專利名稱：一種防風(fēng)沙、消塵埃的單軸光伏跟蹤發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶防風(fēng)沙、消塵埃的單軸光伏跟蹤發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
光伏組件通常被安裝在戶外，接收太陽(yáng)光并產(chǎn)生電能。在使用過(guò)程中由于光伏組件表面容易蒙上灰塵，產(chǎn)生熱斑效應(yīng)，直接會(huì)降低光電轉(zhuǎn)換效率，從而影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效率，因此需要保持光伏組件表面的清潔度。而對(duì)于安裝在沙漠等大風(fēng)沙地區(qū)的光伏組件，光伏組件表面更容易積累風(fēng)沙，沙粒也會(huì)損傷光伏組件表面，會(huì)嚴(yán)重影響光電轉(zhuǎn)換效率，因此要最大程度地降低風(fēng)沙對(duì)光伏組件產(chǎn)生的不利印象和提高光伏組件表面的清潔度。現(xiàn)階段大型光伏組件的清潔方式主要是人工擦洗為主，不僅工作效率偏低，而且 增加了運(yùn)行維護(hù)成本，而有些直接利用水進(jìn)行清洗，效率也不高，而且對(duì)于本來(lái)可以不需要水的光伏系統(tǒng)，增加了尋找水源和儲(chǔ)存水源的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種防風(fēng)沙、消塵埃的單軸光伏跟蹤發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。本發(fā)明包括光伏組件、光伏組件支撐架、電機(jī)、氣象觀測(cè)儀、控制模塊、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器。光伏組件支撐架包括第一固定支架、第二固定支架和轉(zhuǎn)動(dòng)軸；第一固定支架、第二固定支架分別與轉(zhuǎn)動(dòng)軸的兩端相連接，光伏組件的背面固定在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，轉(zhuǎn)動(dòng)軸與電機(jī)相連接，在電機(jī)帶動(dòng)下，光伏組件可隨著轉(zhuǎn)動(dòng)軸進(jìn)行0° 360°雙向旋轉(zhuǎn)；第二固定支架上設(shè)置有電機(jī)、控制模塊、第一壓力傳感器和第二壓力傳感器，且第一壓力傳感器和第二壓力傳感器與轉(zhuǎn)動(dòng)軸的角度分別為a°和(180-a) ° ;氣象觀測(cè)儀設(shè)置在第一固定支架的一側(cè)，監(jiān)測(cè)風(fēng)向、風(fēng)速、雨量、光照強(qiáng)度信號(hào)，并將監(jiān)測(cè)到的信號(hào)傳輸至控制模塊。本發(fā)明工作過(guò)程如下
氣象觀測(cè)儀包括風(fēng)向傳感器、風(fēng)速傳感器、雨量傳感器、光照傳感器；監(jiān)測(cè)風(fēng)向、風(fēng)速、雨量、光照強(qiáng)度信號(hào)，并將監(jiān)測(cè)到的信號(hào)傳輸至控制模塊，設(shè)第一風(fēng)速閾值、第二風(fēng)速閾值、雨量閾值、光照強(qiáng)度閾值、壓力傳感器閾值，其中第一風(fēng)速閾值大于第二風(fēng)速閾值。當(dāng)光照傳感器檢測(cè)到的光照強(qiáng)度值高于光照強(qiáng)度閾值，同時(shí)風(fēng)速傳感器檢測(cè)到的風(fēng)速值高于第一風(fēng)速閾值時(shí)，控制模塊驅(qū)動(dòng)電機(jī)，旋轉(zhuǎn)光伏組件I的玻璃表面朝向地面，避免沙粒損傷光伏組件表面工作；
當(dāng)光照傳感器檢測(cè)到的光照強(qiáng)度值高于光照強(qiáng)度閾值，同時(shí)風(fēng)速傳感器檢測(cè)到的風(fēng)速值在第一風(fēng)速閾值和第二風(fēng)速閾值之間時(shí)，控制模塊驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)光伏組件的玻璃表面背向風(fēng)沙吹來(lái)方向，避免沙粒損傷光伏組件表面，但是同時(shí)光伏組件還是能夠進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，只是效率比旋轉(zhuǎn)如偏低；
當(dāng)光照強(qiáng)度傳感器檢測(cè)到的光照強(qiáng)度值高于光照強(qiáng)度閾值，同時(shí)風(fēng)速傳感器檢測(cè)到的風(fēng)速值低于第二風(fēng)速閾值時(shí)，光伏組件不需要旋轉(zhuǎn)。當(dāng)光照強(qiáng)度傳感器檢測(cè)到的光照強(qiáng)度值低于光照強(qiáng)度閾值時(shí)，光伏組件在低照度下光電轉(zhuǎn)化效率過(guò)低或者停止光電轉(zhuǎn)化，此時(shí)，控制模塊驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)光伏組件玻璃表面朝向地面，并與地面形成一個(gè)傾斜角，避免未使用光伏組件時(shí)的風(fēng)沙積淀，同時(shí)利用天然風(fēng)吹凈光伏組件表面。當(dāng)雨量傳感器檢測(cè)到的雨量值高于雨量閾值，說(shuō)明有足夠的水源來(lái)清洗光伏組件，此時(shí)，若第一壓力傳感器檢測(cè)到的壓力信號(hào)高于壓力傳感器閾值，或者第二壓力傳感器檢測(cè)到的壓力信號(hào)高于壓力傳感器閾值時(shí)，比較第一壓力傳感器和第二壓力傳感器的壓力信號(hào)，選擇壓力信號(hào)較高的壓力傳感器，控制模塊驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作，旋轉(zhuǎn)光伏組件使得光伏組件的玻璃表面和壓力較高的壓力傳感器的安裝方向相同。當(dāng)雨 量傳感器檢測(cè)到的雨量值低于雨量閾值時(shí)，說(shuō)明雨量不充足，不足以清洗光伏組件，此時(shí)，控制模塊驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作，旋轉(zhuǎn)光伏組件玻璃表面朝向地面，避免雨水不充足反而引起光伏組件表面的灰塵由于雨水而粘在光伏組件玻璃表面。本發(fā)明有益效果如下
本發(fā)明可以提高組件表面清潔度，減少熱斑效應(yīng)，保持組件表面的光線入射率，提高光電轉(zhuǎn)化效率，同時(shí)能有效地清洗光伏組件表面的灰塵，減少人工清洗光伏組件的頻率，降低了人工成本；采取對(duì)光伏組件進(jìn)行風(fēng)沙預(yù)防護(hù)、天然雨水清洗的方式，可以減少對(duì)光伏組件人工清潔的次數(shù)，大大減少了維護(hù)成本，同時(shí)提高了組件的使用性能及壽命。


圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，光伏組件I、電機(jī)2、氣象觀測(cè)儀3、控制模塊4、第一壓力傳感器5、第二壓力傳感器6、第一固定支架7、第二固定支架8、轉(zhuǎn)動(dòng)軸9。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。如圖I所示，一種帶防風(fēng)沙、消塵埃的單軸光伏跟蹤發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，包括光伏組件
I、電機(jī)2、氣象觀測(cè)儀3、控制模塊4、第一壓力傳感器5、第二壓力傳感器6、第一固定支架7、第二固定支架8、轉(zhuǎn)動(dòng)軸9。第一固定支架7、第二固定支架8分別與轉(zhuǎn)動(dòng)軸9的兩端相連接，光伏組件I的背面固定在轉(zhuǎn)動(dòng)軸9上，轉(zhuǎn)動(dòng)軸9與電機(jī)2相連接，在電機(jī)2帶動(dòng)下，光伏組件I可隨著轉(zhuǎn)動(dòng)軸9進(jìn)行0° 360°雙向旋轉(zhuǎn)；第二固定支架8上設(shè)置有電機(jī)2、控制模塊4、第一壓力傳感器5和第二壓力傳感器6，且第一壓力傳感器5和第二壓力傳感器6與轉(zhuǎn)動(dòng)軸的角度分別為a。和(180-a) ° ;氣象觀測(cè)儀3設(shè)置在第一固定支架7的一側(cè)，包括風(fēng)向傳感器、風(fēng)速傳感器、雨量傳感器、光照傳感器；氣象觀測(cè)儀3監(jiān)測(cè)風(fēng)向、風(fēng)速、雨量、光照強(qiáng)度信號(hào)，并將監(jiān)測(cè)到的信號(hào)傳輸至控制模塊4 ；
第一固定支架7、第二固定支架8和轉(zhuǎn)動(dòng)軸9共同組成光伏組件支撐架；
本發(fā)明工作過(guò)程如下
氣象觀測(cè)儀監(jiān)測(cè)風(fēng)向、風(fēng)速、雨量、光照強(qiáng)度信號(hào)，并將監(jiān)測(cè)到的信號(hào)傳輸至控制模塊4，設(shè)第一風(fēng)速閾值、第二風(fēng)速閾值、雨量閾值、光照強(qiáng)度閾值、壓力傳感器閾值，其中第一風(fēng)速閾值大于第二風(fēng)速閾值。當(dāng)光照傳感器檢測(cè)到的光照強(qiáng)度值高于光照強(qiáng)度閾值，同時(shí)風(fēng)速傳感器檢測(cè)到的風(fēng)速值高于第一風(fēng)速閾值時(shí)，控制模塊4驅(qū)動(dòng)電機(jī)2，旋轉(zhuǎn)光伏組件I的玻璃表面朝向地面，避免沙粒損傷光伏組件I表面工作；
當(dāng)光照傳感器檢測(cè)到的光照強(qiáng)度值高于光照強(qiáng)度閾值，同時(shí)風(fēng)速傳感器檢測(cè)到的風(fēng)速值在第一風(fēng)速閾值和第二風(fēng)速閾值之間時(shí)，控制模塊4驅(qū)動(dòng)電機(jī)2旋轉(zhuǎn)光伏組件I的玻璃表面背向風(fēng)沙吹來(lái)方向，避免沙粒損傷光伏組件表面，但是同時(shí)光伏組件還是能夠進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，只是效率比旋轉(zhuǎn)前偏低；
當(dāng)光照強(qiáng)度傳感器檢測(cè)到的光照強(qiáng)度值高于光照強(qiáng)度閾值，同時(shí)風(fēng)速傳感器檢測(cè)到的風(fēng)速值低于第二風(fēng)速閾值時(shí)，光伏組件I不需要旋轉(zhuǎn)。
當(dāng)光照強(qiáng)度傳感器檢測(cè)到的光照強(qiáng)度值低于光照強(qiáng)度閾值時(shí)，光伏組件在低照度下光電轉(zhuǎn)化效率過(guò)低或者停止光電轉(zhuǎn)化，此時(shí)，控制模塊4驅(qū)動(dòng)電機(jī)2旋轉(zhuǎn)光伏組件玻璃表面朝向地面，并與地面形成一個(gè)傾斜角，避免未使用光伏組件時(shí)的風(fēng)沙積淀，同時(shí)利用天然風(fēng)吹凈光伏組件表面。當(dāng)雨量傳感器檢測(cè)到的雨量值高于雨量閾值，說(shuō)明有足夠的水源來(lái)清洗光伏組件，此時(shí)，若第一壓力傳感器檢測(cè)到的壓力信號(hào)高于壓力傳感器閾值，或者第二壓力傳感器檢測(cè)到的壓力信號(hào)高于壓力傳感器閾值時(shí)，比較第一壓力傳感器和第二壓力傳感器的壓力信號(hào)，選擇壓力信號(hào)較高的壓力傳感器，控制模塊驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作，旋轉(zhuǎn)光伏組件使得光伏組件的玻璃表面和壓力較高的壓力傳感器的安裝方向相同。當(dāng)雨量傳感器檢測(cè)到的雨量值低于雨量閾值時(shí)，說(shuō)明雨量不充足，不足以清洗光伏組件，此時(shí)，控制模塊驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作，旋轉(zhuǎn)光伏組件玻璃表面朝向地面，避免雨水不充足反而引起光伏組件表面的灰塵由于雨水而粘在光伏組件玻璃表面。
權(quán)利要求
1.一種帶防風(fēng)沙、消塵埃的單軸光伏跟蹤發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，包括光伏組件、光伏組件支撐架、電機(jī)、氣象觀測(cè)儀、控制模塊、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器；其特征在于 光伏組件支 撐架包括第一固定支架、第二固定支架和轉(zhuǎn)動(dòng)軸；第一固定支架、第二固定支架分別與轉(zhuǎn)動(dòng)軸的兩端相連接，光伏組件的背面固定在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，轉(zhuǎn)動(dòng)軸與電機(jī)相連接，在電機(jī)帶動(dòng)下，光伏組件可隨著轉(zhuǎn)動(dòng)軸進(jìn)行0° 360°雙向旋轉(zhuǎn)；第二固定支架上設(shè)置有電機(jī)、控制模塊、第一壓力傳感器和第二壓力傳感器，且第一壓力傳感器和第二壓力傳感器與轉(zhuǎn)動(dòng)軸的角度分別為a°和(180-a) ° ;氣象觀測(cè)儀設(shè)置在第一固定支架的一側(cè)，監(jiān)測(cè)風(fēng)向、風(fēng)速、雨量、光照強(qiáng)度信號(hào)，并將監(jiān)測(cè)到的信號(hào)傳輸至控制模塊。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種帶防風(fēng)沙、消塵埃的單軸光伏跟蹤發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。本發(fā)明第一固定支架、第二固定支架分別與轉(zhuǎn)動(dòng)軸的兩端相連接，光伏組件的背面固定在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，在電機(jī)帶動(dòng)下，光伏組件可隨著轉(zhuǎn)動(dòng)軸進(jìn)行0°～360°雙向旋轉(zhuǎn)；第二固定支架上設(shè)置有電機(jī)、控制模塊、第一壓力傳感器和第二壓力傳感器，且第一壓力傳感器和第二壓力傳感器與轉(zhuǎn)動(dòng)軸的角度分別為a°和(180-a)°；氣象觀測(cè)儀設(shè)置在第一固定支架的一側(cè)，監(jiān)測(cè)風(fēng)向、風(fēng)速、雨量、光照強(qiáng)度信號(hào)，并將監(jiān)測(cè)到的信號(hào)傳輸至控制模塊。本發(fā)明提高組件表面清潔度，減少熱斑效應(yīng)，保持組件表面的光線入射率，提高光電轉(zhuǎn)化效率，同時(shí)能有效地清洗光伏組件表面的灰塵，降低了人工成本。
文檔編號(hào)H02N6/00GK102857145SQ20121040666
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月23日
發(fā)明者吳秋軒, 謝穎嬌, 章堅(jiān)民, 劉士榮, 林偉杰, 王越勝 申請(qǐng)人:杭州電子科技大學(xué)