【技术实现步骤摘要】
一种基于超声马达的双轴太阳能跟踪发电装置及跟踪方法
本专利技术涉及太阳能跟踪设备及方法领域,特别是涉及一种基于超声马达的双轴太阳能跟踪发电装置及跟踪方法。
技术介绍
随着经济的快速发展,人们对能源的需求不断上升,而石油、煤炭等不可再生能源日趋减少,使得发展利用可再生绿色能源成为未来发展的方向。太阳能作为一种清洁、安全、可再生的自然资源,近年来受到人们的广泛关注。但由于太阳能本身的特点,决定了太阳能利用具有稀薄性、随机性、间歇性、地区性的特点。目前太阳能利用技术主要用于光伏发电,目前光伏发电存在的问题就是太阳能利用率较低。提高太阳能利用率主要有两种途径,一是提高太阳能接收板转换率,二是提高太阳能接收板的接收率,后一种方法较前一种方法更易于实现,因此对太阳光伏发电跟踪系统的研究与设计成为解决问题的关键。研究表明,与固定式安装相比,典型的单轴跟踪器可提高27-32%的发电量;而典型的双轴跟踪器可进一步提高6%量,与固定式板相比,可增加35-40%的发电量,故本专利技术设计了一种双轴太阳能跟踪发电装置。现今的太阳能自动跟踪发电装置大都采用步进电机等传统的电磁型电机来实现对机械传动元件的驱动,而超声马达是一种全新原理和概念的电机,它是利用压电陶瓷的逆压电效应使马达定子表面产生连续的椭圆运动,进而通过摩擦耦合将振动能量转化为转子的动能。与传统的电磁型电机相比有诸多优点:其转矩/质量比大,结构简单、紧凑;低速大转矩,无需齿轮减速机构,定位精度高,可实现直接驱动,而传统电机用于这种场合时只能通过减速机构来实现低速大转矩,因此随之带来了摩擦、噪声、传动精度和效率低等问题;动 ...
【技术保护点】
一种基于超声马达的双轴太阳能跟踪发电装置,包括太阳能电池板(1)、上框架(2)、转架(3)、水平轴(5)、上支撑板(6)、水平超声电机、固定支撑板(9)、立柱(10)、竖直超声电机和PSD位置传感器(19),其特征在于:所述PSD位置传感器(19)安装在太阳能电池板(1)的长边中间处,所述太阳能电池板(1)固定安装在上框架(2)上,所述上框架(2)底部焊有角铁,所述转架(3)与上框架(2)的角铁焊接在一起,所述转架与水平轴(5)固连,所述上支撑板(6)设有三个支撑板,所述水平轴(5)安装在上支撑板(6)两个支撑板之间,所述上支撑板(6)另外两个支撑板之间有竖直超声电机,所述竖直超声电机的竖直转盘通过紧固件与竖直连接板(13)相连,竖直连接板(13)通过紧固件(4)与水平轴(5)的端部相连,所述竖直超声电机包括竖直电机壳(11)、水平螺栓(12)、竖直转盘、竖直连接板(13)、竖直压电振子和竖直转子,所述上支撑板(6)左侧支撑板处开有槽,所述竖直电机壳(11)安放在槽内,所述竖直转子和竖直压电振子在竖直电机壳(11)内,所述水平螺栓(12)穿过竖直电机壳(11)、竖直转子和竖直压电振子, ...
【技术特征摘要】
1.一种基于超声马达的双轴太阳能跟踪发电装置,包括太阳能电池板(1)、上框架(2)、转架(3)、水平轴(5)、上支撑板(6)、水平超声电机、固定支撑板(9)、立柱(10)、竖直超声电机和PSD位置传感器(19),其特征在于:所述PSD位置传感器(19)安装在太阳能电池板(1)的长边中间处,所述太阳能电池板(1)固定安装在上框架(2)上,所述上框架(2)底部焊有角铁,所述转架(3)与上框架(2)的角铁焊接在一起,所述转架与水平轴(5)固连,所述上支撑板(6)设有三个支撑板,所述水平轴(5)安装在上支撑板(6)两个支撑板之间,所述上支撑板(6)另外两个支撑板之间有竖直超声电机,所述竖直超声电机的竖直转盘通过紧固件与竖直连接板(13)相连,竖直连接板(13)通过紧固件(4)与水平轴(5)的端部相连,所述竖直超声电机包括竖直电机壳(11)、水平螺栓(12)、竖直转盘、竖直连接板(13)、竖直压电振子和竖直转子,所述上支撑板(6)左侧支撑板处开有槽,所述竖直电机壳(11)安放在槽内,所述竖直转子和竖直压电振子在竖直电机壳(11)内,所述水平螺栓(12)穿过竖直电机壳(11)、竖直转子和竖直压电振子,所述上支撑板(6)下方有水平超声电机,所述水平超声电机的水平固定基座(14)通过4个支撑柱与立柱(10)上方固定支撑板(9)相连,所述水平超声电机包括水平电机壳(7)、竖直螺栓(8)、水平固定基座(14)、水平转盘(15)、水平转子(16)和水平压电振子,所述水平固定基座(14)上开有槽,所述水平电机壳(7)安放在槽内,所述水平电机壳(7)内有水平转盘(15)、水平转子(16)和水平压电振子,所述竖直螺栓(8)穿过水平转盘(15)、水平转子(16)、水平压电振子和水平固定基座(14)。2.根据权利要求1所述的一种基于超声马达的双轴太阳能跟踪发电装置,其特征在于:所述竖直压电振子和水平压电振子均由金属弹性体(17)和压电陶瓷(18)粘贴构成。3.根据权利要求2所述的一种基于超声马达的双轴太阳能跟踪发电装置,其特征在于:所述金属弹性体(17)选用磷青铜,压电陶瓷(18)选用PZT8,并且对压电陶瓷(18)进行分区极化处理,并在压电振子的齿面上粘涂有聚四氟乙烯基摩擦材料。4.根据权利要求1所述的一种基于超声马达的双轴太阳能跟踪发电装置,其特征在于:所述竖直转子和水平转子为柔性转子,材料选用硬铝。5.一种基于超声马达的双轴太阳能跟踪发电装置的跟踪方法,具体跟踪过程如下,其特征在于:1)若在一段时间内PSD位置传感器所得到的位置信息不变,则判定为阴雨天气,此时水平超声马达和竖直超声马达都不转动,跟踪装置不进行自动跟踪;2)若在一段时间内PSD位置传感器所得到的位置信息变化,则判定为晴天,此时水平超声马达的压电振子发生高频振动,通过水平压电振子和...
【专利技术属性】
技术研发人员:杜晓真,杨忠,唐玉娟,田小敏,
申请(专利权)人:金陵科技学院,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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