一种高转化率的追踪式光伏发电设备及其工作方法技术

本申请涉及一种高转化率的追踪式光伏发电设备，包括：光伏发电板、矩阵支架、第一传动机构、第二传动机构、转动机构、聚光装置。本申请通过设置第二传动机构，可根据太阳高度角调整光伏发电板的倾斜角度，通过设置转动机构，可根据太阳方位角调整光伏发电板的方位，使光伏发电板正对太阳光，提高了光伏发电效率；通过设置第一传动机构，可根据太阳高度角调整光伏发电板之间的间距，并在调整的同时保证各光伏发电板之间的间距始终相等，减少了光线照射面积的浪费，提高了光的利用率；通过设置聚光装置，可聚焦光伏发电板之间的间隔处的光线，从而增加进光量，提高了光的利用率。提高了光的利用率。提高了光的利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种高转化率的追踪式光伏发电设备及其工作方法


[0001]本申请涉及光伏发电的领域，尤其是涉及一种高转化率的追踪式光伏发电设备及其工作方法。

技术介绍

[0002]太阳能光伏发电系统的地点相对固定，一年春夏秋冬四季、每天日升日落，太阳的光照角度时时刻刻都在变化，如果太阳能电池板能够时刻正对太阳，发电效率才会达到最佳状态。
[0003]CN201710667298.5公开了一种高效追踪式光伏发电系统与矩阵，其技术方案为：包括：贴板、光伏电池、框体、支座；所述光伏电池固定在所述贴板上；所述贴板包括固定端部和活动端部，固定端部和活动端部均通过第一转轴分别与框体相对的两个侧面相连接，所述活动端部用于通过第一转轴带动贴板转动来调节光伏电池的方位角；所述框体的两端通过第二转轴安装在支座上，所述框体通过第二转轴的转动调整光伏电池的俯仰角；还包括光线追踪器和控制组件，所述光线追踪器用于追踪太阳的方位角和俯仰角；所述光线追踪器与控制组件相连接，所述控制组件分别控制第一转轴和第二转轴的转动。
[0004]该高效追踪式光伏发电系统与矩阵具有以下优点：通过感光组件确定太阳位置，通过控制模块改变伺服电机转速，继而调节光伏电池朝向，在太阳辐射强烈时，使光伏电池接收面与太阳光线保持垂直，相对固定式光伏电池矩阵形式，大幅提高光伏电池对太阳能的收集效率；日常运作仅需消耗自身产生的少量电能，便能高效运作，节约运行成本；本专利技术有效避免组件长期暴露在外而被氧化侵蚀，系统工作时自动运行，无需人工频繁操作。
[0005]但是，该高效追踪式光伏发电系统与矩阵也具有以下缺点：无法增加进光量；随着太阳高度角不断减小，光伏发电板的阴影不断拉长，易对相邻光伏发电板造成遮挡，而若为了相邻光伏发电板不被遮挡而将间距调整至一较大值，则会造成间距区域大量照射面积的浪费；因此，需要一种能够实时调整光伏发电板间距、充分利用照射面积并增加进光量的光伏发电设备。

技术实现思路

[0006]为了解决进光量无法增加、照射面积浪费的问题，本申请提供一种高转化率的追踪式光伏发电设备及其工作方法。
[0007]本申请提供一种高转化率的追踪式光伏发电设备,包括：光伏发电板、矩阵支架、第一传动机构、第二传动机构、转动机构、聚光装置；所述光伏发电板安装在矩阵支架上；所述第一传动机构设置在所述矩阵支架下部，与所述矩阵支架配合，用于调整光伏发电板之间的间距；所述第二传动机构设置在所述第一传动机构下方，与所述矩阵支架配合，用于调整光伏发电板的倾斜角度以匹配太阳高度角；所述转动机构设置在矩阵支架下方，与矩阵支架配合，用于调整矩阵支架的方位以匹
配太阳方位角；聚光装置，设置在所述矩阵支架上，与所述矩阵支架配合，用于聚焦更多光线从而增加进光量；还包括：定位模块，用于连接定位卫星获取发电设备所在位置的经纬度数据；计时器，用于获取实时时间数据，辅助计算实时的太阳高度角和方位角；控制器，用于接收数据并发送控制信号。进一步的，所述矩阵支架包括：底座；第一滑动座，水平设置在所述底座上方，与底座固定连接；支撑杆，竖直设置在所述第一滑动座和底座之间，上端与第一滑动座滑动连接，下端与底座滑动连接；第二滑动座，水平设置在所述底座上方，与底座固定连接，位于第一滑动座下方；顶杆，竖直设置在所述第二滑动座上，与第二滑动座滑动连接；安装台，设置在所述第一滑动座上方，端部与所述支撑杆转动连接，中部与所述顶杆转动连接；所述安装台包括：第一转轴，设置在所述安装台一端，与所述支撑杆上部转动连接，所述第一转轴与所述第一滑动座滑动连接；第二转轴，设置在所述安装台中部下方，与所述顶杆上部转动连接；所述第二滑动座包括：第一销槽，水平设置在所述第二滑动座上部；第二销槽，水平设置在所述第二滑动座下部；所述顶杆包括：第一销件，设置在所述顶杆下部，与第一销槽滑动连接；第二销件，设置在所述顶杆下部，与第二销槽滑动连接。
[0008]进一步的，所述安装台外侧端设置有聚光装置，所述聚光装置包括：反光镜，设置在所述安装台外侧端，所述反光镜的镜面方向朝外；扭转电机，设置在所述反光镜和安装台之间，与安装台固定连接，并与反光镜驱动连接，所述扭转电机与所述控制器电性连接。
[0009]通过采用上述技术方案，可聚焦光伏发电板之间的间隔处的光线，从而增加进光量，提高了光的利用率。
[0010]进一步的，所述第一传动机构包括：齿槽，水平设置在所述支撑杆下方，与所述底座固定连接；连接轴，设置在所述支撑杆下方，与所述支撑杆转动连接；滑动齿轮，套接在所述连接轴上，与连接轴驱动连接，并与所述齿槽啮合；轴承，设置在所述滑动齿轮下方，与所述连接轴驱动连接；第二滑动斜齿轮，设置在所述轴承下方，与所述连接轴驱动连接；第二传动轴，设置在所述齿槽下方，与所述底座转动连接；轴套，设置在所述第二传动轴中部，与第二传动轴驱动连接；限位连杆，两端分别连接对应的轴套与轴承，并分别与轴套和轴承转动连接；第二滑动斜齿轮，设置在所述第二传动轴中部，与第二传动轴驱动连接，与所述第一滑动斜齿轮啮合，并与所述轴套固定连接；第二传动齿轮，设置在所述第二传动轴一侧，与第二传动轴驱动连接；驱动电机，设置在所述第二传动轴下方，与所述底座侧部固定连接，并与所述控制器电性连接；第一传动轴，设置在所述第二传动轴下方，一端与所述驱动电机驱动连接，另一端与所述底座转动连接；第一传动齿轮，设置在所述第一传动轴一侧，与第一传动轴驱动连接，并与所述第二传动齿轮啮合；第一升降斜齿轮，设置在所述第一传动轴中部，与第一传动轴驱动连接。
[0011]进一步的，所述矩阵支架中，不同支撑杆对应的滑动齿轮的传动比即为不同支撑杆与最右侧支撑杆的距离比。
[0012]通过采用上述技术方案，离右侧越远的光伏发电板移动速度越快，可根据太阳高度角调整光伏发电板之间的间距，并在调整的同时保证各光伏发电板之间的间距始终相
等，减少了光线照射面积的浪费，提高了光的利用率。
[0013]进一步的，所述第二传动机构包括：齿条，对称设置在所述第二滑动座两侧，与第二滑动座端部固定连接；滑动套管，分别设置在所述齿条下部，与齿条滑动连接；第一升降齿轮，分别设置在所述齿条侧部，并与对应的齿条啮合；第一带轮，设置在所述第一升降齿轮侧部，与第一升降齿轮同轴转动，并与第一升降齿轮侧部固定连接；蜗轮，竖直设置在对称设置的两个齿条之间；第二升降斜齿轮，设置在所述蜗轮上部，与蜗轮上部固定连接，并与蜗轮同轴转动；第二升降齿轮，对称设置在所述蜗轮两侧，并与蜗轮驱动连接；第二带轮，设置在所述第二升降齿轮侧部，与第二升降齿轮同轴转动，与第二升降齿轮侧部固定连接，并与第一带轮通过皮带传动连接。
[0014]通过采用上述技术方案，可根据太阳高度角调整光伏发电板的倾斜角度，使其始终正对太阳光，提高了光伏发电效率；并且第二传动机构与第一传动机构配合，调整光伏发电板的倾斜角度的同时相应调整光伏发电板之间的间距，仅由一套动力系统同时驱动，提高了光伏发电设备的一体化程度，降低了能量的消耗。
[0015]进一步的，所述转动机构包括：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高转化率的追踪式光伏发电设备,其特征在于，包括：光伏发电板（1）、矩阵支架（2）、第一传动机构（4）、第二传动机构（5）、转动机构（6）、聚光装置（3）；所述光伏发电板（1）安装在矩阵支架（2）上；所述第一传动机构（4）设置在所述矩阵支架（2）下部，与所述矩阵支架（2）配合，用于调整光伏发电板（1）之间的间距；所述第二传动机构（5）设置在所述第一传动机构（4）下方，与所述矩阵支架（2）配合，用于调整光伏发电板（1）的倾斜角度以匹配太阳高度角；所述转动机构（6）设置在矩阵支架（2）下方，与矩阵支架（2）配合，用于调整矩阵支架（2）的方位以匹配太阳方位角；聚光装置（3），设置在所述矩阵支架（2）上，与所述矩阵支架（2）配合，用于聚焦更多光线从而增加进光量；还包括：定位模块（7），用于连接定位卫星获取发电设备所在位置的经纬度数据；计时器（8），用于获取实时时间数据，辅助计算实时的太阳高度角和方位角；控制器（9），用于接收数据并发送控制信号。2.根据权利要求1所述的一种高转化率的追踪式光伏发电设备,其特征在于：所述矩阵支架（2）包括：底座（201）；第一滑动座（202），水平设置在所述底座（201）上方，与底座（201）固定连接；支撑杆（203），竖直设置在所述第一滑动座（202）和底座（201）之间，上端与第一滑动座（202）滑动连接，下端与底座（201）滑动连接；第二滑动座（204），水平设置在所述底座（201）上方，与底座（201）固定连接，位于第一滑动座（202）下方；顶杆（207），竖直设置在所述第二滑动座（204）上，与第二滑动座（204）滑动连接；安装台（210），设置在所述第一滑动座（202）上方，端部与所述支撑杆（203）转动连接，中部与所述顶杆（207）转动连接；所述安装台（210）包括：第一转轴（211），设置在所述安装台（210）一端，与所述支撑杆（203）上部转动连接，所述第一转轴（211）与所述第一滑动座（202）滑动连接；第二转轴（212），设置在所述安装台（210）中部下方，与所述顶杆（207）上部转动连接。3.根据权利要求2所述的一种高转化率的追踪式光伏发电设备,其特征在于：所述第二滑动座（204）包括：第一销槽（205），水平设置在所述第二滑动座（204）上部；第二销槽（206），水平设置在所述第二滑动座（204）下部；所述顶杆（207）包括：第一销件（209），设置在所述顶杆（207）下部，与第一销槽（205）滑动连接；第二销件，设置在所述顶杆（207）下部，与第二销槽（206）滑动连接。4.根据权利要求2所述的一种高转化率的追踪式光伏发电设备,其特征在于：所述安装台（210）外侧端设置有聚光装置（3），所述聚光装置（3）包括：反光镜（31），设置在所述安装台（210）外侧端，所述反光镜（31）的镜面方向朝外；扭转电机（32），设置在所述反光镜（31）和安装台（210）之间，与安装台（210）固定连接，并与反光镜（31）驱动连接，所述扭转电机（32）与所述控制器（9）电性连接。5.根据权利要求2所述的一种高转化率的追踪式光伏发电设备,其特征在于：所述第一传动机构（4）包括：齿槽（411），水平设置在所述支撑杆（203）下方，与所述底座（201）固定连接；连接轴（410），设置在所述支撑杆（203）下方，与所述支撑杆（203）转动连接；滑动齿轮（412），套接在所述连接轴（410）上，与连接轴（410）驱动连接，并与所述齿槽（411）啮合；轴承（413），设置在所述滑动齿轮（412）下方，与所述连接轴（410）驱动连接；第二滑动斜齿轮（414），设置在所述轴承（413）下方，与所述连接轴（410）驱动连接；第二传动轴（405），设置在所述齿槽（411）下方，与所述底座（201）转动连接；轴套（408），设置在所述
第二传动轴（405）中部，与第二传动轴（405）驱动连接；限位连杆（409），两端分别连接对应的轴套（408）与轴承（413），并分别与轴套（408）和轴承（413）转动连接；第二滑动斜齿轮（414），设置在所述第二传动轴（405）中部，与第二传动轴（405）驱动连接，与所述第一滑动斜齿轮（407）啮合，并与所述轴套（408）固定连接；...

【专利技术属性】
技术研发人员：王启战，钱红江，金鹏，张柳，周佩玺，邢杰，刘东华，
申请(专利权)人：汉摩尼江苏光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：