小型菲涅尔聚光太阳能发电系统技术方案

本发明专利技术公开了一种小型菲涅尔聚光太阳能发电系统，包括结构部分和电控部分；所述结构部分包括支撑机构、俯仰传动机构、方位传动机构、电控盒和透镜箱；所述透镜箱包括箱体、菲涅尔透镜、光伏电池、框架、以及U型支架；所述支撑机构包括底架、大圆盘、以及与大圆盘可拆卸连接的下支撑筒；所述俯仰传动机构包括传动轴、带动传动轴转动的俯仰电机；所述方位传动机构包括安装平台、轴承座、轴承、上支撑筒、通与上支撑筒相配合连接的大同步带轮、通过同步带与大同步带轮连接的小同步带轮、以及带动小同步带轮转动的方位电机；本发明专利技术结构简单、体积小、拆卸和安装方便、便于移动和使用，应用范围广。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种小型菲涅尔聚光太阳能发电系统，包括结构部分和电控部分；所述结构部分包括支撑机构、俯仰传动机构、方位传动机构、电控盒和透镜箱；所述透镜箱包括箱体、菲涅尔透镜、光伏电池、框架、以及U型支架；所述支撑机构包括底架、大圆盘、以及与大圆盘可拆卸连接的下支撑筒；所述俯仰传动机构包括传动轴、带动传动轴转动的俯仰电机；所述方位传动机构包括安装平台、轴承座、轴承、上支撑筒、通与上支撑筒相配合连接的大同步带轮、通过同步带与大同步带轮连接的小同步带轮、以及带动小同步带轮转动的方位电机；本专利技术结构简单、体积小、拆卸和安装方便、便于移动和使用，应用范围广。【专利说明】小型菲涅尔聚光太阳能发电系统
本专利技术涉及太阳能发电
，具体为一种小型菲涅尔聚光太阳能发电系统。
技术介绍
太阳能作为一种丰富环保、既可免费使用又无需运输的可再生能源，其应用前景十分广阔，而太阳能聚光发电系统是利用太阳能的重要方式，其利用聚光器将较大面积的入射光聚集到较小的面积上，进而提高单位面积上的入射光强度。按照聚光形式的不同可以将太阳能聚光器分为折射式和反射式两种，其中菲涅尔透镜是一种折射式聚光器，且是由平凸透镜演变而来的平面化的聚光镜，其一面为平面，另一面为按照凸透镜的镜面小单元设计的的锯齿棱角，太阳光经过锯齿棱角折射形成聚光效应。现有技术中应用菲涅尔透镜的太阳能聚光系统体积较大，适用于建造大型太阳能聚光光伏电站，一旦安装上就难以移动，通常只能安置在大片空地上，安装不灵活也不便于使用，从而使太阳能利用的场地和利用率受到影响。
技术实现思路
本专利技术针对以上问题的提出，而研制一种灵活便携、方便实用的小型菲涅尔聚光太阳能发电系统。本专利技术的技术手段如下:一种小型菲涅尔聚光太阳能发电系统，包括结构部分和电控部分；所述结构部分包括支撑机构、俯仰传动机构、方位传动机构、电控盒和透镜箱；所述透镜箱包括箱体、安装在箱体顶面的菲涅尔透镜、放置在箱体内的光伏电池、套设在箱体底部的框架、以及两侧壁与箱体底部的框架固定连接的U型支架；所述箱体外壳由铝合金材料制成；所述支撑机构包括底架、固定设置在底架中部的大圆盘、以及与大圆盘可拆卸连接的下支撑筒；所述俯仰传动机构包括水平穿过U型支架两侧壁和框架的传动轴、带动传动轴转动的俯仰电机；所述方位传动机构包括安装平台、固定在安装平台上的轴承座、安装在轴承座内的轴承、外径与轴承内圈过盈配合的上支撑筒、通过套装在上支撑筒下部的轴套与上支撑筒相配合连接的大同步带轮、通过同步带与大同步带轮连接的小同步带轮、以及带动小同步带轮转动的方位电机；所述上支撑筒上端与U型支架底部中心可拆卸连接；所述电控盒放置于安装平台上；所述电控部分包括:对称分布在大圆盘上的两个蓄电池；置于电控盒内，用于驱动俯仰电机带动透镜箱追踪太阳俯仰角的俯仰角控制器；和置于电控盒内，用于驱动方位电机带动透镜箱追踪太阳方位角的方位角控制器；所述蓄电池与光伏电池相连接，所述蓄电池用于储存光伏电池输出电能，以及为俯仰角控制器、方位角控制器、俯仰电机和方位电机提供工作电源；所述俯仰角控制器与俯仰电机相连接；所述方位角控制器与方位电机相连接；进一步地，还包括安装在箱体上的测光筒28、置于测光筒28内，用于接收太阳光并进行光电转换输出太阳光照强度对应的电信号的光敏传感器I和光敏传感器II ；所述俯仰角控制器与光敏传感器I和光敏传感器II相连接，对光敏传感器I和光敏传感器II分别输出的太阳光照强度对应的电信号大小进行比较，并驱动俯仰电机带动透镜箱向太阳入射的方向转动直至太阳光入射方向为垂直入射；进一步地，所述光伏电池采用多结砷化镓太阳能电池；进一步地，所述底架上设置有十字形加强筋；所述框架由角钢制成；所述同步带采用梯形齿同步带；所述方位电机采用型号为37JB6K/33ZY24-1230的永磁直流齿轮减速电机；所述轴承采用6008深沟球轴承；进一步地，所述下支撑筒包括下筒体、分别设置在下筒体上下两端的上圆盘和下圆盘；所述下圆盘与大圆盘通过螺栓连接；所述上圆盘通过螺栓与安装平台底面连接；所述下圆盘与下筒体构成的直角处焊接有至少4个对称分布的筋板；所述上支撑筒包括上筒体、设置上筒体上端的小圆盘，该小圆盘与U型支架底部中心通过螺栓连接，所述上筒体与小圆盘构成的直角处焊接有至少4个对称分布的筋板；进一步地，所述菲涅尔透镜有4个，4个所述菲涅尔透镜通过设置在箱体顶面的压条固定，所述菲涅尔透镜与箱体构成封闭式结构；所述光伏电池有4个，均安装在箱体内的底面上；所述菲涅尔透镜将分散的太阳光聚集到所述光伏电池上；进一步地，所述俯仰电机通过电机支架固定到U型支架侧壁上，该俯仰电机通过联轴器与传动轴相连接；所述方位电机通过螺栓安装到安装平台上，该方位电机转轴通过变径器带动小同步带轮转动；进一步地，所述轴承座与轴承过盈配合；所述轴套与大同步带轮过盈配合。由于采用了上述技术方案，本专利技术提供的小型菲涅尔聚光太阳能发电系统，集成了支撑机构、俯仰传动机构、方位传动机构、透镜箱和放置有俯仰角控制器和方位角控制器的电控盒，能够实现菲涅尔透镜有效的将大面积太阳光线会聚到光伏电池的接收面，光伏电池将太阳能转换为电能并储存到蓄电池中；本专利技术结构简单、体积小、拆卸和安装方便、灵活便携、解决了现有技术中应用菲涅尔透镜的太阳能聚光系统体积较大，一旦安装上就难以移动的问题；便于移动和使用，应用范围广，提高了太阳能的利用率，不仅便于生产，而且成本非常低廉适于广泛推广。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术所述结构部分的结构示意图；图2是本专利技术所述俯仰角控制器的结构框图；图3是本专利技术所述方位角控制器的结构框图；图4是以太阳光为光源在无聚光器情况下的砷化镓三结光伏电池1-V曲线；图5是采用安装有菲涅尔透镜的透镜箱的砷化镓三结光伏电池1-V曲线。图中:1、菲涅尔透镜，2、箱体，3、压条，4、大同步带轮，5、轴承，6、框架，7、电控盒，8、安装平台，9、下支撑筒，10、蓄电池，11、筋板，12、加强筋，13、底架，14、大圆盘，15、方位电机，16、轴承座，17、变径器，18、小同步带轮，19、同步带，20、轴套，21、上支撑筒，22、俯仰电机，23、电机支架，24、联轴器，25、U型支架，26、传动轴，27、光伏电池，28、测光筒；91、上圆盘，92、下圆盘，93、下筒体，211、小圆盘，212、上筒体。【具体实施方式】如图1所示的一种小型菲涅尔聚光太阳能发电系统，包括结构部分和电控部分；所述结构部分包括支撑机构、俯仰传动机构、方位传动机构、电控盒7和透镜箱；所述透镜箱包括箱体2、安装在箱体2顶面的菲涅尔透镜1、放置在箱体2内的光伏电池27、套设在箱体2底部的框架6、以及两侧壁与箱体2底部的框架6固定连接的U型支架25 ;所述箱体2外壳由铝合金材料制成；所述支撑机构包括底架13、固定设置在底架13中部的大圆盘14、以及与大圆盘14可拆卸连接的下支撑筒9 ;所述俯仰传动机构包括水平穿过U型支架25两侧壁和框架6的传动轴26、带动传动轴26转动的俯仰电机22 ;所述方位传动机构包括安装平台8、固定在安装平台8上的轴承座16、安装在轴承座16内的轴承5、外径与轴承5内圈过盈配合的上支撑筒21、通过套装在上支撑筒本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种小型菲涅尔聚光太阳能发电系统，其特征在于包括结构部分和电控部分；所述结构部分包括支撑机构、俯仰传动机构、方位传动机构、电控盒（7）和透镜箱；所述透镜箱包括箱体（2）、安装在箱体（2）顶面的菲涅尔透镜（1）、放置在箱体（2）内的光伏电池（27）、套设在箱体（2）底部的框架（6）、以及两侧壁与箱体（2）底部的框架（6）固定连接的U型支架（25）；所述箱体（2）外壳由铝合金材料制成；所述支撑机构包括底架（13）、固定设置在底架（13）中部的大圆盘（14）、以及与大圆盘（14）可拆卸连接的下支撑筒（9）；所述俯仰传动机构包括水平穿过U型支架（25）两侧壁和框架（6）的传动轴（26）、带动传动轴（26）转动的俯仰电机（22）；所述方位传动机构包括安装平台（8）、固定在安装平台（8）上的轴承座（16）、安装在轴承座（16）内的轴承（5）、外径与轴承（5）内圈过盈配合的上支撑筒（21）、通过套装在上支撑筒（21）下部的轴套（20）与上支撑筒（21）相配合连接的大同步带轮（4）、通过同步带（19）与大同步带轮（4）连接的小同步带轮（18）、以及带动小同步带轮（18）转动的方位电机（15）；所述上支撑筒（21）上端与U型支架（25）底部中心可拆卸连接；所述电控盒（7）放置于安装平台（8）上；所述电控部分包括：对称分布在大圆盘（14）上的两个蓄电池（10）；置于电控盒（7）内，用于驱动俯仰电机（22）带动透镜箱追踪太阳俯仰角的俯仰角控制器；和置于电控盒（7）内，用于驱动方位电机（15）带动透镜箱追踪太阳方位角的方位角控制器；所述蓄电池（10）与光伏电池（27）相连接，所述蓄电池（10）用于储存光伏电池（27）输出电能，以及为俯仰角控制器、方位角控制器、俯仰电机（22）和方位电机（15）提供工作电源；所述俯仰角控制器与俯仰电机（22）相连接；所述方位角控制器与方位电机（15）相连接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：薛钰芝，林纪宁，辛本宝，田磊，
申请(专利权)人：大连交通大学，
类型：发明
国别省市：