高效光跟踪太阳能发电装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种高效光跟踪太阳能发电装置，由光伏电池板、固定支架、转动支架、经度驱动伺服电机、纬度驱动伺服电机构成，其创新点在于：在转动支架顶端安装有一阳光聚焦反射板，在该阳光聚焦反射板的正面周边固装有一支撑架，在该支撑架端部固装光伏电池板，该光伏电池板位于阳光聚焦反射板的聚焦侧并接收反射光线，经度驱动伺服电机及纬度驱动伺服电机与ＰＬＣ控制单元相连接并通过传动机构驱动阳光聚焦反射板在经度及纬度方向偏转。本实用新型专利技术可大幅提高光电转换效率，节约光伏材料用量；采用ＰＬＣ控制系统对伺服驱动电机进行精确控制，保证其最大限度的吸收太阳能。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及太阳能发电装置，特别是一种高效光跟踪太阳能发电装置。
技术介绍
在能源日益紧缺及环境污染日益严重的当今，太阳能作为一种洁净环保 的可再生能源越来越受到人们的重视，太阳能的应用技术研究也日益深入。 目前，太阳能发电站已经开始投入使用，其普遍采用基于光伏原理的光伏电 池板将太阳能转换为电能。此种太阳能发电装置还存在一定不足，其中最为 突出的问题是光伏电池板的生产制造成本较高，导致太阳能电站的建设成本 居高不下，光电转换效率有待提高等问题，制约太阳能发电站的大规模普及 应用。另外，现有光跟踪装置大多为检测经度及纬度的光传感器，该经度及 纬度光传感器输出信号分别控制经度伺服驱动机构及纬度伺服驱动机构，由 伺服驱动机构驱动光伏电池板完成经度及纬度调整，实现日光跟踪。由于现 有的光跟踪装置需要采用感光传感器并由相应控制电路实现，因此其具有结 构复杂，易于损坏等弊端，不利于太阳能发装置的普及应用。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单，安装 使用方便，控制精度高的高效光跟踪太阳能发电装置。本技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的 一种高效光跟踪太阳能发电装置，由光伏电池板、固定支架、转动支架、 经度驱动伺服电机、纬度驱动伺服电机构成，转动支架转动安装于固定支架 上并由经度驱动伺服电机通过传动机构驱动，在转动支架上端安装纬度驱动 伺服电机及由其通过传动机构驱动的光伏电池板，其特征在于在转动支架 顶端安装有一阳光聚焦反射板，在该阳光聚焦反射板的正面周边固装有一支 撑架，在该支撑架端部固装光伏电池板，该光伏电池板位于阳光聚焦反射板 的聚焦侧并接收反射光线，经度驱动伺服电机及纬度驱动伺服电机与PLC 控制单元相连接并通过传动机构驱动阳光聚焦反射板在经度及纬度方向偏 转。而且，所述的阳光聚焦反射板的背面通过弧形导向架安装于转动支架顶端，在阳光聚焦反射板的背面还固装有纵向弧形齿条，在转动支架顶部内侧 安装有纬度驱动伺服电机，该纬度驱动伺服电机输出端固装与所述纵向弧形 齿条相啮合的齿轮。而且，在转动支架的底端内部制有内齿圈，该内齿圈啮合安装于固定支 架底座上的经度驱动伺服电机输出端所固装的齿轮。而且，所述的阳光聚焦反射板为弧面形聚焦反射板，光伏电池板为弧面 形光伏电池板。而且，所述的光伏电池板接收反射光线的表面积与阳光聚焦反射板表面 积比值为1: 3 1: 7。而且，在光伏电池板的背面通过安装架间隔安装一与其朝向相反并接收 直射阳光的附加光伏电池板。而且，在附加光伏电池板与光伏电池板之间固装有散热翅片。本技术的优点和积极效果是1. 本高效光跟踪太阳能发电装置通过阳光聚焦反射板将阳光反射聚集至 光伏电池板表面，由于接收光线的强度增强数倍，因此可大幅度提高单位面 积光伏电池板的光电转换效率，由此采用较小面积的光伏电池板即可达到较 高发电量，从而可减少光伏材料用量，解决目前太阳能发电装置成本居高不 下的问题。2. 本高效光跟踪太阳能发电装置的光跟踪控制系统不采用传动的光感原 件，而是通过PLC控制单元实现，经度驱动伺服电机及纬度驱动伺服电机均由PLC控制单元控制，PLC控制单元内置控制程序，该控制程序利用太阳与地球的相对位置关系及各个不同地区特定位置的光照条件进行编制，PLC控制单元根据预置控制程序输出根据年、月、日、时不同的控制信号，对经度驱动伺服电机及纬度驱动伺服电机进行控制，从而控制阳光聚焦反射 板随日光的偏转跟踪，进而最大限度地提高光伏电池板的光电转换效率。3. 本高效光跟踪太阳能发电装置的光伏电池板接收反射光线的表面积与 阳光聚焦反射板表面积比值为1:3 1: 7，光伏电池板安装在阳光聚焦反射 板的焦点内侧，由此避免光伏电池板温度过高而造成光电转换效率降低，以 及使用寿命简短等不利影响，当然随着光伏材料耐高温性能的提高，本光伏 电池板的安装位置可逐渐靠近阳光聚焦反射板的焦点位置。4. 本高效光跟踪太阳能发电装置在光伏电池板的背面安装有一附加光伏 电池板，该附加光伏电池板可接收直射的阳光，利用光伏电池板背面的空间 进一步提高一台发电装置的发电功率，并且同时起到遮挡光伏电池板，控制其温升过高的目的，而且在两块光伏电池板之间形成风道，实现通风降温， 并且还可通过设置散热翅片的方式进一步降低光伏电池板的温度，从而保证 光电转换效率及长期稳定高效运行。5.本技术结构紧凑，设计科学合理，光伏电池板接收经过阳光聚焦 反射板聚焦的高强度反射阳光，可大幅提高光电转换效率，节约光伏材料用量；采用PLC控制单元对经度、纬度伺服驱动电机进行控制，从而驱动阳 光聚焦反射板及光伏电池板随阳光偏转，保证其最大限度的吸收太阳能，具 有控制精确，安装使用便捷等优点，同时可有效降低太阳能发电站成本，有 利于太阳能发电站推广应用。附图说明图1为本技术的结构示意图2为图1的A-A向剖视图3是图1的后视图4为本技术的控制原理方框图。具体实施方式以下结合附图对本技术实施例做进一步详述，以下实施例只是描述 性的，不是限定性的，不能以此限定本技术的保护范围。一种高效光跟踪太阳能发电装置，由光伏电池板3、制有底座6的固定 支架ll、转动支架5、经度驱动伺服电机9、纬度驱动伺服电机13构成。转 动支架水平转动安装于竖直设置的固定支架上并由经度驱动伺服电机通过 传动机构驱动，在转动支架上端安装纬度驱动伺服电机及由其通过传动机构 驱动的光伏电池板。本技术的创新之处在于在转动支架顶端安装有一阳光聚焦反射板 1，在该阳光聚焦反射板的正面周边固装有一支撑架2，在该支撑架端部固装 光伏电池板，该光伏电池板位于阳光聚焦反射板的聚焦侧并接收反射光线。转动支架上端固装有弧形导向架15，在阳光聚焦反射板的背面固装弧形 导向座，阳光聚焦反射板导向活动安装于转动支架顶端。阳光聚焦反射板为 弧面形聚焦反射板，光伏电池板为弧面形光伏电池板。在阳光聚焦反射板的 背面还固装有纵向弧形齿条14，转动支架顶部内侧安装有纬度驱动伺服电 机，该纬度驱动伺服电机输出端固装与所述纵向弧形齿条相啮合的齿轮。讳 度驱动伺服电机可驱动该弧面形阳光聚焦反射板在纬度方向上移动。在转动支架的底端内部制有水平内齿圈，该内齿圈啮合安装于固定支架 底座上的经度驱动伺服电机输出端所固装的齿轮。在转动支架内柱面与固定支架外柱面之间同轴套装有轴承IO，在固定支架上端面与转动支架上部的内 端面之间也设置有轴承12，确保转动支架转动的平稳性。经度驱动伺服电机 驱动转动轴转动从而驱动阳光聚焦反射板在经度方向的偏转。经度驱动伺服电机及纬度驱动伺服电机均与PLC控制单元输出端相连 接。PLC控制单元采用S7-300PLC，其包含伺服控制CPU、高速脉冲模块及 伺服定位模块。PLC控制单元的伺服控制CPU内置控制程序，该控制程序 利用太阳与地球的相对位置关系及各个不同地区特定位置的光照条件进行 编制，PLC控制单元根据预置控制程序输出根据年、月、日、时不同的控制 信号。PLC控制单元的输出端分别通过变频器1及变频器2与经度驱动伺服 电机及纬度驱动伺服电机相连接。由此实现根据PLC控制单元内置的固定 程序对阳光聚焦反射板的经度及纬度方向的偏转实现随太阳光角度运本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高效光跟踪太阳能发电装置，由光伏电池板、固定支架、转动支架、经度驱动伺服电机、纬度驱动伺服电机构成，转动支架转动安装于固定支架上并由经度驱动伺服电机通过传动机构驱动，在转动支架上端安装纬度驱动伺服电机及由其通过传动机构驱动的光伏电池板，其特征在于：在转动支架顶端安装有一阳光聚焦反射板，在该阳光聚焦反射板的正面周边固装有一支撑架，在该支撑架端部固装光伏电池板，该光伏电池板位于阳光聚焦反射板的聚焦侧并接收反射光线，经度驱动伺服电机及纬度驱动伺服电机与ＰＬＣ控制单元相连接并通过传动机构驱动阳光聚焦反射板在经度及纬度方向偏转。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马建民，
申请(专利权)人：天津市纽普兰环保发展有限公司，
类型：实用新型
国别省市：12[中国|天津]