一種光伏發(fā)電裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種光伏發(fā)電裝置，包括支架、設(shè)于地面的用于支撐支架的支撐基礎(chǔ)(1)、固定于支架上的太陽(yáng)能電池板(4)以及與太陽(yáng)能電池板(4)電連接的蓄電池，所述支架包括豎直主支架(2)以及固定于豎直主支架(2)上的至少兩個(gè)橫向分支架(3)，各橫向分支架(3)沿所述豎直主支架(2)的縱向分布，且各橫向分支架(3)之間相互平行；每個(gè)橫向分支架(3)上至少支撐一個(gè)太陽(yáng)能電池板(4)；本實(shí)用新型的多層太陽(yáng)能電池板能夠充分利用單位土地面積上的太陽(yáng)能，增加單位土地面積的光伏發(fā)電量，從而減少土地的投資開(kāi)支；控制太陽(yáng)能電池板追日轉(zhuǎn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)能使太陽(yáng)能電池板的方位角在白天內(nèi)從東向南再向西進(jìn)行自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而達(dá)到追日的目的，因此提高了接收太陽(yáng)光的效率，從而提高了太陽(yáng)能的利用率。
【專利說(shuō)明】
一種光伏發(fā)電裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及光伏發(fā)電領(lǐng)域，特別涉及一種光伏發(fā)電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)今世界，能源危機(jī)以及環(huán)境污染問(wèn)題越來(lái)越引起人們的重視，太陽(yáng)能作為一種新型可再生能源，由于其環(huán)境友好性特點(diǎn)，其利用日益廣泛。太陽(yáng)能具有“能量密度低、間歇性、空間分布隨時(shí)變化”等特點(diǎn)，因此對(duì)太陽(yáng)能利用技術(shù)提出了更高的要求。如何提高太陽(yáng)能的利用率，增進(jìn)其發(fā)電效益，是目前太陽(yáng)能利用技術(shù)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。
[0003]提高太陽(yáng)能利用率、增進(jìn)其發(fā)電效益，應(yīng)從兩個(gè)方面著手，首先是增加單位土地面積的光伏發(fā)電量，從而減少土地的投資開(kāi)支;隨著光伏行業(yè)的發(fā)展，太陽(yáng)能發(fā)電應(yīng)用的場(chǎng)合越來(lái)越多，除了建設(shè)在荒漠地區(qū)的大型光伏電站外，城市中太陽(yáng)能發(fā)電也越來(lái)越常見(jiàn)。然而光伏發(fā)電系統(tǒng)的高成本、占地面積大始終制約著光伏行業(yè)的快速發(fā)展，尤其是在城鎮(zhèn)地區(qū)土地成本越來(lái)越高，造成土地費(fèi)用占光伏系統(tǒng)成本的比例也越來(lái)越大，因此如何增加單位土地面積的光伏發(fā)電量，以降低光伏系統(tǒng)的成本成為光伏產(chǎn)業(yè)城市化發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵。而通過(guò)增加單位土地面積的有效電池?cái)?shù)量來(lái)提高單位土地面積的光伏發(fā)電量，從而減少土地的投資開(kāi)支是一個(gè)重要研究方向。
[0004]其次是針對(duì)太陽(yáng)能的“間歇性、空間分布隨時(shí)變化”的特點(diǎn)，通過(guò)設(shè)計(jì)改進(jìn)光伏發(fā)電裝置，提高其接收太陽(yáng)光的效率，從而提高太陽(yáng)能的利用率;無(wú)論何種太陽(yáng)能裝置，當(dāng)其太陽(yáng)接收裝置能始終與太陽(yáng)光線保持垂直時(shí)，就可以大大提高單位面積的太陽(yáng)能利用率。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外已開(kāi)展了許多這方面的研究。例如香港大學(xué)的SUMHui教授研究了太陽(yáng)角度與能量接受率間的關(guān)系，結(jié)果發(fā)現(xiàn):實(shí)施太陽(yáng)跟蹤技術(shù)，始終使太陽(yáng)光垂直入射后，太陽(yáng)能利用率提高了37.7%。我們知道，在一天當(dāng)中，陽(yáng)光照射在固定角度太陽(yáng)能發(fā)電器件上的角度會(huì)隨時(shí)間變化，因此單位能量的太陽(yáng)能所產(chǎn)生的電能(即發(fā)電效率)也隨每天中不同時(shí)段的時(shí)間變化。在太陽(yáng)光線垂直照射在太陽(yáng)能發(fā)電器件表面時(shí)(例如中午)，單位能量的太陽(yáng)能所產(chǎn)生的電能最強(qiáng)(即發(fā)電效率最高)。而太陽(yáng)光線照射到太陽(yáng)能發(fā)電器件表面的傾角愈大，單位能量的太陽(yáng)能所產(chǎn)生的電能愈弱(即發(fā)電效率越低，例如早晨和黃昏)，因此對(duì)太陽(yáng)能跟蹤裝置的研究及發(fā)展是提高太陽(yáng)能接收效率的重要方法。目前現(xiàn)有的太陽(yáng)跟蹤技術(shù)中，對(duì)兩軸自動(dòng)跟蹤研究最多，它能同時(shí)跟蹤太陽(yáng)的方位角與高度角，使太陽(yáng)光始終垂直照射在太陽(yáng)能收集器上，大大提高了太陽(yáng)能利用率。然而，兩軸跟蹤效果雖好，但其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、機(jī)械磨損大，造成裝置成本高，因此在設(shè)備投資方面需要大量的投入，不利于提高太陽(yáng)能發(fā)電效益。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型提供一種光伏發(fā)電裝置，可以解決現(xiàn)有技術(shù)中單位土地面積的光伏發(fā)電量不高以及太陽(yáng)能跟蹤裝置在設(shè)備投資方面需要大量的投入，不利于提高太陽(yáng)能發(fā)電效益的問(wèn)題。所提供的光伏發(fā)電裝置可以提高太陽(yáng)能利用率、增加發(fā)電效益。
[0006]本實(shí)用新型提供了一種光伏發(fā)電裝置，包括支架、設(shè)于地面的用于支撐支架的支撐基礎(chǔ)、固定于支架上的太陽(yáng)能電池板以及與太陽(yáng)能電池板電連接的蓄電池，所述支架包括豎直主支架以及固定于豎直主支架上的至少兩個(gè)橫向分支架，各橫向分支架沿所述豎直主支架的縱向分布，且各橫向分支架之間相互平行;每個(gè)橫向分支架上至少支撐一個(gè)太陽(yáng)能電池板;所述支撐基礎(chǔ)上設(shè)有豎直通道，所述豎直主支架經(jīng)豎直通道穿入支撐基礎(chǔ)內(nèi)，并與固定于豎直通道內(nèi)的軸承的內(nèi)圈固定套接;所述豎直主支架上還固定套接有齒輪一;所述支撐基礎(chǔ)上還固定有步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上固定套接有齒輪二，所述齒輪一和齒輪二嗤合;所述步進(jìn)電機(jī)通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與單片機(jī)電連接，所述單片機(jī)還連接有光敏傳感器;所述支撐基礎(chǔ)上還固定有與單片機(jī)電連接的壓力傳感器，同時(shí)豎直主支架上還固定有當(dāng)太陽(yáng)能電池板以豎直主支架為轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)向東邊時(shí)，可與壓力傳感器的觸壓面相觸壓的限位塊;所述單片機(jī)、步進(jìn)電機(jī)均與蓄電池電連接。
[0007]較佳地，所述軸承的數(shù)量為2個(gè)，且上下分布于支撐基礎(chǔ)內(nèi)。
[0008]較佳地，所述單片機(jī)采用MSP430低功耗單片機(jī)。
[0009]較佳地，所述的橫向分支架在豎直主支架上等間距排列。
[0010]較佳地，所有的太陽(yáng)能電池板之間相互平行。
[0011]較佳地，所述齒輪一位于支撐基礎(chǔ)表面上方位置。
[0012]本實(shí)用新型實(shí)施例中，提供一種光伏發(fā)電裝置，本裝置的支架從上至下分布有多層太陽(yáng)能電池板，同時(shí)本裝置經(jīng)單片機(jī)接收傳感器所給出的信號(hào)后，進(jìn)而控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)太陽(yáng)能支架轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)調(diào)整太陽(yáng)能電池板的方位角；其中多層太陽(yáng)能電池板能夠充分利用單位土地面積上的太陽(yáng)能，增加單位土地面積的光伏發(fā)電量，從而減少土地的投資開(kāi)支?？刂铺?yáng)能電池板方位角的結(jié)構(gòu)能使太陽(yáng)能電池板的方位角在白天內(nèi)從東向南再向西進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)從而達(dá)到自動(dòng)追日的目的，提高了其接收太陽(yáng)光的效率，從而提高了太陽(yáng)能的利用率。本實(shí)用新型解決了現(xiàn)有技術(shù)中單位土地面積的光伏發(fā)電量不高以及太陽(yáng)能跟蹤裝置在設(shè)備投資方面需要大量的投入，不利于提高太陽(yáng)能發(fā)電效益的問(wèn)題，所提供的光伏發(fā)電裝置可以提高太陽(yáng)能利用率、增加發(fā)電效益。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型提供的一種光伏發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]附圖標(biāo)記說(shuō)明:
[0015]1、支撐基礎(chǔ);2、豎直主支架;3、橫向分支架;4、太陽(yáng)能電池板;5、軸承;6、限位塊；
7、步進(jìn)電機(jī);8、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器;9、光敏傳感器；10、齒輪一 ；11、單片機(jī)；12、壓力傳感器；13、齒輪二。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的一個(gè)【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)描述，但應(yīng)當(dāng)理解本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不受【具體實(shí)施方式】的限制。
[0017]如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種光伏發(fā)電裝置，包括支架、設(shè)于地面的用于支撐支架的支撐基礎(chǔ)1、固定于支架上的太陽(yáng)能電池板4以及與太陽(yáng)能電池板4電連接的蓄電池，所述支架包括豎直主支架2以及固定于豎直主支架2上的至少兩個(gè)橫向分支架3，各橫向分支架3沿所述豎直主支架2的縱向分布，且各橫向分支架3之間相互平行;每個(gè)橫向分支架3上至少支撐一個(gè)太陽(yáng)能電池板4;所述支撐基礎(chǔ)I上設(shè)有豎直通道，所述豎直主支架2經(jīng)豎直通道穿入支撐基礎(chǔ)I內(nèi)，并與固定于豎直通道內(nèi)的軸承5的內(nèi)圈固定套接;所述豎直主支架2上還固定套接有齒輪一 10;所述支撐基礎(chǔ)I上還固定有步進(jìn)電機(jī)7，步進(jìn)電機(jī)7的轉(zhuǎn)軸上固定套接有齒輪二 13，所述齒輪一 10和齒輪二 13嚙合;所述步進(jìn)電機(jī)7通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器8與單片機(jī)11電連接，所述單片機(jī)11還連接有光敏傳感器9;所述支撐基礎(chǔ)I上還固定有與單片機(jī)11電連接的壓力傳感器12，同時(shí)豎直主支架2上還固定有當(dāng)太陽(yáng)能電池板4以豎直主支架2為轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)向東邊時(shí)，可與壓力傳感器12的觸壓面相觸壓的限位塊6;所述單片機(jī)11、步進(jìn)電機(jī)7均與蓄電池電連接。其中傳感器、步進(jìn)電機(jī)等部件與單片機(jī)的電連接關(guān)系屬于現(xiàn)有成熟技術(shù)，在此不再贅述。
[0018]進(jìn)一步地，所述軸承5的數(shù)量為2個(gè)，且上下分布于支撐基礎(chǔ)I內(nèi)。2個(gè)軸承更有利于豎直主支架2的穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)，并且固定效果也較好。
[0019]進(jìn)一步地，所述單片機(jī)11采用MSP430低功耗單片機(jī)。該單片機(jī)技術(shù)成熟，價(jià)格低廉，可以降低設(shè)備成本。當(dāng)然還可以使用PLC芯片等微處理器，作為接收傳感器信號(hào)并控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的器件。
[0020]進(jìn)一步地，所述的橫向分支架3在豎直主支架2上等間距排列。橫向分支架之間等間距排列并拉開(kāi)一定的距離，以使它們之間接收太陽(yáng)光時(shí)不至于相互遮擋，造成影響。
[0021]進(jìn)一步地，所有的太陽(yáng)能電池板4之間相互平行，這時(shí)候它們的俯仰角均相同。
[0022]進(jìn)一步地，所述齒輪一10位于支撐基礎(chǔ)I表面上方位置。齒輪一盡量離支撐基礎(chǔ)I表面近一些，這樣有利于和固定在支撐基礎(chǔ)上的步進(jìn)電機(jī)相聯(lián)接。
[0023]本實(shí)用新型的工作原理:本實(shí)用新型裝置中的光敏傳感器用于檢測(cè)外界光亮度，當(dāng)檢測(cè)到的光亮度信號(hào)值低于單片機(jī)所設(shè)置的信號(hào)閾值下限，則單片機(jī)啟動(dòng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)太陽(yáng)能電池板的方位角從西向南再向東進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)太陽(yáng)能電池板轉(zhuǎn)向正對(duì)東時(shí)，固定于豎直主支架上的限位塊正好觸壓到壓力傳感器上，這時(shí)候單片機(jī)會(huì)接收到壓力傳感器傳送來(lái)的壓力信號(hào)值，則單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)停止運(yùn)行，并進(jìn)入黑夜中待機(jī)狀態(tài)。當(dāng)天開(kāi)始亮了，光敏傳感器向單片機(jī)發(fā)送的光亮度信號(hào)值高于單片機(jī)中所設(shè)置的信號(hào)閾值上限時(shí)，則單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行相反方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)太陽(yáng)能電池板的方位角從東向南再向西以設(shè)定的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)(或以設(shè)定頻率進(jìn)行間歇式的轉(zhuǎn)動(dòng))，該設(shè)定的轉(zhuǎn)速總體上與太陽(yáng)在白天中從東向南再向西運(yùn)轉(zhuǎn)的角速度基本相等，從而實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電裝置在方位角上追蹤太陽(yáng)的功能。當(dāng)天黑后，外界光亮度降低后，本裝置則依最開(kāi)始的動(dòng)作復(fù)位到太陽(yáng)能電池板面向東邊并再次處于待機(jī)狀態(tài)。本裝置對(duì)太陽(yáng)方位角的追蹤會(huì)周而復(fù)始的自動(dòng)循環(huán)運(yùn)行，達(dá)到自動(dòng)追蹤太陽(yáng)的效果。根據(jù)季節(jié)的不同所產(chǎn)生的白天時(shí)差稍有變化，可以在較長(zhǎng)時(shí)間(例如幾個(gè)月)后人工調(diào)整單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)控制裝置追蹤太陽(yáng)的角速度。另夕卜，由于一年四季中太陽(yáng)的高低變化不像方位角那么大，因此，考慮到成本因素，本裝置對(duì)于俯仰角不做追蹤，只是取一整體上效果最好的固定的俯仰角。
[0024]綜上所述，本實(shí)用新型實(shí)施例中，提供一種光伏發(fā)電裝置，包括位于太陽(yáng)能支架上的從上至下分布的多層太陽(yáng)能電池板以及使用單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)進(jìn)而控制太陽(yáng)能支架進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的結(jié)構(gòu);其中多層太陽(yáng)能電池板能夠充分利用單位土地面積上的太陽(yáng)能，增加單位土地面積的光伏發(fā)電量，從而減少土地的投資開(kāi)支?？刂铺?yáng)能支架進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)能使太陽(yáng)能電池板的方位角在白天內(nèi)從東向南再向西進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)從而達(dá)到追日的目的，提高了其接收太陽(yáng)光的效率，從而提高了太陽(yáng)能的利用率;本實(shí)用新型的控制太陽(yáng)能支架進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)部件主要包括單片機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、軸承及傳感器，這些部件均是價(jià)格低廉的成熟產(chǎn)品，其性價(jià)比高，因此不會(huì)明顯的增加光伏發(fā)電裝置的設(shè)備成本。因此，本實(shí)用新型解決了現(xiàn)有技術(shù)中單位土地面積的光伏發(fā)電量不高以及太陽(yáng)能跟蹤裝置在設(shè)備投資方面需要大量的投入，不利于提高太陽(yáng)能發(fā)電效益的問(wèn)題，所提供的光伏發(fā)電裝置可以提高太陽(yáng)能利用率、增加發(fā)電效益。
[0025]以上公開(kāi)的僅為本實(shí)用新型的幾個(gè)具體實(shí)施例，但是，本實(shí)用新型實(shí)施例并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化都應(yīng)落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種光伏發(fā)電裝置，包括支架、設(shè)于地面的用于支撐支架的支撐基礎(chǔ)(I)、固定于支架上的太陽(yáng)能電池板(4)以及與太陽(yáng)能電池板(4)電連接的蓄電池，其特征在于:所述支架包括豎直主支架(2)以及固定于豎直主支架(2)上的至少兩個(gè)橫向分支架(3)，各橫向分支架(3)沿所述豎直主支架(2)的縱向分布，且各橫向分支架(3)之間相互平行;每個(gè)橫向分支架(3)上至少支撐一個(gè)太陽(yáng)能電池板(4); 所述支撐基礎(chǔ)(I)上設(shè)有豎直通道，所述豎直主支架(2)經(jīng)豎直通道穿入支撐基礎(chǔ)(I)內(nèi)，并與固定于豎直通道內(nèi)的軸承(5)的內(nèi)圈固定套接;所述豎直主支架(2)上還固定套接有齒輪一(10);所述支撐基礎(chǔ)(I)上還固定有步進(jìn)電機(jī)(7)，步進(jìn)電機(jī)(7)的轉(zhuǎn)軸上固定套接有齒輪二(13)，所述齒輪一(10)和齒輪二(13)嚙合;所述步進(jìn)電機(jī)(7)通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器(8)與單片機(jī)(11)電連接，所述單片機(jī)(11)還連接有光敏傳感器(9);所述支撐基礎(chǔ)(I)上還固定有與單片機(jī)(11)電連接的壓力傳感器(12)，同時(shí)豎直主支架(2)上還固定有當(dāng)太陽(yáng)能電池板(4)以豎直主支架(2)為轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)向東邊時(shí)，可與壓力傳感器(12)的觸壓面相觸壓的限位塊(6);所述單片機(jī)(11)、步進(jìn)電機(jī)(7)均與蓄電池電連接。2.如權(quán)利要求1所述的一種光伏發(fā)電裝置，其特征在于:所述軸承(5)的數(shù)量為2個(gè)，且上下分布于支撐基礎(chǔ)(I)內(nèi)。3.如權(quán)利要求1所述的一種光伏發(fā)電裝置，其特征在于:所述單片機(jī)(II)采用MSP430低功耗單片機(jī)。4.如權(quán)利要求1所述的一種光伏發(fā)電裝置，其特征在于:所述的橫向分支架(3)在豎直主支架(2)上等間距排列。5.如權(quán)利要求1所述的一種光伏發(fā)電裝置，其特征在于:所有的太陽(yáng)能電池板(4)之間相互平行。6.如權(quán)利要求1所述的一種光伏發(fā)電裝置，其特征在于:所述齒輪一(10)位于支撐基礎(chǔ)(I)表面上方位置。
【文檔編號(hào)】G05D3/10GK205566196SQ201620412008
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年5月3日
【發(fā)明人】高淑萍
【申請(qǐng)人】西安科技大學(xué)