CN111490733B - 一种提高光伏面板光电转化效率的太阳能板支撑设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高光伏面板光电转化效率的太阳能板支撑设备，包括机架和设于所述机架上的除雪装置；所述除雪装置包括铲雪机构、推雪机构及复位机构；所述铲雪机构包括两个关于所述机架中心对称的螺旋板、分别穿设于两个螺旋板内的中心柱及分别设于所述中心柱两端的两个齿轮；两个螺旋板相连，设于所述机架后上方；所述齿轮具有多个三角齿，所述三角齿沿所述齿轮周向等间距分布。本发明通过设置除雪装置，对太阳能板上积雪进行清除，从而提高下雪天气光伏面板的光电转化效率。
Description
技术领域
本发明属于太阳能光伏板技术领域，尤其是涉及一种提高光伏面板光电转化效率的太阳能板支撑设备。
背景技术
光伏发电绿色环保，是理想的能源获取方式，自从进入二十一世纪以来，取得了蓬勃的发展，光伏面板的光电转化效率与天气息息相关，尤其是下雪的时候雪花堆积在面板上，会阻碍阳光直射，而在冬季天气寒冷积雪不能主动融化，必须人工清除或者使用机器人设备清除，机器人设备清除成本高昂，而人工除雪通常使用普通扫帚，对太阳能电池板容易造成损坏。
发明内容
本发明为了克服现有技术的不足，提供一种能够除雪的提高光伏面板光电转化效率的太阳能板支撑设备。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种提高光伏面板光电转化效率的太阳能板支撑设备，包括机架和设于所述机架上的除雪装置；所述除雪装置包括铲雪机构、推雪机构及复位机构；所述铲雪机构包括两个关于所述机架中心对称的螺旋板、分别穿设于两个螺旋板内的中心柱及分别设于所述中心柱两端的两个齿轮；两个螺旋板相连，设于所述机架后上方；所述齿轮具有多个三角齿，所述三角齿沿所述齿轮周向等间距分布。
在除雪时，两个螺旋板分别将太阳能光伏板上的雪向机架的左右两侧边卷落出去，同时，由于螺旋板一直在向前滚动，在螺旋板在将太阳能光伏板上的积雪向侧边卷落出去的同时，螺旋板也会将太阳能光伏板上的积雪向前推送，推雪机构推落从太阳能光伏板上滑落下来的雪，将设备上的雪进行彻底清除；除雪完毕后，复位机构将螺旋板复位；通过除雪装置，对太阳能板上积雪进行清除，从而提高下雪天气光伏面板的光电转化效率；通过两个螺旋板设置成关于机架中心对称，使得滚动方向一致时，两个螺旋板的送料方向相反，左侧螺旋板将左半部分积雪向机架左侧边卷落出去，右侧螺旋板将右半部分积雪向机架右侧边卷落出去，从而实现积雪的有效清除；通过在中心柱两端分别设置齿轮，两个齿轮分别位于机架的左右两侧，对滚落中的螺旋板进行限位，防止螺旋板从机架上掉落至地面上，保障了设备的长期稳定运行。
所述铲雪机构还包括分别设于所述机架左右两侧的两个固定条，所述固定条一端设置成圆角，另一端呈钩状。
当所述螺旋板在所述固定条上滚动时，所述螺旋板与太阳能光伏板表面存在缝隙，清除完毕后，残存在太阳能光伏板表面的一层薄雪能够自动消融；通过设置固定条，使得螺旋板在太阳能光伏板表面滚动时，能够不刮花太阳能光伏板，保证了太阳能光伏板的完好；通过将固定条一端设置成圆角，减小对滚动中的螺旋板的阻力，便于螺旋板滚到固定条上，确保了螺旋板滚落过程的顺畅；通过将固定条另一端设置成钩状，使得当中心柱向前滚落至固定条前端时，固定条前端能将中心柱勾住，使中心柱停止滚动，避免中心柱继续向前滚落至地面上，保障了设备的长期稳定运行。
所述机架包括放置框、分别设于放置框底面中部的两块夹板、轴连于两块夹板内的第一支撑座、沿放置框长度方向延伸至放置框前端的接雪板、分别设于所述接雪板左右两侧的两个挡板、设于接雪板靠近所述放置框一侧上的落雪槽、设于所述放置框后侧的承托件、连于所述承托件后侧的罩壳及设于所述承托件下方的第二支撑座；所述放置框的宽度等于所述中心柱的长度；所述承托件形状与所述螺旋板相适配。
无积雪时，机架后端的重量大于前端的重量，使得承托件能够自然落在第二支撑座上，当积雪在接雪板上累积到一定厚度后，机架前端的重量大于后端的重量，机架自动绕着第一支撑座发生旋转，螺旋板从承托件上脱落，从而在太阳能光伏板表面上滚过，进行积雪的清除；通过将第一支撑座轴连于两块夹板内，使得放置框能够绕着第一支撑座轴进行旋转；通过设置接雪板，实现积雪时设备前后端的重量变化，使得积雪时设备能够自动地进行旋转，再利用除雪装置将积雪清除，从而实现了设备的自动除雪，免去了人工除雪的成本；通过将放置框的宽度设置成等于所述中心柱的长度，使得两个齿轮能始终沿着放置框长度方向从太阳能光伏板上滚落，避免螺旋板在太阳能光伏板上方滚动时左右晃动，造成局部区域的积雪没有被螺旋板卷送出去，保证了太阳能光伏板上的积雪能够被全部清除。
所述推雪机构包括分别设于所述机架左右两侧的两个第一滑轨、设于所述第一滑轨内的齿条、沿所述齿条长度方向等间距分布于所述齿条上的多个“V”形齿槽、卡接于所述挡板上的推板及设于所述推板后方的回弹组件；所述“V”形齿槽后侧面为竖直平面，前侧面为曲面；所述推板与所述齿条相连。
螺旋板在转动过程中，三角齿不断进入“V”形齿槽内后又从“V”形齿槽内出去，当三角齿从“V”形齿槽内出去时，由于三角齿的顶端扫过的路径为曲线，会对“V”形齿槽的竖直平面产生一个向后的作用力，从而带动整个齿条向后移动，齿条再带动推板向前移动，将从太阳能光伏板上不断滑落到接雪板上的雪推送到落雪槽上方，雪通过落雪槽掉落至地面上；当三角齿完全脱离“V”形齿槽后，回弹组件将推板复位，推板带动齿条复位；通过将“V”形齿槽设置成后侧面为竖直平面，前侧面为曲面，能够实现在螺旋板转动时不断将接雪板上的雪推至落雪槽进行清除，提高设备的自动化程度，且使得设备上的雪能够被彻底清除，清雪效果好。
所述回弹组件包括设于所述放置框侧壁上的第一框体、部分嵌设于所述第一框体内的第二框体及两端分别连接所述第一框体和所述推板的弹性件；所述第二框体与所述推板相连。
当推板前移时，弹性件受到挤压，当三角齿完全脱离“V”形齿槽后，处于挤压状态的弹性件将推板向后推，通过设置回弹组件，使得推板在完成推雪动作后能够复位，保证了推板能够间歇性地不断来回进行推雪，保证了清雪效果；通过设置第一框体、部分嵌设于所述第一框体内的第二框体，对弹性件提供保护，避免积雪落入弹性件内，造成弹性件无法正常形变，导致设备故障，保证了清雪的正常进行。
所述复位机构包括提拉组件和开关控制组件；所述提拉组件包括设于所述中心柱中部的环槽、套设于所述环槽外的套圈、穿设于所述罩壳内的拉绳、设于所述第二支撑座后方侧壁上的驱动件及与所述驱动件相连的卷轴；所述拉绳一端缠绕在所述卷轴上，另一端绑在所述套圈上；所述驱动件包括电机套、设于所述电机套内的电机及套设于所述电机转动杆外的固定套；所述固定套与所述卷轴相连。
当驱动部件启动后，驱动部件带动卷轴转动，卷轴对拉绳进行卷收，将螺旋板收回，螺旋板重新落入承托件内，驱动部件停止；通过设置提拉组件，实现螺旋板的复位，为下一次除雪做准备，保证设备能够持续性地在下雪天气对积雪进行清除；通过设置电机套和固定套，提高设备的稳定性。
所述开关控制组件包括分别设于所述放置框底部左右两侧的两个第二滑轨、设于所述第二支撑座与所述第二滑轨间的支撑杆、设于其中一夹板上的异形块、设于所述第二支撑座上的固定板及设于所述固定板上的驱动开关；所述支撑杆一端活动连接于所述第二支撑座上，另一端连于所述第二滑轨上，且该支撑杆可沿所述第二滑轨长度方向移动；所述异形块具有凸起部，当支撑杆滑动至第二滑轨最前端时，所述异形块与所述驱动开关相抵触。
当螺旋板在太阳能光伏板上向前滚动时，放置框前端越来越重，放置框持续进行翻转，支撑杆一端活动连接于所述第二支撑座上，另一端开始在第二滑轨上移动，来适应放置框的角度变化，直到支撑杆滑动至第二滑轨最前端，此时异形块与驱动开关相抵触，电机开启；通过设置开关控制组件，实现电机的自动开启，从而进行卷轴的自动收线，使得本设备的复位过程也全程自动化，免去了人工除雪的成本。
综上所述，本发明具有以下优点：通过除雪装置，对太阳能板上积雪进行清除，从而提高下雪天气光伏面板的光电转化效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图一。
图2为本发明中铲雪机构的立体图。
图3为本发明中推雪机构的立体图。
图4为图3中A处的放大图。
图5为本发明中回弹组件的纵剖立体图。
图6为本发明的结构示意图二。
图7为图6中B处的放大图。
图8为图6中C处的放大图。
图9为本发明中提拉组件的立体图。
图10为本发明的结构示意图三。
图11为图10中D处的放大图。
具体实施方式
为了使技术领域的人员更好的理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
如图1-11所示，一种提高光伏面板光电转化效率的太阳能板支撑设备，包括机架1和除雪装置；所述除雪装置设于所述机架1上，包括铲雪机构2、推雪机构3及复位机构4。
如图2所示，所述铲雪机构2包括螺旋板21、中心柱22、齿轮23及固定条24；所述螺旋板21设于所述机架1后上方，有2个，2个螺旋板21相连，且2个螺旋板21关于所述机架1中心对称，从机架左侧看，左侧的螺旋板21呈逆时针缠绕，使得2个螺旋板21滚动时，能够将太阳能光伏板上的雪分别向太阳能光伏板的两侧卷送出去；所述中心柱22分别穿设于2个螺旋板21内，与所述螺旋板21固连；所述齿轮23有2个，2个齿轮23分别设于所述中心柱22两端，且与所述中心柱22固连；所述齿轮23具有多个三角齿231，具体地，设置成3个，所述三角齿231沿所述齿轮23周向等间距分布；所述固定条24有2个，2个固定条24分别设于所述机架1左右两侧，所述固定条24后端设置成圆角，前端呈钩状，当中心柱22向前滚落至固定条24前端时，所述固定条24前端能将中心柱22勾住，使中心柱22停止滚动；当所述螺旋板21在所述固定条24上滚动时，所述螺旋板21与太阳能光伏板表面存在缝隙，使得螺旋板21在太阳能光伏板表面滚动时，能够不刮花太阳能光伏板；将所述螺旋板21与太阳能光伏板表面的缝隙设置成2mm，使得清除完毕后，残存在太阳能光伏板表面的一层薄雪能够自动消融。
如图1、6、10、11所示，所述机架1包括放置框11、夹板12、第一支撑座13、接雪板14、挡板15、落雪槽16、承托件17、罩壳18及第二支撑座19；所述放置框11的形状与太阳能光伏板的形状相适配，使得太阳能光伏板能够安装在放置框11内，且该放置框11的宽度等于所述中心柱22的长度，使得2个齿轮23能始终沿着放置框11长度方向从太阳能光伏板上滚落；所述夹板12有2块，2块夹板12均固连于放置框11底面中部，具体地，2块夹板12的间距设置成5cm；所述第一支撑座13轴连于两块夹板12内，且第一支撑座13的上端设置成曲面，使得放置框11能够以第一支撑座13为支撑轴进行翻转；所述接雪板14沿放置框11长度方向延伸至放置框11前端，该接雪板14与所述放置框11固连；所述挡板15有2个，2个挡板15分别设于所述接雪板14左右两侧，与所述接雪板14固连；所述落雪槽16开设于接雪板14靠近所述放置框11一侧上，使得从太阳能光伏板上滑落到接雪板14上的雪能够通过落雪槽16掉落；所述承托件17固连于所述放置框11后侧，所述承托件17上端面为与所述螺旋板21形状相适配的曲面，使得螺旋板21能够放置在承托件17上，且当放置框11翻转时，螺旋板21能从承托件17上滑落；所述罩壳18固连于所述承托件17后侧，且罩于所述螺旋板21上，避免灰尘雨雪等落入螺旋板21，所述罩壳18为钢化玻璃材质，减少对从后方射入太阳能光伏板的光线的阻挡；所述第二支撑座19设于所述承托件17下方，无积雪时，机架1后端的重量大于前端的重量，使得承托件17能够自然落在第二支撑座19上，当积雪在接雪板14上累积到一定厚度后，机架1前端的重量大于后端的重量，机架1自动绕着第一支撑座13发生旋转。
如图3-5所示，所述推雪机构3包括第一滑轨31、齿条32、“V”形齿槽33、推板34及回弹组件35；所述第一滑轨31有2个，分别固连于所述机架1左右两侧壁上；所述齿条32嵌设于所述第一滑轨31内，使得齿条32能够沿所述放置框11长度方向来回移动；所述“V”形齿槽33有多个，沿所述齿条32长度方向等间距开设于所述齿条32上，所述“V”形齿槽33后侧面为竖直平面，前侧面为曲面；所述推板34卡接于所述挡板15上，使得推板34能够沿所述推板15长度方向上来回移动，且所述推板34与所述齿条32固连；所述回弹组件35设于所述推板34后方，包括第一框体351、第二框体352及弹性件353；所述第一框体351固连于所述放置框11侧壁上；所述第二框体352部分嵌设于所述第一框体351内，且所述第二框体352与所述推板34固连；所述弹性件353为弹簧，该弹性件353一端固连于第一框体351内底面上，另一端固连于所述推板34上。
如图6-9所示，所述复位机构4包括提拉组件5和开关控制组件6；所述提拉组件5包括环槽51、套圈52、拉绳53、驱动件54及卷轴55；所述环槽51开设于所述中心柱22中部，长度设置为2cm，内径设置为1cm；所述套圈52套设于所述环槽51外，内径设置为1.2cm，使得套圈52能以环槽51中心轴为旋转轴与环槽51发生相对转动；所述拉绳53穿设于所述罩壳18内，且所述拉绳53一端缠绕在所述卷轴55上，另一端绑在所述套圈52上；所述驱动件54设于所述第二支撑座19后方侧壁上；所述卷轴55与所述驱动件54相连，该卷轴55为市面上能买到的塑料绕线盘。
如图9所示，所述驱动件54包括电机套541、电机542及固定套543；所述电机套541固连于所述第二支撑座19后方侧壁上，所述电机542安装于所述电机套541内；将所述电机542设置成开启后能够定时关闭，所述电机542可在市面上购买得到；所述固定套543套设于所述电机542转动杆外，与所述电机542转动杆和所述卷轴55侧壁均固连。
如图6、8所示，所述开关控制组件6包括第二滑轨61、支撑杆62、异形块63、固定板64及驱动开关65；所述第二滑轨61有2个，2个第二滑轨61分别固连于所述放置框11底部左右两侧；所述支撑杆62设于所述第二支撑座19与所述第二滑轨61间，所述支撑杆62一端铰接于所述第二支撑座19侧壁上，另一端卡接于所述第二滑轨61上，使得当第二滑轨61绕第一支撑座13发生转动时，该支撑杆62可沿所述第二滑轨61长度方向移动；所述异形块63固连于其中一夹板12上，具体地，所述异形块63固连于左侧夹板12上，所述异形块63具有凸起部，当支撑杆62滑动至第二滑轨61最前端时，所述异形块63与所述驱动开关65相抵触；所述固定板64固连于于所述第二支撑座19上；所述驱动开关65为按钮开关，安装在所述固定板64上，该驱动开关65与所述电机542电连，当驱动开关65被按下时，电机542启动。
具体工作过程如下：无积雪时，承托件17自然落在第二支撑座19上，积雪在接雪板14上累积到一定厚度后，机架1前端的重量大于后端的重量，放置框11绕着第一支撑座13旋转，螺旋板21从承托件17上脱落，在固定条24上滚动除雪；除雪时，两个螺旋板21分别将太阳能光伏板上的雪向机架1的左右两侧边卷落出去，推雪机构3不断将从太阳能光伏板上滑落下来的雪推落，推雪过程如下：螺旋板21转动带动三角齿231转动，三角齿231从“V”形齿槽33内刮过，带动整个齿条32向后移动，齿条32再带动推板34向前移动，将从太阳能光伏板上不断滑落到接雪板14上的雪推送到落雪槽16上方，雪通过落雪槽16掉落至地面上，在推板34前移过程中，弹性件353受到挤压，当三角齿231完全脱离“V”形齿槽33后，处于挤压状态的弹性件353将推板34向后推，将推板34复位，推板34带动齿条32复位，如此往复；当螺旋板21在太阳能光伏板上向前滚动时，放置框11前端越来越重，放置框11持续进行翻转，支撑杆62一端活动连接于所述第二支撑座19上，另一端开始在第二滑轨61上移动，来适应放置框11的角度变化，当螺旋板21滚动到太阳能光伏板的上方最前端时，清雪完成，此时固定条24勾住中心柱22，中心柱22停止滚动；当支撑杆62滑动至第二滑轨61最前端时，异形块63与驱动开关65相抵触，电机542开启，电机542带动卷轴55转动，卷轴55对拉绳53进行卷收，将螺旋板21收回，螺旋板21重新落入承托件17内，此时电机542定时结束，停止转动。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (5)
1.一种提高光伏面板光电转化效率的太阳能板支撑设备，包括机架(1)和设于所述机架(1)上的除雪装置；其特征在于：所述除雪装置包括铲雪机构(2)、推雪机构(3)及复位机构(4)；所述铲雪机构(2)包括两个关于所述机架(1)中心对称的螺旋板(21)、分别穿设于两个螺旋板(21)内的中心柱(22)及分别设于所述中心柱(22)两端的两个齿轮(23)；两个螺旋板(21)相连，设于所述机架(1)后上方；所述齿轮(23)具有多个三角齿(231)，所述三角齿(231)沿所述齿轮(23)周向等间距分布；所述机架(1)包括放置框(11)、分别设于放置框(11)底面中部的两块夹板(12)、轴连于两块夹板(12)内的第一支撑座(13)、沿放置框(11)长度方向延伸至放置框(11)前端的接雪板(14)、分别设于所述接雪板(14)左右两侧的两个挡板(15)、设于接雪板(14)靠近所述放置框(11)一侧上的落雪槽(16)、设于所述放置框(11)后侧的承托件(17)、连于所述承托件(17)后侧的罩壳(18)及设于所述承托件(17)下方的第二支撑座(19)；所述放置框(11)的宽度等于所述中心柱(22)的长度；所述承托件(17)形状与所述螺旋板(21)相适配；所述推雪机构(3)包括分别设于所述机架(1)左右两侧的两个第一滑轨(31)、设于所述第一滑轨(31)内的齿条(32)、沿所述齿条(32)长度方向等间距分布于所述齿条(32)上的多个“V”形齿槽(33)、卡接于所述挡板(15)上的推板(34)及设于所述推板(34)后方的回弹组件(35)；所述“V”形齿槽(33)后侧面为竖直平面，前侧面为曲面；所述推板(34)与所述齿条(32)相连；所述回弹组件(35)包括设于所述放置框(11)侧壁上的第一框体(351)、部分嵌设于所述第一框体(351)内的第二框体(352)及两端分别连接所述第一框体(351)和所述推板(34)的弹性件(353)；所述第二框体(352)与所述推板(34)相连。
2.根据权利要求1所述的提高光伏面板光电转化效率的太阳能板支撑设备，其特征在于：所述铲雪机构(2)还包括分别设于所述机架(1)左右两侧的两个固定条(24)，所述固定条(24)一端设置成圆角，另一端呈钩状。
3.根据权利要求1所述的提高光伏面板光电转化效率的太阳能板支撑设备，其特征在于：所述复位机构(4)包括提拉组件(5)和开关控制组件(6)；所述提拉组件(5)包括设于所述中心柱(22)中部的环槽(51)、套设于所述环槽(51)外的套圈(52)、穿设于所述罩壳(18)内的拉绳(53)、设于所述第二支撑座(19)后方侧壁上的驱动件(54)及与所述驱动件(54)相连的卷轴(55)；所述拉绳(53)一端缠绕在所述卷轴(55)上，另一端绑在所述套圈(52)上。
4.根据权利要求3所述的提高光伏面板光电转化效率的太阳能板支撑设备，其特征在于：所述驱动件(54)包括电机套(541)、设于所述电机套(541)内的电机(542)及套设于所述电机(542)转动杆外的固定套(543)；所述固定套(543)与所述卷轴(55)相连。
5.根据权利要求3所述的提高光伏面板光电转化效率的太阳能板支撑设备，其特征在于：所述开关控制组件(6)包括分别设于所述放置框(11)底部左右两侧的两个第二滑轨(61)、设于所述第二支撑座(19)与所述第二滑轨(61)间的支撑杆(62)、设于其中一夹板(12)上的异形块(63)、设于所述第二支撑座(19)上的固定板(64)及设于所述固定板(64)上的驱动开关(65)；所述支撑杆(62)一端活动连接于所述第二支撑座(19)上，另一端连于所述第二滑轨(61)上，且该支撑杆(62)可沿所述第二滑轨(61)长度方向移动；所述异形块(63)具有凸起部，当支撑杆(62)滑动至第二滑轨(61)最前端时，所述异形块(63)与所述驱动开关(65)相抵触。
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