經牽引光伏驅動板4順時針轉動了 30度以上的較大角度，西側光伏驅動42的光入射角度被持續改善，從而可以顯著削弱遲後效應，提高此時的角度跟蹤精度，直至太陽光接近落山，光強變弱至光伏驅動板4無法驅動直流減速電機5而停止下來，此時東側光伏驅動板41已經被聯杆8牽引順時針旋轉了較大角度，當次日早晨太陽出來時，東側光伏驅動板41受光面的陽光入射角度較佳，西側光伏驅動板42則完全背對太陽，所以，直流減速電機5獲得足夠電力開始驅動太陽能光伏陣列2順時針方向旋轉向東進行復位，於此同時，聯杆8牽引東側光伏驅動板41和西側光伏驅動板42繞各自上端的連接軸逆時針方向轉動，使得太陽能光伏陣列平面2向東復位動作快速完成，開始新的一天的循環。
【權利要求】
1.一種協同自適應太陽能追日裝置，包括立柱、主轉動軸、直流減速電機、託架、太陽能光伏陣列、光伏驅動板和聯杆結構，所述聯杆結構包括聯杆、滑動杆和固定構件，所述太陽能光伏陣列對稱安裝在託架上，託架對稱固定於主轉動軸，主轉動軸與直流減速電機耦合，所述光伏驅動板包括東側光伏驅動板和西側光伏驅動板，背向安裝在太陽能光伏陣列兩偵牝通過滑動杆與聯杆相連，其輸出端串聯後與直流減速電機相連，其特徵在於:所述兩塊光伏驅動板背向安裝在太陽能光伏陣列的兩側，並與所述聯杆兩端相連，該聯杆可協同主轉動軸轉動而轉動。
2.如權利要求1所述的協同自適應太陽能追日裝置，其特徵在於:所述聯杆可繞固定點旋轉，該固定點位於所述主轉動軸的正下方，與所述主轉動軸的垂直距離是所述光伏驅動板的寬度的I倍倍。
3.如權利要求1所述的協同自適應太陽能追日裝置，其特徵在於:所述聯杆在旋轉固定點以東部分的有效長度小於或等於在旋轉固定點以西部分的有效長度。
4.如權利要求1所述的協同自適應太陽能追日裝置，其特徵在於:所述聯杆的兩端各有一個小孔，所述滑動杆可穿過該小孔低阻力上下滑動。
5.如權利要求1所述的協同自適應太陽能追日裝置，其特徵在於:所述直流減速電機的額定電壓範圍為5伏~24伏。
6.如權利要求1所述的協同自適應太陽能追日裝置，其特徵在於:所述東側光伏驅動板和所述西側光伏驅動板在標準條件下的峰值輸出功率範圍為10瓦~25瓦，開路電壓範圍為5伏~24伏，短路電流 範圍為I安培I安培。
【文檔編號】G05D3/12GK103901903SQ201410144737
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年4月12日 優先權日:2014年4月12日
【發明者】劉鋒, 季根華, 李翔 申請人:蘇州旭環光伏科技有限公司