CN106972815A - 一种用于电力***的智能型高效光伏发电装置 - Google Patents

一种用于电力***的智能型高效光伏发电装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于电力***的智能型高效光伏发电装置，包括底座、支柱和若干发电组件，发电组件包括固定板、托板、圆环、两个升降单元和两个发电单元，升降单元与托板传动连接，升降单元与圆环传动连接，发电单元包括底板、气泵、太阳能板和若干支撑单元，支撑单元包括气管、气缸、活塞、横杆、竖杆、第一滑环和框架，该用于电力***的智能型高效光伏发电装置通过测光单元检测光向，并调节支撑单元的高度改变太阳能板的角度，使其能充分吸收太阳光，不仅如此，通过升降单元改变发电单元的高度位置和圆环的角度，使太阳能板接收的光线不被支柱和上方的发电单元阻挡，从而使太阳能板彻底吸收光能，提高发电效率。

Description

一种用于电力***的智能型高效光伏发电装置
技术领域
本发明涉及光伏发电设备领域，特别涉及一种用于电力***的智能型高效光伏发电装置。
背景技术
太阳能是最清洁的能源，同时太阳能资源非常丰富，太阳能发电***是利用光电转换原理使太阳的辐射光通过半导体物质转变为电能的一种新型器械，太阳能发电***配上功率控制器、储能装置、变换器等就组成了光伏发电***，在环境污染问题日益严重和不可再生能源日益枯竭的今天，太阳能发电日益受到人们的重视并得到了广泛的应用。
太阳能板吸收的光量决定了光伏发电装置的发电量，因此，为了提高发电量，人们通常在一个支柱上增设多个太阳能板以达到增加吸收光量的目的，但是，在增设太阳能板时，由于结构角度固定，使得太阳能板不能完全充分吸收光能，不仅如此，在装置中，支柱会遮挡太阳能板，位于上方的太阳能板也将阻挡下方太阳能板的部分光线，这样直接导致了装置的发电效率低下。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种用于电力***的智能型高效光伏发电装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于电力***的智能型高效光伏发电装置，包括底座、支柱和若干发电组件，所述支柱的底端固定在底座上，所述发电组件从上而下均匀分布在支柱上；
所述发电组件包括固定板、托板、圆环、两个升降单元和两个发电单元，所述固定板固定在支柱上，两个所述升降单元分别设置在固定板的两侧且位于固定板的上方，所述升降单元与托板传动连接，所述升降单元与圆环传动连接，所述托板位于升降单元的上方且套设在固定板上，所述圆环设置在托板的上方，两个所述发电单元分别设置在圆环的两侧；
所述发电单元包括底板、气泵、太阳能板和若干支撑单元，所述底板固定在圆环上，所述气泵固定在底板中心，所述太阳能板设置在支撑单元的上方，所述支撑单元周向均匀分布在底板上且与太阳能板传动连接；
所述支撑单元包括气管、气缸、活塞、横杆、竖杆、第一滑环和框架，所述气缸的底端固定在底板上，所述气缸通过气管与气泵连通，所述气管内设有阀门，所述活塞的底端设置在气缸内，所述活塞的底端固定在横杆的一端，所述横杆的另一端固定在竖杆上，所述第一滑环与竖杆的顶端铰接且套设在框架上，所述框架的竖向截面的形状为U形且U形截面开口向上，所述框架的两端固定在太阳能板上。
作为优选，为了带动托板升降以改变两个发电组件之间的距离，所述升降单元包括第一驱动电机、第一驱动轴、套管和调向驱动单元，所述第一驱动电机固定在固定板的上方且与第一驱动轴传动连接，所述第一驱动轴的外周设有外螺纹，所述套管套设在第一驱动轴上，所述套管内设有内螺纹，所述套管内的内螺纹与第一驱动轴上的外螺纹相匹配，所述套管的顶端固定在托板上，所述调向驱动单元设置在套管的一侧且靠近支柱。
作为优选，为了带动圆环转动，改变发电单元的水平位置，所述调向驱动单元包括第二驱动电机、第二驱动轴和驱动齿轮，所述第二驱动电机固定在套管上且与第二驱动轴的底端传动连接，所述驱动齿轮固定在第二驱动轴的顶端且设置在圆环内，所述圆环的内侧设有若干从动齿，所述从动齿周向均匀分布在圆环的内侧且与驱动齿轮啮合。
作为优选，为了辅助支撑底板，所述发电组件还包括两个斜杆，所述斜杆的数量与升降单元的数量相等且一一对应，所述斜杆的一端固定在套管上，所述斜杆的另一端固定在底板上。
作为优选，利用直流伺服电机驱动力强的特点，为了保证第一驱动电机的驱动力，所述第一驱动电机为直流伺服电机。
作为优选，为了便于检测太阳光向，顶部发电组件中的两个发电单元中，其中一个发电单元还包括测光单元，所述测光单元包括平板、若干隔板和若干感光元件，所述平板固定在太阳能板上，所述隔板和感光元件均固定在平板的上方，所述隔板周向均匀分布在平板上，所述感光元件设置在两个隔板之间。
作为优选，利用光敏电阻的阻值与光量大小相关的特点，所述感光元件为光敏电阻。
作为优选，为了固定竖杆的移动方向，所述支撑单元还包括侧杆和第二滑环，所述第二滑环通过侧杆与气缸固定连接，所述第二滑环套设在竖杆上。
作为优选，利用不共线的三点确定一个平面的原理，为了在确定太阳能板角度的同时尽量减少支撑单元的数量，从而降低设备的成本，所述支撑单元的数量为3个。
作为优选，为了辅助支撑支柱，所述支柱的外周设有若干三角板，所述三角板周向均匀分布在支柱的外周，所述三角板的底边固定在底座上，所述三角板的侧边固定在支柱上。
该光伏发电装置在运行时，首先由顶部发电组件中的测光单元测量太阳光传播方向，通过改变太阳能板下方的支撑单元的长度，实现太阳能板的角度变化，在支撑单元中，打开气管中的阀门，并由气泵改变气缸中的气压，使活塞通过横杆带动竖杆移动，从而使第一滑环在框架上滑动，改变了支撑单元的高度，由于个支撑单元的高度发生变化，从而使太阳能板的角度发生改变。当太能板上测光单元中的感光元件接收到的光量相同时，表示光向与隔板平行且与太阳能板垂直，此时改变其他发电组件中发电单元内部各支撑单元的角度，使其与顶部太阳能板角度相同，从而使各太阳能板能够充分吸收光能，提高发电效率。在发电单元中，当太阳能板接收的光线被支柱或上方的发电单元中的太阳能板阻挡时，通过升降单元降低发电单元的高度位置，同时转动太阳能板，使发电单元接收的光线不被阻挡，在升降单元中，利用第一驱动电机带动第一驱动轴转动，使套设在第一驱动轴上的套管高度位置发生变化，从而降低了发电单元的高度，防止光线被上方的发电单元阻挡，同时第二驱动电机通过第二驱动轴带动驱动齿轮转动，使圆环沿支柱的中心轴线转动，从而改变了发电单元的水平位置，防止光线被支柱阻挡，提高了发电效率。
本发明的有益效果是，该用于电力***的智能型高效光伏发电装置通过测光单元检测光向，并调节支撑单元的高度改变太阳能板的角度，使其能充分吸收太阳光，不仅如此，通过升降单元改变发电单元的高度位置和圆环的角度，使太阳能板接收的光线不被支柱和上方的发电单元阻挡，从而使太阳能板彻底吸收光能，提高发电效率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的用于电力***的智能型高效光伏发电装置的结构示意图；
图2是本发明的用于电力***的智能型高效光伏发电装置的排发电组件的结构示意图；
图3是本发明的用于电力***的智能型高效光伏发电装置的升降单元的结构示意图；
图4是本发明的用于电力***的智能型高效光伏发电装置的圆环的结构示意图；
图5是本发明的用于电力***的智能型高效光伏发电装置的发电单元的结构示意图；
图6是本发明的用于电力***的智能型高效光伏发电装置的支撑单元的结构示意图；
图7是本发明的用于电力***的智能型高效光伏发电装置的测光单元的结构示意图；
图中：1.底座，2.支柱，3.发电组件，4.三角板，5.固定板，6.升降单元，7.托板，8.圆环，9.发电单元，10.斜杆，11.第一驱动电机，12.第一驱动轴，13.套管，14.第二驱动电机，15.第二驱动轴，16.驱动齿轮，17.从动齿，18.底板，19.支撑单元，20.太阳能板，21.气泵，22.气管，23.阀门，24.气缸，25.活塞，26.横杆，27.竖杆，28.第一滑环，29.框架，30.侧杆，31.第二滑环，32.测光单元，33.平板，34.隔板，35.感光元件。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1-图7所示，一种用于电力***的智能型高效光伏发电装置，包括底座1、支柱2和若干发电组件3，所述支柱2的底端固定在底座1上，所述发电组件3从上而下均匀分布在支柱2上；
所述发电组件3包括固定板5、托板7、圆环8、两个升降单元6和两个发电单元9，所述固定板5固定在支柱2上，两个所述升降单元6分别设置在固定板5的两侧且位于固定板5的上方，所述升降单元6与托板7传动连接，所述升降单元6与圆环8传动连接，所述托板7位于升降单元6的上方且套设在固定板5上，所述圆环8设置在托板7的上方，两个所述发电单元9分别设置在圆环8的两侧；
所述发电单元9包括底板18、气泵21、太阳能板20和若干支撑单元19，所述底板18固定在圆环8上，所述气泵21固定在底板18中心，所述太阳能板20设置在支撑单元19的上方，所述支撑单元19周向均匀分布在底板18上且与太阳能板20传动连接；
所述支撑单元19包括气管22、气缸24、活塞25、横杆26、竖杆27、第一滑环28和框架29，所述气缸24的底端固定在底板18上，所述气缸24通过气管22与气泵21连通，所述气管22内设有阀门23，所述活塞25的底端设置在气缸24内，所述活塞25的底端固定在横杆26的一端，所述横杆26的另一端固定在竖杆27上，所述第一滑环28与竖杆27的顶端铰接且套设在框架29上，所述框架29的竖向截面的形状为U形且U形截面开口向上，所述框架29的两端固定在太阳能板20上。
作为优选，为了带动托板7升降以改变两个发电组件3之间的距离，所述升降单元6包括第一驱动电机11、第一驱动轴12、套管13和调向驱动单元，所述第一驱动电机11固定在固定板5的上方且与第一驱动轴12传动连接，所述第一驱动轴12的外周设有外螺纹，所述套管13套设在第一驱动轴12上，所述套管13内设有内螺纹，所述套管13内的内螺纹与第一驱动轴12上的外螺纹相匹配，所述套管13的顶端固定在托板7上，所述调向驱动单元设置在套管13的一侧且靠近支柱2。
作为优选，为了带动圆环8转动，改变发电单元9的水平位置，所述调向驱动单元包括第二驱动电机14、第二驱动轴15和驱动齿轮16，所述第二驱动电机14固定在套管13上且与第二驱动轴15的底端传动连接，所述驱动齿轮16固定在第二驱动轴15的顶端且设置在圆环8内，所述圆环8的内侧设有若干从动齿17，所述从动齿17周向均匀分布在圆环8的内侧且与驱动齿轮16啮合。
作为优选，为了辅助支撑底板18，所述发电组件3还包括两个斜杆10，所述斜杆10的数量与升降单元6的数量相等且一一对应，所述斜杆10的一端固定在套管13上，所述斜杆10的另一端固定在底板18上。
作为优选，利用直流伺服电机驱动力强的特点，为了保证第一驱动电机11的驱动力，所述第一驱动电机11为直流伺服电机。
作为优选，为了便于检测太阳光向，顶部发电组件3中的两个发电单元9中，其中一个发电单元9还包括测光单元32，所述测光单元32包括平板33、若干隔板34和若干感光元件35，所述平板33固定在太阳能板20上，所述隔板34和感光元件35均固定在平板33的上方，所述隔板34周向均匀分布在平板33上，所述感光元件35设置在两个隔板34之间。
作为优选，利用光敏电阻的阻值与光量大小相关的特点，所述感光元件35为光敏电阻。
作为优选，为了固定竖杆27的移动方向，所述支撑单元19还包括侧杆30和第二滑环31，所述第二滑环31通过侧杆30与气缸24固定连接，所述第二滑环31套设在竖杆27上。
作为优选，利用不共线的三点确定一个平面的原理，为了在确定太阳能板20角度的同时尽量减少支撑单元19的数量，从而降低设备的成本，所述支撑单元19的数量为3个。
作为优选，为了辅助支撑支柱2，所述支柱2的外周设有若干三角板4，所述三角板4周向均匀分布在支柱2的外周，所述三角板4的底边固定在底座1上，所述三角板4的侧边固定在支柱2上。
该光伏发电装置在运行时，首先由顶部发电组件3中的测光单元32测量太阳光传播方向，通过改变太阳能板20下方的支撑单元19的长度，实现太阳能板20的角度变化，在支撑单元19中，打开气管22中的阀门23，并由气泵21改变气缸24中的气压，使活塞25通过横杆26带动竖杆27移动，从而使第一滑环28在框架29上滑动，改变了支撑单元19的高度，由于3个支撑单元19的高度发生变化，从而使太阳能板20的角度发生改变。当太能板20上测光单元32中的感光元件35接收到的光量相同时，表示光向与隔板34平行且与太阳能板20垂直，此时改变其他发电组件3中发电单元9内部各支撑单元19的角度，使其与顶部太阳能板20角度相同，从而使各太阳能板20能够充分吸收光能，提高发电效率。在发电单元9中，当太阳能板20接收的光线被支柱2或上方的发电单元9中的太阳能板20阻挡时，通过升降单元6降低发电单元9的高度位置，同时转动太阳能板20，使发电单元9接收的光线不被阻挡，在升降单元6中，利用第一驱动电机11带动第一驱动轴12转动，使套设在第一驱动轴12上的套管13高度位置发生变化，从而降低了发电单元9的高度，防止光线被上方的发电单元9阻挡，同时第二驱动电机14通过第二驱动轴15带动驱动齿轮16转动，使圆环8沿支柱2的中心轴线转动，从而改变了发电单元9的水平位置，防止光线被支柱2阻挡，提高了发电效率。
与现有技术相比，该用于电力***的智能型高效光伏发电装置通过测光单元32检测光向，并调节支撑单元19的高度改变太阳能板20的角度，使其能充分吸收太阳光，不仅如此，通过升降单元6改变发电单元9的高度位置和圆环8的角度，使太阳能板20接收的光线不被支柱2和上方的发电单元9阻挡，从而使太阳能板20彻底吸收光能，提高发电效率。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种用于电力***的智能型高效光伏发电装置，其特征在于，包括底座(1)、支柱(2)和若干发电组件(3)，所述支柱(2)的底端固定在底座(1)上，所述发电组件(3)从上而下均匀分布在支柱(2)上；
所述发电组件(3)包括固定板(5)、托板(7)、圆环(8)、两个升降单元(6)和两个发电单元(9)，所述固定板(5)固定在支柱(2)上，两个所述升降单元(6)分别设置在固定板(5)的两侧且位于固定板(5)的上方，所述升降单元(6)与托板(7)传动连接，所述升降单元(6)与圆环(8)传动连接，所述托板(7)位于升降单元(6)的上方且套设在固定板(5)上，所述圆环(8)设置在托板(7)的上方，两个所述发电单元(9)分别设置在圆环(8)的两侧；
所述发电单元(9)包括底板(18)、气泵(21)、太阳能板(20)和若干支撑单元(19)，所述底板(18)固定在圆环(8)上，所述气泵(21)固定在底板(18)中心，所述太阳能板(20)设置在支撑单元(19)的上方，所述支撑单元(19)周向均匀分布在底板(18)上且与太阳能板(20)传动连接；
所述支撑单元(19)包括气管(22)、气缸(24)、活塞(25)、横杆(26)、竖杆(27)、第一滑环(28)和框架(29)，所述气缸(24)的底端固定在底板(18)上，所述气缸(24)通过气管(22)与气泵(21)连通，所述气管(22)内设有阀门(23)，所述活塞(25)的底端设置在气缸(24)内，所述活塞(25)的底端固定在横杆(26)的一端，所述横杆(26)的另一端固定在竖杆(27)上，所述第一滑环(28)与竖杆(27)的顶端铰接且套设在框架(29)上，所述框架(29)的竖向截面的形状为U形且U形截面开口向上，所述框架(29)的两端固定在太阳能板(20)上。
2.如权利要求1所述的用于电力***的智能型高效光伏发电装置，其特征在于，所述升降单元(6)包括第一驱动电机(11)、第一驱动轴(12)、套管(13)和调向驱动单元，所述第一驱动电机(11)固定在固定板(5)的上方且与第一驱动轴(12)传动连接，所述第一驱动轴(12)的外周设有外螺纹，所述套管(13)套设在第一驱动轴(12)上，所述套管(13)内设有内螺纹，所述套管(13)内的内螺纹与第一驱动轴(12)上的外螺纹相匹配，所述套管(13)的顶端固定在托板(7)上，所述调向驱动单元设置在套管(13)的一侧且靠近支柱(2)。
3.如权利要求2所述的用于电力***的智能型高效光伏发电装置，其特征在于，所述调向驱动单元包括第二驱动电机(14)、第二驱动轴(15)和驱动齿轮(16)，所述第二驱动电机(14)固定在套管(13)上且与第二驱动轴(15)的底端传动连接，所述驱动齿轮(16)固定在第二驱动轴(15)的顶端且设置在圆环(8)内，所述圆环(8)的内侧设有若干从动齿(17)，所述从动齿(17)周向均匀分布在圆环(8)的内侧且与驱动齿轮(16)啮合。
4.如权利要求2所述的用于电力***的智能型高效光伏发电装置，其特征在于，所述发电组件(3)还包括两个斜杆(10)，所述斜杆(10)的数量与升降单元(6)的数量相等且一一对应，所述斜杆(10)的一端固定在套管(13)上，所述斜杆(10)的另一端固定在底板(18)上。
5.如权利要求2所述的用于电力***的智能型高效光伏发电装置，其特征在于，所述第一驱动电机(11)为直流伺服电机。
6.如权利要求1所述的用于电力***的智能型高效光伏发电装置，其特征在于，顶部发电组件(3)中的两个发电单元(9)中，其中一个发电单元(9)还包括测光单元(32)，所述测光单元(32)包括平板(33)、若干隔板(34)和若干感光元件(35)，所述平板(33)固定在太阳能板(20)上，所述隔板(34)和感光元件(35)均固定在平板(33)的上方，所述隔板(34)周向均匀分布在平板(33)上，所述感光元件(35)设置在两个隔板(34)之间。
7.如权利要求6所述的用于电力***的智能型高效光伏发电装置，其特征在于，所述感光元件(35)为光敏电阻。
8.如权利要求1所述的用于电力***的智能型高效光伏发电装置，其特征在于，所述支撑单元(19)还包括侧杆(30)和第二滑环(31)，所述第二滑环(31)通过侧杆(30)与气缸(24)固定连接，所述第二滑环(31)套设在竖杆(27)上。
9.如权利要求1所述的用于电力***的智能型高效光伏发电装置，其特征在于，所述支撑单元(19)的数量为3个。
10.如权利要求1所述的用于电力***的智能型高效光伏发电装置，其特征在于，所述支柱(2)的外周设有若干三角板(4)，所述三角板(4)周向均匀分布在支柱(2)的外周，所述三角板(4)的底边固定在底座(1)上，所述三角板(4)的侧边固定在支柱(2)上。
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