CN114942654A - 自动追踪式新能源光伏发电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种自动追踪式新能源光伏发电装置，所述自动追踪式新能源光伏发电装置包括底座、旋转架、安装架、第一驱动组件、第二驱动组件和太阳位置追踪组件；旋转架与底座转动连接，具有在水平平面内旋转的自由度；安装架一侧与光伏电板连接，另一侧与旋转架转动连接，转动轴线与旋转架的转动轴线垂直；第一驱动组件与底座和旋转架连接，用来驱动旋转架转动；第二驱动组件与安装架和旋转架连接，用来驱动安装架转动；太阳位置追踪组件与安装架连接，用来感应太阳位置，并分别控制第一驱动组件和第二驱动组件的启停，以使光伏电板与光线保持垂直。
Description
技术领域
本发明属于新能源技术领域，具体涉及一种自动追踪式新能源光伏发电装置。
背景技术
光伏电板主要是通过吸收太阳光，将太阳辐射能通过光电效应或者光化学效应直接或间接转换成电能。也就是说光伏电板受到的太阳辐射越多，越能转化更多的电能，因此太阳能组件的输出功率取决于太阳辐照度等因素。现有的，光伏电板由于是固定安装的，太阳在光伏电板的上方是移动，由于太阳在移动的过程中，会移动至光伏电板的侧边，移动在光伏电板侧边的太阳会倾斜照射在光伏电板上，倾斜照射容易降低光伏电板对太阳光的吸收，影响电能的转化。
发明内容
本发明实施例提供一种自动追踪式新能源光伏发电装置，旨在解决现有技术中太阳光会倾斜照射在光伏电板上，导致光电转化率低的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种自动追踪式新能源光伏发电装置，包括：
底座；
旋转架，与所述底座转动连接，具有在水平平面内旋转的自由度；
安装架，一侧与光伏电板连接，另一侧与所述旋转架转动连接，转动轴线与所述旋转架的转动轴线垂直；
第一驱动组件，与所述底座和所述旋转架连接，用来驱动所述旋转架转动；
第二驱动组件，与所述安装架和所述旋转架连接，用来驱动所述安装架转动；
太阳位置追踪组件，与所述安装架连接，用来感应太阳位置，并分别控制所述第一驱动组件和第二驱动组件的启停，以使所述光伏电板与光线保持垂直。
在一种可能的实现方式中，所述太阳位置追踪组件包括太阳位置感应组件和第一控制组件，所述太阳位置感应组件、所述第一驱动组件和所述第二驱动组件均与所述第一控制组件电性连接，所述太阳位置感应组件用来感应太阳相对所述光伏电板的位置，并将信号传递给所述第一控制组件，所述第一控制组件分别控制所述第一驱动组件和所述第二驱动组件的启停，使所述光伏电板与太阳光线保持垂直。
在一种可能的实现方式中，所述太阳位置感应组件包括四个光敏传感器，四个所述光敏传感器依次连接，组成方形筒状结构，四个所述光敏传感器的感光面为所述方形筒状结构的内壁，且均与所述光伏电板垂直，一个所述光敏传感器与所述安装架连接。
在一种可能的实现方式中，所述旋转架包括底板和两个支架，所述底板与所述支架转动连接，两个所述支架分别与所述底板连接，所述安装架的两侧分别与两个所述支架转动连接。
在一种可能的实现方式中，所述第一驱动组件与所述底座连接，所述第一驱动组件的动力输出端与所述底板连接，以驱动所述底板在水平面内相对所述底座转动。
在一种可能的实现方式中，所述第二驱动组件包括电机组件、主动齿轮和从动齿轮，所述电机组件与所述支架连接，所述主动齿轮与所述电机组件的动力输出端连接，所述从动齿轮与所述安装架连接，并与所述主动齿轮啮合，以使所述电机组件驱动所述安装架相对所述旋转架转动。
在一种可能的实现方式中，还包括防护组件，所述光伏电板中心设有避让孔，所述防护组件一端与所述避让孔对齐，并与所述光伏电板连接，用来在有异物接近所述光伏电板时，保护所述光伏电板。
在一种可能的实现方式中，所述防护组件包括伸缩伞、容纳筒、距离传感器、第二控制组件和第三驱动组件，所述容纳筒一端开口设置，并与所述光伏电板背侧连接，另一端与所述第三驱动组件连接；所述伸缩伞设在所述容纳筒内，一端与所述容纳筒滑动连接，另一端设有所述距离传感器；所述第二控制组件与所述距离传感器和所述第三驱动组件电性连接，用来在检测到有异物接近所述光伏电板时，控制所述驱动组件，驱动所述伸缩伞从所述容纳筒中伸出并打开。
在一种可能的实现方式中，所述伸缩伞包括伞杆、上巢、下巢、伞面、伞骨、伸缩套管和弹簧，所述伞杆下端与所述容纳筒密封滑动连接，所述上巢与所述伞杆的上部连接，所述下巢与所述伞杆滑动连接，所述伞骨与所述上巢和所述下巢连接，所述伞面与所述伞骨连接，所述伞杆为筒状结构，所述伸缩套管穿设在所述伞杆内，一端与所述下巢密封连接，另一端开口设置并与所述伞杆密封滑动连接，所述弹簧一端与所述下巢连接，另一端与所述伞杆顶端连接。
在一种可能的实现方式中，所述第三驱动组件包括气泵、储气罐、单向开关阀和排气阀，所述气泵和所述储气罐均与所述旋转架连接，所述气泵的出气口和所述储气罐的进气口连接，所述储气罐的出气口与所述单向开关阀的进气口连接，所述单向开关阀的出气口与所述容纳筒连接，所述排气阀与所述容纳筒连接；所述单向开关阀和所述排气阀均为电控阀，且均与所述第二控制组件电性连接，在所述距离传感器检测到有异物接近光伏电板时，所述第二控制组件控制所述单向开关阀打开、所述排气阀关闭。
本发明提供的自动追踪式新能源光伏发电装置的有益效果是：与现有技术相比，本发明提供的自动追踪式新能源光伏发电装置设有太阳位置追踪组件，能够实时监测光伏电板相对太阳的位置，并控制第一驱动组件和第二驱动组件驱动旋转架和安装架转动，使光伏电板实时与太阳光保持垂直，最大程度的吸收太阳光，大大提高光电转化效率。
附图说明
图1为本发明实施例提供的自动追踪式新能源光伏发电装置的立体结构示意图；
图2为本发明实施例提供的自动追踪式新能源光伏发电装置的主视结构示意图；
图3为本发明实施例提供的自动追踪式新能源光伏发电装置中伸缩伞打开状态的剖视结构示意图；
图4为本发明实施例提供的自动追踪式新能源光伏发电装置中伸缩伞缩回状态的剖视结构示意图；
附图标记说明：
10、底座；20、底板；21、支架；30、安装架；
31、光伏电板；40、光敏传感器；50、电机组件；51、主动齿轮；
52、从动齿轮；60、容纳筒；70、距离传感器；80、伞杆；
81、上巢；82、下巢；83、伸缩套管；84、弹簧；
90、气泵；91、储气罐；92、单向开关阀；93、排气阀。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。
实施例一：
请一并参阅图1及图2，现对本发明提供的自动追踪式新能源光伏发电装置进行说明。自动追踪式新能源光伏发电装置，包括底座10、旋转架、安装架 30、第一驱动组件、第二驱动组件和太阳位置追踪组件；旋转架与底座10转动连接，具有在水平平面内旋转的自由度；安装架30一侧与光伏电板31连接，另一侧与旋转架转动连接，转动轴线与旋转架的转动轴线垂直；第一驱动组件与底座10和旋转架连接，用来驱动旋转架转动；第二驱动组件与安装架30和旋转架连接，用来驱动安装架30转动；太阳位置追踪组件与安装架30连接，用来感应太阳位置，并分别控制第一驱动组件和第二驱动组件的启停，以使光伏电板31与光线保持垂直。
具体的，如图1和图2所示，太阳位置追踪组件包括太阳位置感应组件和第一控制组件，太阳位置感应组件、第一驱动组件和第二驱动组件均与第一控制组件电性连接，太阳位置感应组件用来感应太阳相对光伏电板31的位置，并将信号传递给第一控制组件，第一控制组件分别控制第一驱动组件和第二驱动组件的启停，使光伏电板31与太阳光线保持垂直。
具体的，如图1和图2所示，太阳位置感应组件包括四个光敏传感器40，四个光敏传感器40依次连接，组成方形筒状结构，四个光敏传感器40的感光面为方形筒状结构的内壁，且均与光伏电板31垂直，一个光敏传感器40与安装架30连接。
需要说明的是，相邻光敏传感器40的感光面互相垂直，当其中一个或者两个感光面受到光照时，说明此时太阳光倾斜照射在光伏电板31上，第一控制组件根据受光照射的光敏传感器40的位置，控制第一驱动组件驱动旋转架转动、控制第二驱动组件驱动安装架30转动，直至四个光敏传感器40均不受太阳光照射，此时，光伏电板31与太阳光垂直。
具体的，如图1和图2所示，旋转架包括底板20和两个支架21，底板20 与支架21转动连接，两个支架21分别与底板20连接，安装架30的两侧分别与两个支架21转动连接。
具体的，如图1和图2所示，第一驱动组件与底座10连接，第一驱动组件的动力输出端与底板20连接，以驱动底板20在水平面内相对底座10转动。
需要说明的是，第一驱动组件为电机驱动组件，电机驱动组件嵌设在底座 10内部，动力输出端与底板20连接，电机驱动组件的输出轴即为旋转架的转轴。
具体的，如图1和图2所示，第二驱动组件包括电机组件50、主动齿轮51 和从动齿轮52，电机组件50与支架21连接，主动齿轮51与电机组件50的动力输出端连接，从动齿轮52与安装架30连接，并与主动齿轮51啮合，以使电机组件50驱动安装架30相对旋转架转动。
本发明提供的自动追踪式新能源光伏发电装置的有益效果是：与现有技术相比，本发明提供的自动追踪式新能源光伏发电装置设有太阳位置追踪组件，能够实时监测光伏电板31相对太阳的位置，并控制第一驱动组件和第二驱动组件驱动旋转架和安装架30转动，使光伏电板31实时与太阳光保持垂直，最大程度的吸收太阳光，大大提高光电转化效率。
实施例二：
请一并参阅图1至图4，现对本发明提供的自动追踪式新能源光伏发电装置进行说明。自动追踪式新能源光伏发电装置，包括底座10、旋转架、安装架 30、第一驱动组件、第二驱动组件和太阳位置追踪组件；旋转架与底座10转动连接，具有在水平平面内旋转的自由度；安装架30一侧与光伏电板31连接，另一侧与旋转架转动连接，转动轴线与旋转架的转动轴线垂直；第一驱动组件与底座10和旋转架连接，用来驱动旋转架转动；第二驱动组件与安装架30和旋转架连接，用来驱动安装架30转动；太阳位置追踪组件与安装架30连接，用来感应太阳位置，并分别控制第一驱动组件和第二驱动组件的启停，以使光伏电板31与光线保持垂直。
具体的，如图1和图2所示，太阳位置追踪组件包括太阳位置感应组件和第一控制组件，太阳位置感应组件、第一驱动组件和第二驱动组件均与第一控制组件电性连接，太阳位置感应组件用来感应太阳相对光伏电板31的位置，并将信号传递给第一控制组件，第一控制组件分别控制第一驱动组件和第二驱动组件的启停，使光伏电板31与太阳光线保持垂直。
具体的，如图1和图2所示，太阳位置感应组件包括四个光敏传感器40，四个光敏传感器40依次连接，组成方形筒状结构，四个光敏传感器40的感光面为方形筒状结构的内壁，且均与光伏电板31垂直，一个光敏传感器40与安装架30连接。
需要说明的是，相邻光敏传感器40的感光面互相垂直，当其中一个或者两个感光面受到光照时，说明此时太阳光倾斜照射在光伏电板31上，第一控制组件根据受光照射的光敏传感器40的位置，控制第一驱动组件驱动旋转架转动、控制第二驱动组件驱动安装架30转动，直至四个光敏传感器40均不受太阳光照射，此时，光伏电板31与太阳光垂直。
具体的，如图1和图2所示，旋转架包括底板20和两个支架21，底板20 与支架21转动连接，两个支架21分别与底板20连接，安装架30的两侧分别与两个支架21转动连接。
具体的，如图1和图2所示，第一驱动组件与底座10连接，第一驱动组件的动力输出端与底板20连接，以驱动底板20在水平面内相对底座10转动。
需要说明的是，第一驱动组件为电机驱动组件，电机驱动组件嵌设在底座 10内部，动力输出端与底板20连接，电机驱动组件的输出轴即为旋转架的转轴。
具体的，如图1和图2所示，第二驱动组件包括电机组件50、主动齿轮51 和从动齿轮52，电机组件50与支架21连接，主动齿轮51与电机组件50的动力输出端连接，从动齿轮52与安装架30连接，并与主动齿轮51啮合，以使电机组件50驱动安装架30相对旋转架转动。
具体的，如图1和图2所示，还包括防护组件，光伏电板31中心设有避让孔，防护组件一端与避让孔对齐，并与光伏电板31连接，用来在有异物接近光伏电板31时，保护光伏电板31。
具体的，如图1和图2所示，防护组件包括伸缩伞、容纳筒60、距离传感器70、第二控制组件和第三驱动组件，容纳筒60一端开口设置，并与光伏电板31背侧连接，另一端与第三驱动组件连接；伸缩伞设在容纳筒60内，一端与容纳筒60滑动连接，另一端设有距离传感器70；第二控制组件与距离传感器70和第三驱动组件电性连接，用来在检测到有异物接近光伏电板31时，控制驱动组件，驱动伸缩伞从容纳筒60中伸出并打开。
具体的，如图1至图4所示，伸缩伞包括伞杆80、上巢81、下巢82、伞面、伞骨、伸缩套管83和弹簧84，伞杆80下端与容纳筒60密封滑动连接，上巢81与伞杆80的上部连接，下巢82与伞杆80滑动连接，伞骨与上巢81 和下巢82连接，伞面与伞骨连接，伞杆80为筒状结构，伸缩套管83穿设在伞杆80内，一端与下巢82密封连接，另一端开口设置并与伞杆80密封滑动连接，弹簧84一端与下巢82连接，另一端与伞杆80顶端连接；伞面和伞骨均为现有技术中的伞面和伞骨，未在图中显示。
具体的，如图1和图2所示，第三驱动组件包括气泵90、储气罐91、单向开关阀92和排气阀93，气泵90和储气罐91均与旋转架连接，气泵90的出气口和储气罐91的进气口连接，储气罐91的出气口与单向开关阀92的进气口连接，单向开关阀92的出气口与容纳筒60连接，排气阀93与容纳筒60连接；单向开关阀92和排气阀93均为电控阀，且均与第二控制组件电性连接，在距离传感器70检测到有异物接近光伏电板31时，第二控制组件控制单向开关阀 92打开、排气阀93关闭；单向开关阀92为带有开关的单向阀。
需要理解是，在距离传感器70检测到有异物靠近后，第二控制组件控制单向开关阀92打开、排气阀93关闭，储气罐91内气体迅速进入容纳筒60内，将伞杆80顶出容纳筒60，随着容纳筒60内压力继续增大，使伸缩套管83克服弹簧84的弹性阻力，向上滑动，进而带动下巢82向上滑动，将伞面撑开，阻挡异物，保护光伏电板31；无异物靠近光伏电板31后，第二控制组件控制单向开关阀92关闭、排气阀93打开，容纳筒60内压力减小，伸缩套管83在弹簧84的弹力作用下，开始向下滑动，带动下巢82向下滑动，伞面合起，随着容纳筒60内压力继续减小，伞杆80开始向下滑动，直至完全收入容纳筒60 内。
本发明提供的自动追踪式新能源光伏发电装置的有益效果是：与现有技术相比，本发明提供的自动追踪式新能源光伏发电装置设有太阳位置追踪组件，能够实时监测光伏电板31相对太阳的位置，并控制第一驱动组件和第二驱动组件驱动旋转架和安装架30转动，使光伏电板31实时与太阳光保持垂直，最大程度的吸收太阳光，大大提高光电转化效率；同时还设有防护组件，能够在有异物靠近光伏电板31时，及时将伸缩伞打开，保护光伏电板31。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种自动追踪式新能源光伏发电装置，其特征在于，包括：
底座；
旋转架，与所述底座转动连接，具有在水平平面内旋转的自由度；
安装架，一侧与光伏电板连接，另一侧与所述旋转架转动连接，转动轴线与所述旋转架的转动轴线垂直；
第一驱动组件，与所述底座和所述旋转架连接，用来驱动所述旋转架转动；
第二驱动组件，与所述安装架和所述旋转架连接，用来驱动所述安装架转动；以及
太阳位置追踪组件，与所述安装架连接，用来感应太阳位置，并分别控制所述第一驱动组件和第二驱动组件的启停，以使所述光伏电板与光线保持垂直。
2.如权利要求1所述的自动追踪式新能源光伏发电装置，其特征在于，所述太阳位置追踪组件包括太阳位置感应组件和第一控制组件，所述太阳位置感应组件、所述第一驱动组件和所述第二驱动组件均与所述第一控制组件电性连接，所述太阳位置感应组件用来感应太阳相对所述光伏电板的位置，并将信号传递给所述第一控制组件，所述第一控制组件分别控制所述第一驱动组件和所述第二驱动组件的启停，使所述光伏电板与太阳光线保持垂直。
3.如权利要求2所述的自动追踪式新能源光伏发电装置，其特征在于，所述太阳位置感应组件包括四个光敏传感器，四个所述光敏传感器依次连接，组成方形筒状结构，四个所述光敏传感器的感光面为所述方形筒状结构的内壁，且均与所述光伏电板垂直，一个所述光敏传感器与所述安装架连接。
4.如权利要求1所述的自动追踪式新能源光伏发电装置，其特征在于，所述旋转架包括底板和两个支架，所述底板与所述支架转动连接，两个所述支架分别与所述底板连接，所述安装架的两侧分别与两个所述支架转动连接。
5.如权利要求4所述的自动追踪式新能源光伏发电装置，其特征在于，所述第一驱动组件与所述底座连接，所述第一驱动组件的动力输出端与所述底板连接，以驱动所述底板在水平面内相对所述底座转动。
6.如权利要求4所述的自动追踪式新能源光伏发电装置，其特征在于，所述第二驱动组件包括电机组件、主动齿轮和从动齿轮，所述电机组件与所述支架连接，所述主动齿轮与所述电机组件的动力输出端连接，所述从动齿轮与所述安装架连接，并与所述主动齿轮啮合，以使所述电机组件驱动所述安装架相对所述旋转架转动。
7.如权利要求1所述的自动追踪式新能源光伏发电装置，其特征在于，还包括防护组件，所述光伏电板中心设有避让孔，所述防护组件一端与所述避让孔对齐，并与所述光伏电板连接，用来在有异物接近所述光伏电板时，保护所述光伏电板。
8.如权利要求7所述的自动追踪式新能源光伏发电装置，其特征在于，所述防护组件包括伸缩伞、容纳筒、距离传感器、第二控制组件和第三驱动组件，所述容纳筒一端开口设置，并与所述光伏电板背侧连接，另一端与所述第三驱动组件连接；所述伸缩伞设在所述容纳筒内，一端与所述容纳筒滑动连接，另一端设有所述距离传感器；所述第二控制组件与所述距离传感器和所述第三驱动组件电性连接，用来在检测到有异物接近所述光伏电板时，控制所述驱动组件，驱动所述伸缩伞从所述容纳筒中伸出并打开。
9.如权利要求8所述的自动追踪式新能源光伏发电装置，其特征在于，所述伸缩伞包括伞杆、上巢、下巢、伞面、伞骨、伸缩套管和弹簧，所述伞杆下端与所述容纳筒密封滑动连接，所述上巢与所述伞杆的上部连接，所述下巢与所述伞杆滑动连接，所述伞骨与所述上巢和所述下巢连接，所述伞面与所述伞骨连接，所述伞杆为筒状结构，所述伸缩套管穿设在所述伞杆内，一端与所述下巢密封连接，另一端开口设置并与所述伞杆密封滑动连接，所述弹簧一端与所述下巢连接，另一端与所述伞杆顶端连接。
10.如权利要求9所述的自动追踪式新能源光伏发电装置，其特征在于，所述第三驱动组件包括气泵、储气罐、单向开关阀和排气阀，所述气泵和所述储气罐均与所述旋转架连接，所述气泵的出气口和所述储气罐的进气口连接，所述储气罐的出气口与所述单向开关阀的进气口连接，所述单向开关阀的出气口与所述容纳筒连接，所述排气阀与所述容纳筒连接；所述单向开关阀和所述排气阀均为电控阀，且均与所述第二控制组件电性连接，在所述距离传感器检测到有异物接近光伏电板时，所述第二控制组件控制所述单向开关阀打开、所述排气阀关闭。
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