專利名稱：光敏式單軸跟蹤太陽能光伏發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種具有自動(dòng)跟蹤陽光功能的發(fā)電裝置，尤其是光敏式單軸跟蹤 太陽能光伏發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
太陽能是無污染的清潔能源，在人類面臨能源危機(jī)和環(huán)境保護(hù)兩大生存課題的今 天受到人們極大的重視，各種利用太陽能的裝置和設(shè)備不斷涌現(xiàn)，在很多領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)揮了 作用。其中太陽能發(fā)電器的應(yīng)用最為廣泛，特別是小型太陽能發(fā)電裝置在中小企業(yè)和家庭 中的應(yīng)用更占有太陽能發(fā)電裝置的絕大部分，為這些單位和居民提供部分生產(chǎn)和生活所需 要的電力。在實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)，這些小型太陽能發(fā)電裝置絕大部分是固定式裝置，太陽能電 池組件采用固定的角度和位置，不能自動(dòng)跟隨太陽轉(zhuǎn)動(dòng)，在大部分時(shí)間里太陽光都是傾斜 照射在太陽能電池組件上的，因此太陽能電池組件的轉(zhuǎn)換效率大為降。雖然在有些裝置中 也安裝了收集太陽光的跟蹤裝置或平面鏡，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，自身也消耗能量，也影響了太陽能 發(fā)電裝置的有效效率。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單，能夠自動(dòng)跟隨太陽轉(zhuǎn)動(dòng)從而有效提高光 電轉(zhuǎn)換效率的光敏式單軸跟蹤太陽能光伏發(fā)電裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種光敏式單軸跟蹤太陽能光伏發(fā)電裝置，包括底座，以及安裝在底座上用于承 載電池板的支架，其特別之處在于，其中支架包括一跟蹤軸，該跟蹤軸的兩端分別通過軸 承安裝在底座上從而在跟蹤軸旋轉(zhuǎn)時(shí)可帶動(dòng)支架同步旋轉(zhuǎn)，在跟蹤軸的一端安裝有感光組 件，該感光組件由兩塊分別固定在跟蹤軸兩側(cè)的太陽能電池板構(gòu)成，在底座上安裝有電機(jī)， 該電機(jī)的電源接口與前述感光組件的太陽能電池板電連接，該電機(jī)的輸出軸與一滾珠絲杠 連接，該絲杠的另一端與一固定在跟蹤軸上的相配合的萬向節(jié)連接從而通過電機(jī)帶動(dòng)跟蹤 軸旋轉(zhuǎn)。其中感光組件還包括一支撐板，該支撐板中部通過U型螺栓固定在跟蹤軸上，在 支撐板兩側(cè)分別安裝有一塊太陽能電池板。其中電機(jī)為直流電動(dòng)機(jī)。本實(shí)用新型適用于太陽光不是垂直照射的感光組件上，當(dāng)太陽光照射到感光組件 不同的兩個(gè)面時(shí)，形成一定的電勢(shì)差，以及不同方向的電流，當(dāng)該電勢(shì)差大于電機(jī)的額定電 壓時(shí)，電機(jī)通過滾珠絲杠機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)跟蹤軸轉(zhuǎn)動(dòng)，利用電流方向的不同來控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)跟蹤 軸轉(zhuǎn)動(dòng)的方向，并帶動(dòng)支架上的電池板轉(zhuǎn)動(dòng)，直到太陽光不能照射在感光組件的板面上，兩 個(gè)面之間的電勢(shì)差低于額定電壓時(shí)，電機(jī)停止工作，支架停止跟蹤。本裝置可以全天跟蹤太 陽8-10小時(shí)(陰天除外)，比同樣面積和結(jié)構(gòu)的固定式電池組件發(fā)電效率提高22%以上， 提高了太陽能電池組件的發(fā)電效率，同時(shí)，本裝置體積小，重量輕，安裝方便，尤其適用于偏僻的無電源山區(qū)，不需要外接電源就可以跟蹤，從而有效提高發(fā)電效率。
附圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2為本實(shí)用新型的跟蹤原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖來對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說明如圖1所示，本實(shí)用新型包括底座4，以及安裝在底座4上用于承載電池板的支架 3，支架3包括一跟蹤軸2，該跟蹤軸2的兩端分別通過軸承安裝在底座4上從而在跟蹤軸2 旋轉(zhuǎn)時(shí)可帶動(dòng)支架3同步旋轉(zhuǎn)，在跟蹤軸2的一端安裝有感光組件1，該感光組件1由兩塊 分別固定在跟蹤軸2兩側(cè)的太陽能電池板構(gòu)成，在底座4上安裝有電機(jī)，具體采用直流電動(dòng) 機(jī)，該電機(jī)的電源接口與前述感光組件1的太陽能電池板電連接，該電機(jī)的輸出軸與一蝸 桿連接，該蝸桿的另一端與一固定在跟蹤軸2上的相配合的渦輪連接從而通過電機(jī)帶動(dòng)跟 蹤軸2旋轉(zhuǎn)。感光組件1還包括一支撐板，該支撐板中部通過U型螺栓固定在跟蹤軸2上，在支 撐板兩側(cè)分別安裝有一塊太陽能電池板。本實(shí)用新型的工作原理如下如圖3所示，支架3轉(zhuǎn)動(dòng)主要由電機(jī)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)蝸輪蝸桿再帶動(dòng)跟蹤軸2旋轉(zhuǎn)來實(shí) 現(xiàn)。電機(jī)工作需要保證感光組件1接收到的陽光光強(qiáng)大于Y，當(dāng)感光組件1位于A位置， 太陽在a位置時(shí)，感光組件1接收到的陽光光強(qiáng)Yl < Y，此時(shí)電機(jī)不工作，支架3也不會(huì) 轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)太陽運(yùn)行到b位置時(shí)，感光組件1接收到的陽光光強(qiáng)Y2彡Y，此時(shí)電機(jī)工作，支 架3組件轉(zhuǎn)動(dòng)；由于感光組件1固定在跟蹤軸2上，當(dāng)支架3轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，感光組件1也隨之轉(zhuǎn) 動(dòng)，當(dāng)整體轉(zhuǎn)動(dòng)使感光組件1到達(dá)B位置時(shí)，其接收到的陽光光強(qiáng)又會(huì)小于Y，此時(shí)電機(jī)停 止工作，支架3也停止轉(zhuǎn)動(dòng)。待到太陽運(yùn)行到下一個(gè)可以使電機(jī)工作的位置時(shí)，支架3會(huì)再 次重復(fù)上述的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作，由此實(shí)現(xiàn)了支架3跟蹤太陽的功能。因?yàn)楦欇S2的轉(zhuǎn)動(dòng)受到陽光光強(qiáng)的約束，因此，當(dāng)大氣質(zhì)量大于AMI. 5時(shí)，會(huì)影 響到支架3的轉(zhuǎn)動(dòng)精度以及轉(zhuǎn)動(dòng)角度，另外通過選擇適當(dāng)額定電壓和功率的電機(jī)以及組成 感光組件1的太陽能電池板即可實(shí)現(xiàn)匹配。本實(shí)用新型技術(shù)方案的有益效果如下1、采用了相當(dāng)于“光敏式傳感器”的組件，提高了跟蹤精度，在復(fù)雜氣候條件下不 會(huì)出現(xiàn)控制混亂而停止工作，同時(shí)也解決了定向跟蹤中的信號(hào)輸入和響應(yīng)，滿足有效日照 時(shí)間之全程巡日控制；2、采用了最大功率跟蹤控制系統(tǒng)，使整個(gè)太陽能電池組件板面隨時(shí)跟蹤太陽光角 進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)并輸出最大功率，比傳統(tǒng)的固定式電池組件發(fā)電效率提高22%以上，提高了太陽 能電池組件的發(fā)電效率，從而大大的降低了太陽能發(fā)電成本；3、在機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中，采用了應(yīng)用廣泛的滾珠絲杠傳動(dòng)，這種傳動(dòng)有傳動(dòng)比準(zhǔn)確、 效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、工作平穩(wěn)、無噪聲、沖擊振動(dòng)小、工作性能可靠、實(shí)用壽命長；4、機(jī)械裝置體積小、重量輕、安裝方便；[0022] 5、終生無能耗，適用于各種復(fù)雜的 地區(qū)。
權(quán)利要求1.一種光敏式單軸跟蹤太陽能光伏發(fā)電裝置，包括底座(4)，以及安裝在底座(4)上用 于承載電池板的支架(3)，其特征在于其中支架(3)包括一跟蹤軸(2)，該跟蹤軸⑵的兩 端分別通過軸承安裝在底座(4)上從而在跟蹤軸(2)旋轉(zhuǎn)時(shí)可帶動(dòng)支架(3)同步旋轉(zhuǎn)，在 跟蹤軸(2)的一端安裝有感光組件(1)，該感光組件(1)由兩塊分別固定在跟蹤軸(2)兩側(cè) 的太陽能電池板構(gòu)成，在底座(4)上安裝有電機(jī)，該電機(jī)的電源接口與前述感光組件(1)的 太陽能電池板電連接，該電機(jī)的輸出軸與一滾珠絲杠連接，該絲杠的另一端與一固定在跟 蹤軸(2)上的相配合的萬向節(jié)連接從而通過電機(jī)帶動(dòng)跟蹤軸(2)旋轉(zhuǎn)。
2.如權(quán)利要求1所述的光敏式單軸跟蹤太陽能光伏發(fā)電裝置，其特征在于其中感光 組件(1)還包括一支撐板，該支撐板中部通過U型螺栓固定在跟蹤軸(2)上，在支撐板兩側(cè) 分別安裝有一塊太陽能電池板。
3.如權(quán)利要求1所述的光敏式單軸跟蹤太陽能光伏發(fā)電裝置，其特征在于其中電機(jī) 為直流電動(dòng)機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種具有自動(dòng)跟蹤陽光功能的發(fā)電裝置，尤其是光敏式單軸跟蹤太陽能光伏發(fā)電裝置，其特點(diǎn)是，其中支架(3)包括一跟蹤軸(2)，該跟蹤軸(2)的兩端分別通過軸承安裝在底座(4)上，在跟蹤軸(2)的一端安裝有感光組件(1)，該感光組件(1)由兩塊分別固定在跟蹤軸(2)兩側(cè)的太陽能電池板構(gòu)成，在底座(4)上安裝有電機(jī)，該電機(jī)的電源接口與前述感光組件(1)的太陽能電池板電連接，該電機(jī)的輸出軸與一蝸桿連接，該蝸桿的另一端與一固定在跟蹤軸(2)上的相配合的渦輪連接。本實(shí)用新型裝置體積小，重量輕，安裝方便，尤其適用于偏僻的無電源山區(qū)，不需要外接電源就可以跟蹤，從而有效提高發(fā)電效率。
文檔編號(hào)H02N6/00GK201821298SQ201020556128
公開日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2010年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月11日
發(fā)明者何春蓮, 劉海平, 師桂芳, 李宗瑋, 沈京昌, 王海東, 陳磊, 馬彥鵬 申請(qǐng)人:寧夏銀星能源股份有限公司