太阳能电池板追日旋转平台制造技术

目前的太阳能电池板的安装，使其与地面间的夹角与当地纬度相同即可，为了让电池板尽量多地吸收太阳能，充其量在北半球冬天将此角度拉大、夏季减小而已，这些做法的目的都是使阳光适应季节变化以直射太阳能电池板，但却解决不了整个白昼的上午、下午阳光对电池板斜射问题，本技术是将太阳能电池板装载于旋转平台上，其旋转角速度与地球自转速度相同，使所装载的太阳能电池板在整个白昼始终追随太阳的直射，从而使已有电池板最大程度地获取太阳能，设计中不仅解决正负极引线因平台旋转带来的绞缠，而且对地震倾覆、风载吹翻俱有设防，为适应对太阳能电池板发电量大小需求的不同，按金属构架支座与传动装置之间的圆形支撑轨道的直径设置系列：８０米、６０米、５０米、４５米、４０米、３６米、３０米、２６米、２０米、１６米、１２米、９米、６米等，用户可按需要的规模选用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术专利所属
是机械传动，关联领域太阳能电池板光伏发电装置、钢结构。二，
技术介绍
中华人民共和国国家发展改革委员会能源局所做的《中国“十一五”光伏发展规划建议》中规划，我国到2010年光伏发电量目标装机总容量达到500兆瓦，约占全国电力装机容量的0.73‰；到2020年，总装机容量达到30000兆瓦，约占全国总装机容量的3％；到2050年，光伏发电量达到全国总发电量25％，即1880000兆瓦，2011-2020每年安装2950兆瓦，2020-2050每年安装61700兆瓦。光伏发电将成为我国经济社会发展的主要能源之一。该公文还证实了实际装机容量远远大于政策规划的市场装机容量。作为绿色、无污染、成本低廉的永久性能源，光伏发电不仅适用于每个建筑物，更适用于我国幅员辽阔的交通不便山区、荒原和边防。这对于燃料能源日趋紧张的世界性问题来说，光伏发电的重大意义愈来愈凸现。无论是单晶硅、多晶硅，还是非晶硅的太阳能电池板，光电转换率可在20％以上。最近(2007年6月)，美国波音公司子公司Spectrolab有限公司在《应用物理学通讯》杂志称，他们采用多重接合技术使太阳能电池板的光电转换率达到40.7％，而理论可达50％以上。总之，光伏发电事业方兴未艾、前途无量。目前的太阳能电池板的安装，使板面与地面间的夹角与当地纬度相同即可，至多在北半球冬天将此角度拉大、夏季减小而已，这些做法的目的都是使阳光直射太阳能电池板，但却解决不了整个白昼的上午、下午阳光对电池板斜射问题。对于已经安装使用了的电池板来说，阳光对电池板斜射属于对已经到手的太阳能源的浪费。应该把这个浪费捡回来。三，专利技术目的众所周知，由于地球围绕太阳公转的轨道是个椭圆形。就北半球而言，冬天地球处于该椭圆轨道的近日曲线段，离太阳近；夏天离太阳远。然而冬天离太阳近却比夏天冷。究其原因乃冬天为太阳斜射地球之故。夏天时节，北回归线以南地区皆有阳光直射的机会。这足以证明阳光直射比斜射被照射物体，所多获得的能量是极其可观的。连向日葵的葵花圆盘都知道转颈追日，以最大程度地获取阳光能量。人类也应该去效仿它而获益。既然用户安装了太阳能电池板，在现有这块电池板的面积上就得最大程度地获取太阳能。本专利技术是将太阳能电池板按圆形列阵装载于旋转平台上，其旋转角速度与地球自转的角速度同步，即每个白昼0.5转，使所装载的太阳能电池板在整个白昼从日出到日落始终追随太阳的直射，提高光伏效率，从而使现有电池板最大程度地获取太阳能。为适应用户对太阳能电池板发电量大小需求的不同，按支座构架与传动装置之间的圆形支撑轨道的直径设置系列80米、60米、50米、45米、40米、36米、30米、26米、20米、16米、12米、9米、6米等，可按需要选用。大直径旋转体可以设计多重轨道以分担承重、缓解支座构架的刚度变形。四，技术方案太阳能电池板按圆形列阵布置在金属结构的支座构架上，该金属支座构架被固定在龙骨托架上，即龙骨托架承受着太阳能电池板光伏装置和金属支座构架的全部重量。该龙骨托架固定装设有摩擦轮传动装置或销齿轮传动装置的被动轮，上述所有组件构成旋转体。旋转体被传动装置拖动以每个白昼0.5转的角速度围绕系统轴心旋转，即与地球的自转速度同步。若系统规模小，则设计一圈圆形轨道；规模大则设计多圈轨道。若采用销齿轮传动装置，车轮被固定在龙骨下方，中碳钢制造的圆圈轨道被固定在钢筋混凝土基础之上(见说明书附1)。若采用摩擦轮传动装置，车轮被固定在混凝土基础座的上方，中碳钢制造的圆圈轨道被固定在龙骨之下(见说明书附2)。为安装和维护之便，承载太阳能电池板光伏装置的金属支座构架上面铺设铝合金或花纹钢板的甲板(见说明书附3中的2)。整个传动体系由电机、三级串接的行星摆线针轮减速机、摩擦轮传动装置或销齿轮传动装置的主动轮，最后拖动摩擦轮传动装置或销齿轮传动装置的被动轮完成整个传动。如果选用同步转数每分钟1000转的六极电机，总减速比130万；若选用同步转数每分钟750转的八极电机，总减速比97.5万。直径小、发电规模小的系统可选用一台电机及其驱动装置；随规模增大，可选用二台或多台电机及其驱动装置。在多于一台时，要均布在同一圆周上。用户选择摩擦轮传动还是销齿轮传动，要结合规模大小、安全可靠、建造成本、维护简易等诸因素决定。总之，这两种传动在世界范围内用于旋转平台和旋转餐厅都是可行的，技术是成熟的。选择摩擦轮传动的话，主动轮是圆柱轮，被动轮可以是圆盘轮(见说明书附2中的件5)或圆柱轮。三级行星摆线针轮减速机输出轴通过联轴器将转数传给主动摩擦轮。在主动摩擦轮与被动摩擦盘之间的法向压力调整，可通过三级行星摆线针轮减速机与主动摩擦轮共用联合底座，然后用螺旋调整联合底座与被动摩擦盘之间的距离来实现。联合底座的安装平面须是斜面。为了确保旋转体能准确围绕轴心线旋转，在轴心设有定心轴装置。还有一个必须要发生的问题是，当太阳能电池板光伏装置随旋转体一起旋转时，其发电的正负极引线也必然一起旋转并绞缠、扭断。为解决此问题，将定心轴设计成空心轴，正负极引线从空心轴穿过，分别连接到两个彼此绝缘的铜制滑环(见说明书附3中的件6、12)上，滑环外分别与正负极碳刷接触。滑环随空心轴一起转动，碳刷借助弹簧力轻压在滑环外圆柱面上，正负电流从两个碳刷引出到系统外。碳刷上方须设计防雨。定心轴装置内设有件9限位止推盘，用以限制旋转体轴心处的垂直挠度。该定心轴装置不仅可起到防止旋转体被移位，同时其中的卡环(见说明书附3中的件10)与支座组合件(见说明书附3中的件8)的结构设计对地震倾覆、风载吹翻可起到一定的设防作用。依当地地震设防、气象资料设计。由于安装太阳能电池板用户所处纬度和季节的不同，实际上旋转体在一个白昼的旋转角度不一定是180度(例如北半球夏季，随纬度增高白昼渐长)。一般情况，一个白昼按11小时算，则其余13小时的非白昼可使旋转体继续旋转，复位到早晨迎接太阳的位置。这样，可以不设计专为复位用的逆向运转机构，也没有必要选用调速电机或调速减速机，这样可降低成本。只在到达终点时设限位开关并定时日出启动电机即可。尤其当太阳能电池板列阵布置在直径较大的金属支座构架上时，金属支座构架制作及龙骨托架设计、计算应考虑用户当地的地震设防烈度、风载荷及雪载荷。旋转轨道设计应考虑旋转体对地震的防倾覆机构和防止风载吹翻系统，例如塔式起重机在其轨道处的防倾覆机构。五，有益效果1，在没有应用此项追日旋转平台之前，太阳能电池板只在“正晌午时”那一刹那才能被阳光直射。显然，其余全部白昼为斜射。而应用此项技术后，使电池板在全部白昼时间内接受阳光直射，从而最大程度地直接提高了同一电池板的光伏效率。2，此项技术为太阳能电池板光伏装置大型化提供了条件。因为本技术旋转体设计考虑了用户当地的地震设防烈度、风载荷及雪载荷、旋转体对地震的防倾覆和风载的防吹翻机构。而这些因素是太阳能电池板大型化必须面临、必须解决的问题。3，旋转体要耗电。例如，按直径50米圆盘列阵的太阳能电池板，旋转体总重80吨，由三个0.5千瓦电机驱动即可。而安装追日旋转平台后增加的光伏电力可达电机耗电的16倍以上。4，为太阳能电池板大型化提供了实施的基础，规模大则效益愈显，必然导致使完成国家发展改革委员会的《中国“本文档来自技高网...

【技术保护点】
凡是用于装载太阳能电池板光伏发电系统的旋转平台，其旋转角速度与地球自转同步，其目的是使所装载的太阳能电池板在整个白昼从日出到日落追随太阳的直射，从而使已安装使用的太阳能电池板尽量多地获取太阳能。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马兆瑞，
申请(专利权)人：马丹萌，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]