一种新型发电效率高的光伏发电系统技术方案

本发明专利技术涉及新能源领域，具体为一种新型发电效率高的光伏发电系统。目前光伏发电的太阳能板安装有固定和跟踪两种模式，固定式安装，太阳能板的倾角不变，发电效率较低；安装有跟踪装置的可以跟踪太阳的方位，接收更多的太阳辐射，但跟踪装置结构比较复杂，初始投资和维护成本太高，性价比不高，因此光伏发电几乎都是采用固定式安装。在光电转化率在短期内难以有效提高的状态下，如何去提高太阳能发电的效率，是目前光伏发电遇到的亟待解决的技术难题，本发明专利技术提供了一种调节光伏组件倾角的技术，这种技术初始投资和维修成本低，可以替代太阳跟踪装置，与装机容量相同、倾角固定不变的光伏发电相比，本发明专利技术的光伏发电量多增加了40%左右。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及新能源领域，具体为一种新型发电效率高的光伏发电系统。
技术介绍
在2015年底的巴黎气候高峰会上，中国表示要在2020年前，使单位GDP二氧化碳排放量自2005年减少40%至45%。为了要达到减碳排目标，我国正快速减少对燃煤发电的依赖，逐渐减少燃煤发电，加大可再生能源的使用将是国家未来能源政策的发展方向，国家能源局于2013年11月26日发布了《光伏发电运营监管暂行办法》，规定电网企业应当全额收购其电网覆盖范围内并网光伏电站项目和分布式光伏发电项目的上网电量。所以作为节能减排的一个重要手段，光伏发电越来越受到重视，光伏发电站在国内外市场上像雨后春笋似的不断涌现，但受到光伏发电成本高、光电转化率低，太阳能电池板的方位角、倾角固定不变等一些不成熟技术因素的影响，光伏发电站性价比不高，不能很好地满足市场的需求，从而限制了其在市场上的大面积推广。在光电转化率短期内难于有效提高的状态下，如何去提高太阳能的发电效率，这是目前太阳能发电所遇到的亟待解决的技术难题。
技术实现思路
针对上述缺陷，本专利技术通过提供一种新型发电效率高的光伏发电系统，使目前市场发电效率低、性价比低的光伏发电站，转变为发电效率高、性价比高的光伏发电站，以满足可再生能源市场不断发展的需求。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：一种新型发电效率高的光伏发电系统，包含有太阳电池板方阵或者光伏矩阵、逆变器、控制器、蓄电池、支撑柱子，柱子有N根，各柱子顶端安装有轴承，柱子的东西南北面都对称地安装有支撑杆，柱子东西两面各安装有一个三角支撑架，太阳能电池板方阵或者光伏矩阵的南北中轴线上安装有轴承，通过一根钢制或者铝合金钢的轴穿过南北中轴线上所有的轴承，把太阳能电池板方阵或者光伏矩阵、柱子、南北方向的支撑杆连成一体，东西方向的支撑杆顶端与太阳能电池板方阵或者光伏矩阵焊接固定连成一体，其特征在于：太阳能电池板方阵或者光伏矩阵的倾角可以根据时间的控制进行调节，随着东西两方向支撑杆之间所产生相对应的反方向伸缩运动，带动太阳能电池板方阵或者光伏矩阵绕轴转动，其倾角从而发生改变，所述的N根支撑柱子为钢筋混凝土或者铝合金钢或者钢制结构，柱子东西两面上与柱子为一体的三角支撑架与柱子同材质，支撑柱子安装在太阳能电池板方阵或者光伏矩阵南北方向的中轴线上，其中一根柱子必须要安装在太阳能电池板方阵或者光伏矩阵东西、南北两根中轴线交叉点的位置上，柱子顶端的轴承是焊接或者螺栓固定连接安装的滑动轴承或者万向轴承，柱子东西方向的支撑杆为铝合金钢或者钢制的伸缩支撑杆，东西方向伸缩支撑杆之间的夹角固定不变，伸缩支撑杆上带有智能控制系统和远程遥控系统以及电机的伸缩装置机座与三角形支撑架焊接或者螺栓固定连接，N是单数的倍数值，当柱子根数N=1时，独立柱子的东南西北4面，各面都对称地安装有支撑杆，东西方向至少安装伸缩支撑杆各一根，南北方向各安装一根固定支撑杆；当柱子根数N＞2时，柱子以3根为一组，柱子的南北方向共有4根固定支撑杆，边柱各一根，中间柱子有2根，中间柱子的东西方向对称地至少安装有伸缩支撑杆各一根，所述的太阳能板方阵或者光伏矩阵可以有M组，M的数值为单数或者偶数的倍数值，太阳能板方阵或者光伏矩阵南北方向中轴线上至少安装两个轴承，轴承为滑动轴承或者万向轴承，南北两端需要各焊接安装一个，太阳能板方阵或者光伏矩阵的发电模式包含有离网型和并网型两种，所述的时间控制分为三个阶段，第一阶段为上午时间段，从AM6：00至AM11:00，调整太阳能电池板方阵或者光伏矩阵面朝东面；第二阶段为正午时间段，从AM11：00至PM13:00，调整太阳能电池板方阵或者光伏矩阵成水平状态；第三阶段为下午时间段，从PM13：00至PM17:00，调整太阳能电池板方阵或者光伏矩阵面朝西面；超过PM18:00后太阳能电池板方阵或者光伏矩阵又自动恢复到水平状态，所述东西方向伸缩支撑杆之间相对应的反方向伸缩运动，每根伸缩支撑杆体内由直径不等的螺纹丝杆通过螺母及座套与杆体精确套装在一起并转动自如，形成螺纹运动副，工作时，由机座中的交流电机或者直流电机驱动减速齿轮副，带动所有螺纹丝杆同步螺旋旋转，通过螺母及座套将该传动副的螺旋旋转运动转变为杆体的直线运动，从而实现伸缩支撑杆的双向运动，由于太阳能电池板方阵或者光伏矩阵绕南北方向的轴转动，所以伸缩支撑杆的反方向伸缩运动是相对应的，即东面杆收缩相应的长度则西面杆也相应地伸长同样的长度，反之也一样，从而使太阳能电池板方阵或者光伏矩阵始终处于一个最佳倾角的状态，各个时间段内的最佳倾角，是指在各个时间段内光伏发电量最大时所形成的倾角，原则上是以使得太阳能电池板方阵或者光伏矩阵的倾斜面上能接受到最大的日照辐射量，使得太阳光近似直射地辐射在太阳能电池板方阵或者光伏矩阵的平面上的倾角为最佳倾角，根据这个最佳倾角的角度值再换算成控制东、西方向伸缩支撑杆所需要收缩的一个具体数值L2和L3，由于西面最佳倾角要比东面的小，L3要小于L2，在确定伸缩支撑杆长度的时候，采用夏季时所换算得到的L2和L3的数值，伸缩支撑杆总长度L分为三段，第一段是基础段，长度固定不变为L1，第二段是中间段，其长度与东面杆的收缩总长度相同为L2，第三段是顶端段，其长度也定为L2，所以东西两面伸缩支撑杆的总长度确定为L=L1+2*L2，伸缩支撑杆成完全收缩状态时候，第二、第三段凸出部分的长度也包括在相应段的长度之内，调节之前通常太阳能电池板方阵或者光伏矩阵为水平状态，此时东西伸缩支撑杆的长度均为L1+L2,倾角的调节方法有两种，第一种方法是最佳倾角一步调整到位后静止不动，此方式是以西面杆的伸、缩运动为基准，最佳倾角一步调节到位后在上午、正午、下午的各时间段内将静止不动，直到下个时间段到来为止，在上午第一时间段，智能控制系统启动东西方向机座上的电机，使东面杆收缩、西面杆伸长，当西面杆的伸长长度达到L2时电机同时停止转动，在此过程，东西两方向伸缩支撑杆之间相对应的反方向伸缩运动带动太阳能电池板方阵或者光伏矩阵绕轴转动，面朝东面成最佳倾角，西面杆长度为L=L1+2*L2，东面杆长度为L=L1+L4，L4＜L2，此时的倾角可以认为是最佳倾角，因为误差在允许范围之内，忽略不计；在正午第二时间段，智能控制系统启动东西方向机座上的电机，使东面杆伸长、西面杆收缩，当西面杆的收缩长度达到L2时电机同时停止转动，在此过程，东西两方向伸缩支撑杆之间相对应的反方向伸缩运动带动太阳能电池板方阵或者光伏矩阵绕轴转动，东西面两杆的长度相同，太阳能板方阵或者光伏矩阵成水平状态，倾角为零，此时东西杆长度均为L=L1+L2；在下午第三时间段，智能控制系统启动东西方向机座上的电机，使东面杆伸长、西面杆收缩，当西面杆的收缩长度达到L3时电机同时停止转动，在此过程，东西两方向伸缩支撑杆之间相对应的反方向伸缩运动带动太阳能电池板方阵或者光伏矩阵绕轴转动，面朝西面成最佳倾角，此时东面杆长度为L=L1+L2+L3，西面杆长度为L=L1+L2-L3；第二种方法是随着时间的变化对倾角进行微调，此方法是以上午或下午时间段内某个时刻的最佳倾角为基准，对上午或下午时间段内的倾角进行微调，首先以上午某个时刻太阳能板方阵或者光伏矩阵的最佳倾角为准换算出东面杆的收缩长度值L2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型发电效率高的光伏发电系统，包含有太阳电池板方阵或者光伏矩阵、逆变器、控制器、蓄电池、支撑柱子，柱子有N根，各柱子顶端安装有轴承，柱子的东西南北面都对称地安装有支撑杆，柱子东西两面各安装有一个三角支撑架，太阳能电池板方阵或者光伏矩阵的南北中轴线上安装有轴承，通过一根钢制或者铝合金钢的轴穿过南北中轴线上所有的轴承，把太阳能电池板方阵或者光伏矩阵、柱子、南北方向的支撑杆连成一体，东西方向的支撑杆顶端与太阳能电池板方阵或者光伏矩阵焊接固定连成一体，其特征在于：太阳能电池板方阵或者光伏矩阵的倾角可以根据时间的控制进行调节，随着东西两方向支撑杆之间所产生相对应的反方向伸缩运动，带动太阳能电池板方阵或者光伏矩阵绕轴转动，其倾角从而发生改变。

【技术特征摘要】
1.一种新型发电效率高的光伏发电系统，包含有太阳电池板方阵或者光伏矩阵、逆变器、控制器、蓄电池、支撑柱子，柱子有N根，各柱子顶端安装有轴承，柱子的东西南北面都对称地安装有支撑杆，柱子东西两面各安装有一个三角支撑架，太阳能电池板方阵或者光伏矩阵的南北中轴线上安装有轴承，通过一根钢制或者铝合金钢的轴穿过南北中轴线上所有的轴承，把太阳能电池板方阵或者光伏矩阵、柱子、南北方向的支撑杆连成一体，东西方向的支撑杆顶端与太阳能电池板方阵或者光伏矩阵焊接固定连成一体，其特征在于：太阳能电池板方阵或者光伏矩阵的倾角可以根据时间的控制进行调节，随着东西两方向支撑杆之间所产生相对应的反方向伸缩运动，带动太阳能电池板方阵或者光伏矩阵绕轴转动，其倾角从而发生改变。2.根据权利要求1所述的一种新型发电效率高的光伏发电系统，其特征在于：所述的N根支撑柱子为钢筋混凝土或者铝合金钢或者钢制结构，柱子东西两面上与柱子为一体的三角支撑架与柱子同材质，支撑柱子安装在太阳能电池板方阵或者光伏矩阵南北方向的中轴线上，其中一根柱子必须要安装在太阳能电池板方阵或者光伏矩阵东西、南北两根中轴线交叉点的位置上，柱子顶端的轴承是焊接或者螺栓固定连接安装的滑动轴承或者万向轴承，柱子东西方向的支撑杆为铝合金钢或者钢制的伸缩支撑杆，东西方向伸缩支撑杆之间的夹角固定不变，伸缩支撑杆上带有智能控制系统和远程遥控系统以及电机的伸缩装置机座与三角形支撑架焊接或者螺栓固定连接，N是单数的倍数值，当柱子根数N=1时，独立柱子的东南西北4面，各面都对称地安装有支撑杆，东西方向至少安装伸缩支撑杆各一根，南北方向各安装一根固定支撑杆；当柱子根数N＞2时，柱子以3根为一组，柱子的南北方向共有4根固定支撑杆，边柱各一根，中间柱子有2根，只有中间柱子的东西方向对称地至少安装有伸缩支撑杆各一根。3.根据权利要求1所述的一种新型发电效率高的光伏发电系统，其特征在于：所述的太阳能板方阵或者光伏矩阵可以有M组，M的数值为单数或者偶数的倍数值，太阳能板方阵或者光伏矩阵南北方向中轴线上至少安装两个轴承，轴承为滑动轴承或者万向轴承，南北两端需要各焊接安装一个，太阳能板方阵或者光伏矩阵的发电模式包含有离网型和并网型两种。4.根据权利要求1所述的一种新型发电效率高的光伏发电系统，其特征在于：所述的时间控制分为三个阶段，第一阶段为上午时间段，从AM6：00至AM11:00，调整太阳能电池板方阵或者光伏矩阵面朝东面；第二阶段为正午时间段，从AM11：00至PM13:00，调整太阳能电池板方阵或者光伏矩阵成水平状态；第三阶段为下午时间段，从PM13：00至PM17:00，调整太阳能电池板方阵或者光伏矩阵面朝西面；超过PM18:00后太阳能电池板方阵或者光伏矩阵又自动恢复到水平状态。5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种新型发电效率高的光伏发电系统，其特征在于：所述东西方向伸缩支撑杆之间相对应的反方向伸缩运动，每根伸缩支撑杆体内由直径不等的螺纹丝杆通过螺母及座套与杆体精确套装在一起并转动自如，形成螺纹运动副，工作时，由机座中的交流电机或者直流电机驱动减速齿轮副，带动所有螺纹丝杆同步螺旋旋转，通过螺母及座套将该传动副的螺旋旋转运动转变为杆体的直线运动，从而实现伸缩支撑杆的双向运动，由于太阳能电池板方阵或者光伏矩阵绕南北方向的轴转动，所以伸缩支撑杆的反方向伸缩运动是相对应的，即东面杆收缩相应的长度则西面杆也相应地伸长同样的长度，反之也一样，从而使太阳能电池板方阵或者光伏矩阵始终处于一个最佳倾角的状态，各个时间段内的最佳倾角，是指在各个时间段内光伏发电量最大时所形成的倾角，原则上是以使得太阳能电池板方阵或者光伏矩阵的倾斜面上能接受到最大的日照辐射量，使得太阳光近似直射地辐射在太阳能电池板方阵或者光伏矩阵的平面上的倾角为最佳倾角，根据这个最佳倾角的角度值再换算成控制东、西方向伸缩支撑杆所需要收缩的一个具体数值L2和L3，由于西面最佳倾角要比东面的小，L3要小于L2，在确定伸缩支撑杆长度的时候，采用夏季时所换算得到的L2和L3的数值，伸缩支撑杆总长度L分为三段，第一段是基础段，长度固定不变为L1，第二段是中间段，其长度与东面杆的收缩总长度相同为L2，第三段是顶端段，其长度也定为L2，所以东西两面伸缩支撑杆的总长度确定为L=L1+2×L2，伸缩支撑杆成完全收缩状态时候，第二、第三段凸出部分的长度也包括在相应段的长度...

【专利技术属性】
技术研发人员：李杰，
申请(专利权)人：李杰，
类型：发明
国别省市：江苏;32