專利名稱：一種帶有平衡錘的太極八卦式光伏發(fā)電裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明主要涉及一種太陽能硅晶片發(fā)電裝置，尤其涉及帶有太陽光跟蹤裝 置的光伏發(fā)電裝置。
背景技術：
目前，光伏發(fā)電行業(yè)中，各式各樣提高硅晶片發(fā)電效率的辦法繁多，但有效 放大倍數(shù)不大，應用于并網(wǎng)發(fā)電存在成本高的問題。同時大型的太陽光跟蹤機 構存在下述世界性的技術難題齒輪箱經(jīng)常損壞，維護費用高，無法正常發(fā)電。 原因是其間歇跟蹤技術有缺陷。啟動、特別是停止時角加速度過大，使齒輪箱 在短時間內被破壞，最終導致不能正常工作。

發(fā)明內容
帶有平衡錘的太極八卦式光伏發(fā)電裝置的目的在于提高太陽能硅晶片發(fā)電
效率、裝置比普通的平板式太陽能硅晶片發(fā)電裝置提高發(fā)電效率8-10倍以上， 且對日跟蹤時齒輪無損傷、節(jié)省電耗、可依照本裝置所在不同位置和四季變化 的規(guī)律，自動跟蹤太陽光照的太陽能硅晶片發(fā)電裝置，它的關鍵技術是--一平 衡錘。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明技術方案為 一種帶有平衡錘的太極八卦式光伏發(fā)電裝置，包括太陽光接收器和全天候 自動對日跟蹤裝置；所述的全天候自動對日跟蹤裝置主要由平衡錘和擺動裝置 組成的，所述的平衡錘包括東西方向平衡錘或南北方向平衡錘或兩者組合。
所述的太陽光接收器是一平板式太陽能硅晶片，直接接收太陽光。
所述的太陽光接收器包括一太陽能硅晶片和一光疊加反射裝置；所述的光 疊加反射裝置由一層以上的同軸疊置的錐體反射鏡組；所述的太陽能硅晶片設 置于各層錐體反射鏡的光疊加范圍內。
所述的太陽光接收器包括一太陽能硅晶片和一光疊加反射裝置；所述的光 疊加反射裝置由五層或五層以上的光疊加反射鏡組同軸疊置而成，第一層光疊 加反射鏡由8片梯形平面反射鏡單元連續(xù)排成一八卦狀結構，每一梯形平面反 射鏡單元與第二層光疊加反射鏡到最后一層光疊加反射鏡的一片平面反射鏡 單元X對應并排成一列平面反射鏡單元組，從第三層起相鄰兩列反射單元組在 對應反射鏡層上設置一片平面反射鏡單元Y ,所述平面反射鏡單元X為矩形， 第三層對應的平面反射鏡單元Y為梯形，第四層及第四層以上的為矩形；各層 光疊加反射鏡依從內到外的疊放順序，平面反射鏡單元與光疊加反射鏡中心線 的夾角e逐漸減??；所述的太陽能硅晶片懸空倒置，其被照面朝向光疊加反射 裝置，太陽光經(jīng)任一平面反射鏡單元反射線均位于太陽能硅晶片被照面上。
所述的太陽光接收器包括一太陽能硅晶片和一光疊加反射裝置；所述的光 疊加反射裝置由3層光疊加反射鏡同軸疊置而成的，第一層光疊加反射鏡由8 片梯形平面反射鏡單元連續(xù)排成一八卦狀結構，每一梯形平面反射鏡單元與第 二層光疊加反射鏡、第三層光疊加反射鏡的一片平面反射鏡單元X對應并排成 一列平面反射鏡單元組，相鄰兩列反射單元組在對應反射鏡層上設置一片平面 反射鏡單元Y，其中平面反射鏡單元X為矩形，平面反射鏡單元Y為梯形或三
角形，各層光疊加反射鏡依從內到外的疊放順序，平面反射鏡單元與光疊加反 射鏡中心線的夾角e逐漸減??；所述的太陽能硅晶片懸空倒置，其被照面朝向 光疊加反射裝置，太陽光經(jīng)任一平面反射鏡單元反射線均位于太陽能硅晶片被
照面上。
所述的太陽光接收器還包括一散熱防護裝置固設于太陽能硅晶片的背面； 所述的散熱防護裝置包括隔熱陽傘、小風扇組、散熱片組從上到下的安裝順序 排置，相鄰組件間用定位架保留一定間隙隔開。
所述的太陽光接收器還包括一安裝支架，所述的安裝支架在每列反射鏡組 對應位置設有承重臂，相鄰承重臂之間均用剛性材料牽引定位。
所述的擺動裝置設有一東西方向鍋輪擺動裝置和相應的東西方向平衡錘， 所述東西方向鍋輪擺動裝置可以控制光疊加反射裝置朝東西方向擺動；所述東 西方向平衡錘設置在太陽光接收器上、平行或接近平行于光疊加反射裝置中軸 線、位于或靠近于東西方向擺動裝置的擺軸中心線上，并與光疊加反射裝置分 設于東西方向擺動裝置的擺軸的兩側，以平衡對日東西朝向跟蹤時太陽光接收 器的重量。
所述的擺動裝置設有一南北方向鍋輪擺動裝置可以控制太陽光接收器朝 南北方向擺動，所述的南北方向平衡錘垂直或接近垂直于南北方向擺動裝置擺 軸，還垂直或接近垂直于東西方向鍋輪擺動裝置的擺軸所在直線上，并與太陽 光接收器分設于南北方向擺動裝置的擺軸的兩側，用平衡錘來平衡對日南北跟 蹤時太陽光接收器的重量。
所述的平衡錘設有一調控裝置，可控制平衡錘靠近或遠離太陽光接收器。
所述的平衡錘的材料可以是水泥塊或金屬件。
上述技術方案的有益之處在于
*光疊加反射裝置的反射鏡單元成環(huán)狀排列可以實現(xiàn)陽光經(jīng)每一反射鏡 單元反射時均能投照在同一片太陽能硅晶片上，充分利太陽能硅晶片。
*因為光疊加反射裝置的各反射單元采用八卦狀排列，在一個環(huán)狀的范圍
內可以裝置8+8片反射鏡,因此,五層的結構可以裝置64片反射鏡,若是 6層，還可以再加上16個反射鏡。只要能控制硅晶片的發(fā)熱，就能令硅 晶片的效率能得到最大的發(fā)揮。 參此疊加裝置是在一個環(huán)形集中的范圍內來實現(xiàn)8-10倍的光伏發(fā)電效率。 已制成的裝置己實現(xiàn)整機量產(chǎn)，可拆散運輸安裝，實現(xiàn)了迅速為太陽城 光伏并網(wǎng)發(fā)電提供設備的能力，能降低成本，盡快實現(xiàn)世界綠色照明的 愿望。
參光疊加反射裝置的反射鏡單元成列排置，可以控制避免反射鏡單元在橫 向有部分太陽光反射時不能投照在硅晶片；反射鏡單元呈層狀排置，則 可以控制避免反射鏡單元在縱向有部分太陽光反射時不能投照在硅晶 片；相鄰兩列之間設有反射鏡單元則充分利用投照在光疊加反射裝置內 的太陽光。
*光疊加反射裝置的各列反射鏡單元組之間保持一定的空隙，可起到漏風
效果，可以有效降低風阻，減輕較強風襲對設備的損害。 *由于采用剛性材料牽引承重臂形成一網(wǎng)狀結構，不僅可以有效加固承重
臂并起到定位作用，還可以減輕光疊加反射裝置安裝支架的重量。 *平面反射鏡單元的材料可采用廉價的塑料電鍍材料、不銹鋼板、鏡面材
料等，使其制造成本大幅降低，有利于市場的推廣； *太陽能硅晶片被照射面朝下且設有散熱防護罩裝置，可實現(xiàn)及時散熱，
還可以避免雨水侵蝕及灰塵、鳥糞等各種污物在被照射面上堆積. *由于本發(fā)明引入平衡錘，對光疊加反射裝置施一較小的力就可以實現(xiàn)其
繞支點或軸擺動，從而消除了光疊加反射裝置多次啟動與剎車時的巨大
扭力，即擺動機構的各傳動齒輪無須承擔的光疊加反射裝置的負荷， 只需克服轉軸間的阻尼，確保齒輪不易損壞(假設阻尼為一公斤的力量，
瞬間的啟動和剎車所需要的力量為它的100倍，那么我們的傳動機構所 需要的力量僅為101Kg。驅動它輕而易舉。因此，不但齒輪不易損傷且 節(jié)省電耗)。
*本發(fā)明利用鍋輪帶動太陽光跟蹤裝置旋轉，由于鍋輪變速箱中鍋輪不可 反向帶動鍋桿轉動，因此當太陽光跟蹤裝置遇到臺風時可形成自鎖。
*由于本發(fā)明的光疊加反射裝置可東西、南北擺動，即可以從經(jīng)度、緯 度進行太陽光跟蹤，因此可依照本裝置所在不同位置和四季變化的規(guī) 律，自動跟蹤太陽光照。
下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明。


圖l為實施例l立體圖2為實施例3立體圖3為實施例1主視圖4為實施例1三層光疊加反射裝置立體圖5為成列反射單元組示意圖6為實施例1任一平面反射鏡單元反射原理圖； 圖7為實施例1多層光疊加反射鏡光反射原理圖； 圖8為實施例1平面反射鏡單元的安裝示意圖； 圖9為實施例2五層光疊加反射置立體圖； 圖10為帶南北平衡錘的擺動裝置立體圖；圖ll為擺動裝置剖視圖； 圖12為散熱裝置立體圖； 圖13為實施1、 3立體圖。
具體實施方式
實施例l
如圖l、 3、 5、 7、 13所示的一種帶有平衡錘的太極八卦式光伏發(fā)電裝置， 主要包括太陽光接收器l、太陽光跟蹤裝置、水泥座6和支撐架2;所述的太 陽光接收器1包括一太陽能硅晶片和光疊加接收裝置；所述的光疊加反射裝置 由光疊加反射鏡11同軸疊置e角漸大的光疊加反射鏡組12、 13即P <e 1 < P 2 ;第一層光疊加反射鏡11由8片梯形平面反射鏡單元連續(xù)排成一八卦狀結 構，每一梯形平面反射鏡單元111與第二層光疊加反射鏡12、第三層光疊加反 射鏡13的一片平面反射鏡單元X對應并排成一列平面反射鏡單元組1'，相鄰 兩列反射單元組1'在對應反射鏡層上設置一片平面反射鏡單元Y ，其中平面 反射鏡單元X為矩形，平面反射鏡單元Y為梯形；所述的太陽能硅晶片懸空倒 置，其被照面朝向光疊加反射裝置l，太陽光經(jīng)任一平面反射鏡單元反射線均位 于太陽能硅晶片被照面上。
如圖8所示，所述的太陽光接收器1還包括一安裝支架7，所述的安裝支架 7在每列反射鏡組1'對應位置設有承重臂71，相鄰承重臂之間均用剛性材料 72牽引定位并形成一網(wǎng)狀結構，所述的平面反射鏡單元均可放置在對應的網(wǎng)格 上，并留有一定間隙。
如圖1 、 2 、 12所示，所述的太陽光接收器1還包括一固接在太陽能硅晶 片背面的散熱防護裝置3，所述的散熱防護裝置3包括隔熱陽傘33、小風扇組
31和散熱片組32，并按從上到下的安裝順序排置，相鄰組件間用定位架保留 一定間隙隔開。
如圖l、 2、 11、 13所示，所述的太陽光跟蹤裝置設有一東西方向鍋輪擺 動裝置421可以控制光疊加反射裝置1朝東西方向擺動；所述東西方向平衡錘 411設置在太陽光接收器1上、平行或接近平行于太陽光接收器中軸線、位于 或靠近于東西方向擺動裝置421的擺軸中心線L上，并與太陽光接收器1分設 于東西方向擺動裝置421的擺軸的兩側，以平衡對日東西朝向跟蹤時太陽光接 收器1的重量。
所述的太陽光跟蹤裝置還設有一南北方向鍋輪擺動裝置422可以控制太陽 光接收器1朝南北方向擺動，所述的南北方向平衡錘412設置在南北方向鍋輪 擺動裝置422上，均與南北方向擺動裝置422擺軸D和東西方向擺動裝置421 擺軸L垂直，并與太陽光接收器1分設于南北方向擺動裝置422的擺軸D的兩 側，用來平衡對日南北跟蹤時太陽光接收器l的重量。
所述的南北平衡錘412或東西平衡錘411的材料可以是水泥塊或金屬件。
所述的平衡錘南北方向412設有一調控裝置43，可控制南北方向平衡錘 412靠近或遠離太陽光接收器1。
所述的平衡錘南北方向411設有一調控裝置44，可控制南北方向平衡錘 411靠近或遠離太陽光接收器1。
實施例2:
如圖9、 13如示，實施例1的光疊加反射裝置還可以是由五層的光疊加反 射鏡同軸疊置而成環(huán)狀結構，所述的光疊加反射鏡依從下到上的疊放順序，平 面反射鏡單元與光疊加反射鏡中心線的夾角逐漸增大，第一層光疊加反射鏡由 8片梯形平面反射鏡單元連續(xù)排成一八卦狀結構，每一梯形平面反射鏡單元與
第二層光疊加反射鏡到最后一層光疊加反射鏡的一片平面反射鏡單元x對應并排成一列平面反射鏡單元組，從第三層起相鄰兩列反射單元組在對應反射鏡層上設置一片平面反射鏡單元Y，所述平面反射鏡單元X為矩形，第三層對應 的平面反射鏡單元Y為梯形，第四層及第四層以上的為矩形。
實施例3:
如圖13如示，實施例l中的跟蹤裝置也適用于平板式太陽能接收裝置，即 所述的光疊加反射裝置是平板式太陽能晶片9,直接接收太陽光平板式的太陽能 光伏發(fā)電系統(tǒng)無需降溫。
本發(fā)明的跟蹤裝置也適用于其他太陽能接收裝置如由五層同軸疊置的
錐體構成的反射裝置。
本發(fā)明的重點就在于
如圖6所示，8i到82的太陽光通過平面反射鏡單元反射時并投照在太陽能 晶片上，在橫向或縱向均可能出現(xiàn)該空白A，為此本發(fā)明分別按列分設平面反
射鏡單元克服橫向空白，按層分布克服縱向空白，以滿足太陽光經(jīng)每個平面反 射鏡單元的反射線均位于太陽能晶片被照面上，以增加太陽能硅晶片所接受的 太陽光照射強度，提高了太陽能硅晶片的利用率。
太陽光跟蹤裝置引入平衡錘，利用平衡原理，在著力點上獲取整體的力 平衡，本發(fā)明的著力點是在克服支架的阻尼而不在支架自身的重量。假設阻尼 為一公斤的力量，瞬間的啟動和剎車所需要的力量為它的100倍，那么我們的 傳動機構所需要的力量僅為101Kg。驅動它輕而易舉。因此，可以獲得以柔性之 力進行支架的跟蹤齒輪的運作，不但齒輪無損傷且節(jié)省電耗。
本發(fā)明為太陽能硅光伏電站而設計的。設計方向是獨立單機、快速安裝、 群機齊裝、逆變并網(wǎng)?？刹鹕⒀b箱，方便遠距離運輸和安裝。單機可適用于大、中、小型光伏發(fā)電站、大樓屋頂、小區(qū)庭園、道路、橋 梁、車站、碼頭、公園景區(qū)、軍隊哨所、蒙古包等。
權利要求
1、一種帶有平衡錘的太極八卦式光伏發(fā)電裝置，其特征在于包括太陽光接收器和全天候自動對日跟蹤裝置；所述的全天候自動對日跟蹤裝置主要由平衡錘和擺動裝置組成的，所述的平衡錘包括東西方向平衡錘或南北方向平衡錘或兩者組合。
2、 如權利要求1所述的一種帶有平衡錘的太極八卦式光伏發(fā)電裝 置，其特征在于所述的太陽光接收器是一平板式太陽能硅晶片， 直接接收太陽光。
3、 如權利要求1所述的一種帶有平衡錘的太極八卦式光伏發(fā)電裝 置，其特征在于所述的太陽光接收器包括一太陽能硅晶片和一 光疊加反射裝置；所述的光疊加反射裝置由一層以上的同軸疊置 的錐體反射鏡組；所述的太陽能硅晶片設置于各層錐體反射鏡的 光疊加范圍內。
4、 如權利要求1的一種帶有平衡錘的太極八卦式光伏發(fā)電裝置，其 特征在于所述的太陽光接收器包括一太陽能硅晶片和一光疊加 反射裝置；所述的光疊加反射裝置由五層或五層以上的光疊加反 射鏡組同軸疊置而成，第一層光疊加反射鏡由8片梯形平面反射 鏡單元連續(xù)排成一八卦狀結構，每一梯形平面反射鏡單元與第二 層光疊加反射鏡到最后一層光疊加反射鏡的一片平面反射鏡單元 X對應并排成一列平面反射鏡單元組，從第三層起相鄰兩列反射 單元組在對應反射鏡層上設置一片平面反射鏡單元Y，所述平面 反射鏡單元X為矩形，第三層對應的平面反射鏡單元Y為梯形， 第四層及第四層以上的為矩形；各層光疊加反射鏡依從內到外的疊放順序，平面反射鏡單元與光疊加反射鏡中心線的夾角e逐漸減小；所述的太陽能硅晶片懸空倒置，其被照面朝向光疊加反射 裝置，太陽光經(jīng)任一平面反射鏡單元反射線均位于太陽能硅晶片 被照面上。
5、 如權利要求1所述的一種帶有平衡錘的太極八卦式光伏發(fā)電裝 置，其特征在于所述的太陽光接收器包括一太陽能硅晶片和一 光疊加反射裝置；所述的光疊加反射裝置由3層光疊加反射鏡同 軸疊置而成的，第一層光疊加反射鏡由8片梯形平面反射鏡單元 連續(xù)排成一八卦狀結構，每一梯形平面反射鏡單元與第二層光疊 加反射鏡、第三層光疊加反射鏡的一片平面反射鏡單元X對應并 排成一列平面反射鏡單元組，相鄰兩列反射單元組在對應反射鏡 層上設置一片平面反射鏡單元Y，其中平面反射鏡單元X為矩 形，平面反射鏡單元Y為梯形或三角形，各層光疊加反射鏡依從 內到外的疊放順序，平面反射鏡單元與光疊加反射鏡中心線的夾 角e逐漸減??；所述的太陽能硅晶片懸空倒置，其被照面朝向光 疊加反射裝置，太陽光經(jīng)任一平面反射鏡單元反射線均位于太陽 能硅晶片被照面上。
6、 如權利要求3、 4、 5所述的一種帶有平衡錘的太極八卦式光伏發(fā) 電裝置，其特征在于所述的太陽光接收器還包括一散熱防護裝 置固設于太陽能硅晶片的背面；所述的散熱防護裝置包括隔熱陽 傘、小風扇組、散熱片組從上到下的安裝順序排置，相鄰組件間 用定位架保留一定間隙隔開。
7、 如權利要求3、 4、 5所述的一種帶有平衡錘的太極八卦式光伏發(fā)電裝置，其特征在于所述的太陽光接收器還包括一安裝支架， 所述的安裝支架在每列反射鏡組對應位置設有承重臂，相鄰承重 臂之間均用剛性材料牽引定位。
8、 如權利要求l、 2、 3、 4、 5所述的一種帶有平衡錘的太極八 卦式光伏發(fā)電裝置，其特征在于所述的擺動裝置設有一東西方 向鍋輪擺動裝置和相應的東西方向平衡錘，所述東西方向鍋輪擺 動裝置可以控制光疊加反射裝置朝東西方向擺動；所述東西方向 平衡錘設置在太陽光接收器上、平行或接近平行于光疊加反射裝 置中軸線、位于或靠近于東西方向擺動裝置的擺軸中心線上，并 與光疊加反射裝置分設于東西方向擺動裝置的擺軸的兩側，以平 衡對日東西朝向跟蹤時太陽光接收器的重量。
9、 如權利要求l、 2、 3、 4、 5所述的一種帶有平衡錘的太極八 卦式光伏發(fā)電裝置，其特征在于所述的擺動裝置設有一南北方 向鍋輪擺動裝置可以控制太陽光接收器朝南北方向擺動，所述的 南北方向平衡錘垂直或接近垂直于南北方向擺動裝置擺軸，還垂 直或接近垂直于東西方向鍋輪擺動裝置的擺軸所在直線上，并與 太陽光接收器分設于南北方向擺動裝置的擺軸的兩側，用平衡錘 來平衡對日南北跟蹤時太陽光接收器的重量。
10、 如權利要求1所述的一種帶有平衡錘的太極八卦式光伏發(fā)電裝置， 其特征在于所述的平衡錘設有一調控裝置，可控制平衡錘靠近或遠離太陽光接收器。
全文摘要
本發(fā)明在中國古老太極八卦的啟發(fā)下，提供了一種帶有平衡錘的太極八卦式光伏發(fā)電裝置。它包括光疊加反射裝置及全天候自動對日跟蹤裝置等，實現(xiàn)了將太陽能晶片的發(fā)電能力提高8-10倍以上。晶片的工作溫度在60℃以下。本裝置由自身供電且電耗僅占自發(fā)電量的3-5％。主要包括如下技術方案1.光疊加反射裝置利用光疊加法，采用五層各8片，附加3×8共64片反射鏡，在不同的層面上讓陽光充分的疊加在硅晶片上。2.利用平衡原理，使整個跟蹤裝置的著力點是在克服支架的阻尼而不在支架自身的重量，因此齒輪箱不易損傷、壽命長且節(jié)省電耗。3.散熱裝置備有金屬散熱片、風扇、上端隔熱陽傘。本裝置在硅晶片溫度達到50℃時能自動開啟實施降溫。
文檔編號G05D3/00GK101378238SQ200710302049
公開日2009年3月4日 申請日期2007年12月21日 優(yōu)先權日2007年12月21日
發(fā)明者吳宣瑚 申請人:吳宣瑚