一种基于向日跟踪的高转化率太阳能发电系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于向日跟踪的高转化率太阳能发电系统，其机械部分包括两套液压撑杆辅助支架、两套液压传动装置及液压撑杆、两套旋转支撑架、以及两套旋转齿轮组件；两套旋转齿轮组件之间的安装夹角与太阳高度角相关联；太阳能板支撑架安装在太阳能板的背面，旋转齿轮组件由相啮合的齿轮和齿条组成，旋转支撑架与太阳能板支撑架相连接，并通过齿轮转动；液压撑杆辅助支架经由安装底座固定在旋转支撑架上，液压传动装置及液压撑杆安装在液压撑杆辅助支架，并与齿条相连接；由于采用了双旋转齿轮和双液压撑杆构成动力和传动装置，且其安装夹角与太阳高度角相关联，结构精巧、体积小，精度高，运行平稳可靠，适合大规模推广。

【技术实现步骤摘要】
一种基于向日跟踪的高转化率太阳能发电系统
本技术涉及太阳能发电系统领域，尤其涉及的是一种基于向日跟踪的高转化率太阳能发电系统。
技术介绍
在太阳能组件效率和其他条件都相同的情况下，相比固定太阳能发电系统，向日跟踪的太阳能发电系统可将发电量提高30-40％。如今国内外的太阳能向日跟踪系统，若按照驱动装置的不同，可以分为单轴太阳能自动跟踪系统和双轴太阳能自动跟踪系统；单轴太阳能自动跟踪系统是仅可以在水平方向上跟踪太阳，在高度上根据地理纬度和季节的变化，采用人为的进行调节固定，单轴太阳能自动跟踪系统的优点是体积小造价低，缺点是跟踪精度比双轴太阳能自动跟踪系统要低；而双轴太阳能自动跟踪系统除了可以跟踪太阳的方位角，还可以跟踪太阳的高度角，优点是跟踪精度高，缺点是比单轴太阳能自动跟踪系统的体积大、造价高。若按照跟踪控制系统的不同，可以将太阳能向日跟踪系统分为光电传感器跟踪系统和视日运动轨迹跟踪(时间跟踪)系统；光电传感器跟踪系统是利用光电传感器检测太阳光线是否偏离太阳能板法线，当太阳光线偏离太阳能板法线时，光电传感器发出偏差信号，经运算放大后输出到控制执行装置，使跟踪装置重新对准太阳，这种跟踪装置灵敏度高，但是在遇到长时间阴天或乌云遮日时则会影响运行，因而受天气变化影响大，应用有局限性；而视日运动轨迹跟踪(时间跟踪)系统，是根据太阳的实际运行轨迹，按照预先设定的程序进行跟踪，这种跟踪方式能够全天候实时跟踪，缺点是精度不是很高，但是符合实际运行情况。目前，市面上的向日跟踪太阳能系统，通常采用价格昂贵的伺服电机或者步进电机，由市电驱动，普遍存在体积大、笨重、自身能耗过大、受天气变化影响大、精度不高、造价成本过高、运行不稳定等问题，大规模推广应用有局限性。因此，现有技术尚有待改进和发展。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术提供一种基于向日跟踪的高转化率太阳能发电系统，结构精巧、体积小，精度高，运行平稳可靠，适合大规模推广。本技术的技术方案如下：一种基于向日跟踪的高转化率太阳能发电系统，其机械部分包括：太阳能板、太阳能板支撑架、安装底座、两套液压撑杆辅助支架、两套液压传动装置及液压撑杆、两套旋转支撑架、以及两套旋转齿轮组件；两套旋转齿轮组件之间的安装关系为相交的关系，其夹角与太阳高度角相关联；太阳能板支撑架安装在太阳能板的背面，旋转齿轮组件由相啮合的齿轮和齿条组成，旋转支撑架与太阳能板支撑架相连接，并通过齿轮转动；安装底座固定在旋转支撑架上，液压撑杆辅助支架固定在安装底座上，液压传动装置及液压撑杆安装在液压撑杆辅助支架，并与齿条相连接。所述的基于向日跟踪的高转化率太阳能发电系统，其电气部分包括：太阳能MPPT控制器、储能电池组、微型锂电池组、单片机主控单元、电机驱动及继电器、以及两个直流电机；其中，所述太阳能MPPT控制器的电能输入端与太阳能板相连接，太阳能MPPT控制器的输出端分为两路，一路连接至储能电池组，另一路连接至微型锂电池组；所述微型锂电池组用于给单片机主控单元和两个直流电机提供电能；所述单片机主控单元通过电机驱动及继电器控制连接两个直流电机，两个直流电机通过两套液压传动装置及液压撑杆控制太阳能板的运动。所述的基于向日跟踪的高转化率太阳能发电系统，其中：所述太阳能板的隔板两边垂直分布有四个与太阳能MPPT控制器信号连接的光敏电阻，用于检测太阳光强度所述的基于向日跟踪的高转化率太阳能发电系统，其中：该系统为100-5000W范围内的太阳能发电系统。本技术所提供的一种基于向日跟踪的高转化率太阳能发电系统，由于采用了双旋转齿轮组件和双液压撑杆构成动力和传动装置，且其安装夹角与太阳高度角相关联，结构精巧、体积小，精度高，运行平稳可靠，适合大规模推广。附图说明图1是本技术基于向日跟踪的高转化率太阳能发电系统实施例的机械结构俯视图；图2是本技术基于向日跟踪的高转化率太阳能发电系统实施例的机械结构后视图；图3是本技术基于向日跟踪的高转化率太阳能发电系统实施例的机械结构右视图；图4是本技术基于向日跟踪的高转化率太阳能发电系统实施例的电气结构原理图；图5是本技术基于向日跟踪的高转化率太阳能发电系统实施例的算法流程图。具体实施方式以下将结合附图，对本技术的具体实施方式和实施例加以详细说明，所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并非用于限定本技术的具体实施方式。如图1至3所示，图1是本技术基于向日跟踪的高转化率太阳能发电系统实施例的机械结构俯视图，图2是本技术基于向日跟踪的高转化率太阳能发电系统实施例的机械结构后视图，图3是本技术基于向日跟踪的高转化率太阳能发电系统实施例的机械结构右视图，本技术基于向日跟踪的高转化率太阳能发电系统的机械部分主要由太阳能板110、太阳能板支撑架120、安装底座130、两套液压撑杆辅助支架140、两套液压传动装置及液压撑杆150、两套旋转支撑架160、以及两套旋转齿轮组件170组成；图1至图3仅示出一套液压撑杆辅助支架140、一套液压传动装置及液压撑杆150、一套旋转支撑架160、以及一套旋转齿轮组件170；两套旋转齿轮组件170之间的安装关系为相交的关系，其夹角与太阳高度角相关联；以其中一套为例，所述太阳能板支撑架120安装在太阳能板110的背面，所述旋转齿轮组件170由相啮合的齿轮和齿条组成，所述旋转支撑架160与太阳能板支撑架120相连接，并通过齿轮转动，所述安装底座130固定在旋转支撑架160上，所述液压撑杆辅助支架140固定在安装底座130上，液压传动装置及液压撑杆150安装在液压撑杆辅助支架140上，并与齿条相连接，用于推动齿轮转动，带动太阳能板110运动，以进行向日跟踪。结合图4所示，图4是本技术基于向日跟踪的高转化率太阳能发电系统实施例的电气结构原理图，本技术基于向日跟踪的高转化率太阳能发电系统的电气部分主要由太阳能MPPT控制器210、储能电池组220、微型锂电池组230、单片机主控单元240、电机驱动及继电器250、两个直流电机260组成；其中，所述太阳能MPPT控制器210的电能输入端与太阳能板110相连接，太阳能MPPT控制器210的输出端分为两路，一路连接至储能电池组220，另一路连接至微型锂电池组230；所述微型锂电池组230用于给单片机主控单元240和两个直流电机260提供电能；所述单片机主控单元240中设置有视日运动轨迹跟踪程序软体；所述单片机主控单元240通过电机驱动及继电器250控制连接两个直流电机260，两个直流电机260通过两套液压传动装置及液压撑杆150控制太阳能板110的运动；这种采用直流电机替代步进电机和伺服电机，降低了整个装置的成本，而且采用双直流电机和双液压撑杆构成动力和传动装置，结构精巧、体积小。本文中的太阳能MPPT控制器210指的是“最大功率点跟踪”(MaximumPowerPointTracking)太阳能控制器，是一种通过调节电气模块的工作状态，使光伏板能够输出更多电能的电气元件，能够将太阳能电池板发出的直流电有效地贮存在蓄电池中，太阳能MPPT控制器210能够实时侦测太阳能板的发电电压，并追踪最高电压电流值(VI)，使系统以最大功率输出对蓄电池充电；结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于向日跟踪的高转化率太阳能发电系统，其特征在于，其机械部分包括：太阳能板、太阳能板支撑架、安装底座、两套液压撑杆辅助支架、两套液压传动装置及液压撑杆、两套旋转支撑架、以及两套旋转齿轮组件；两套旋转齿轮组件之间的安装关系为相交的关系，其夹角与太阳高度角相关联；太阳能板支撑架安装在太阳能板的背面，旋转齿轮组件由相啮合的齿轮和齿条组成，旋转支撑架与太阳能板支撑架相连接，并通过齿轮转动；安装底座固定在旋转支撑架上，液压撑杆辅助支架固定在安装底座上，液压传动装置及液压撑杆安装在液压撑杆辅助支架，并与齿条相连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于向日跟踪的高转化率太阳能发电系统，其特征在于，其机械部分包括：太阳能板、太阳能板支撑架、安装底座、两套液压撑杆辅助支架、两套液压传动装置及液压撑杆、两套旋转支撑架、以及两套旋转齿轮组件；两套旋转齿轮组件之间的安装关系为相交的关系，其夹角与太阳高度角相关联；太阳能板支撑架安装在太阳能板的背面，旋转齿轮组件由相啮合的齿轮和齿条组成，旋转支撑架与太阳能板支撑架相连接，并通过齿轮转动；安装底座固定在旋转支撑架上，液压撑杆辅助支架固定在安装底座上，液压传动装置及液压撑杆安装在液压撑杆辅助支架，并与齿条相连接。2.根据权利要求1所述的基于向日跟踪的高转化率太阳能发电系统，其特征在于，其电气部分包括：太阳能MPPT控制器、储能电池组、微型锂电池组、单片机主控单元、...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴世清，
申请(专利权)人：深圳市如器科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44