一種跟蹤式太陽能板的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種跟蹤式太陽能板。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能板組件是一種暴露在陽光下便會集熱,將光能轉(zhuǎn)換為直流電的發(fā)電裝置,由幾乎全部以半導體物料(例如硅)制成的薄身固體光伏電池組成。由于沒有活動的部分,故可以長時間操作而不會導致任何損耗。簡單的光伏電池可為手表及計算機提供能源,較復雜的光伏系統(tǒng)可為房屋提供照明,并為電網(wǎng)供電。太陽能板組件可以制成不同形狀,而組件又可連接,以產(chǎn)生更多電力。天臺及建筑物表面均會使用太陽能板組件,甚至被用作窗戶、天窗或遮蔽裝置的一部分,這些光伏設施通常被稱為附設于建筑物的光伏系統(tǒng)。
[0003]由于相對于某一個固定地點的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng),一年春夏秋冬四季、每天日升日落,太陽的光照角度時時刻刻都在變化,如果太陽能電池板能夠時刻正對太陽,發(fā)電效率才會達到最佳狀態(tài)。世界上通用的太陽跟蹤控制系統(tǒng)都需要根據(jù)安放點的經(jīng)瑋度等信息計算一年中的每一天的不同時刻太陽所在的角度,將一年中每個時刻的太陽位置存儲到PLC、單片機或電腦軟件中,也就是靠計算太陽位置以實現(xiàn)跟蹤。采用的是電腦數(shù)據(jù)理論,需要地球經(jīng)瑋度地區(qū)的數(shù)據(jù)和設定,一旦安裝,就不便移動或裝拆,每次移動完就必須重新設定數(shù)據(jù)和調(diào)整各個參數(shù);原理、電路、技術(shù)、設備復雜,非專業(yè)人士不能夠隨便操作。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的在于:針對上述存在的問題,提供一種跟蹤式太陽能板,能夠通過轉(zhuǎn)動固定架,從而調(diào)節(jié)本太陽能板接收太陽能的角度,從而使太陽能板能夠更加有效的接收太陽能,實現(xiàn)太陽能對的高效利用,此外,還通過多種不同的太陽能電池片的不同效果,實現(xiàn)對不同光照強度的太陽能的有效利用,從而提高太陽能的利用率和轉(zhuǎn)化率,為生活帶來了便利,另一方便,本結(jié)構(gòu)的溫度控制器能夠?qū)μ柲馨暹M行溫度控制和調(diào)節(jié),從而實現(xiàn)太陽能電池片在最合適范圍內(nèi)的溫度轉(zhuǎn)化,進一步提高轉(zhuǎn)化率,本裝置還能夠?qū)μ柲芫M行清洗,避免透明度不高而引起的轉(zhuǎn)化率下降的情況,而且清洗工作也不會影響太陽能的轉(zhuǎn)化工作,兩者相互獨立,此外,在夜間可以將太陽能晶片轉(zhuǎn)動至固定架內(nèi)部,使陶瓷板朝外,可以有效的保護太陽能晶片,提高太陽能晶片的使用壽命將橫向轉(zhuǎn)動電機與縱向轉(zhuǎn)動電機分開調(diào)節(jié)并分階段調(diào)節(jié),減少誤動作,進而減輕PLC的控制壓力,能夠?qū)崿F(xiàn)精確控制,能夠陽光的轉(zhuǎn)動而自動調(diào)節(jié),進而實現(xiàn)精確控制,提高太陽能板的穩(wěn)定性。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
本發(fā)明公開了一種跟蹤式太陽能板,包括固定架、光伏組件、入射光檢測器、轉(zhuǎn)動機構(gòu)、控制器、清洗裝置;
固定架包括一個矩形的框架;
光伏組件包括若干并列設置的棱柱結(jié)構(gòu)的光伏架,在各光伏架上的側(cè)邊上設有若干電池片,光伏架同側(cè)的電池片相互電連接;在光伏架的不同側(cè)邊上分別裝有晶體硅太陽電池片、薄膜太陽能電池片、及石墨烯太陽能電池片;在各光伏架的兩端部設有切換軸;光伏架通過切換軸可轉(zhuǎn)動的連接到固定架上;該石墨烯太陽能電池片是以石墨烯作為透光電極;入射光檢測器固定在固定架的側(cè)邊,入射光檢測器包括豎直的感光孔,深孔的深度與孔徑的比值不小于5 ;在感光孔的底部及側(cè)壁上設有感光元件,感光原件與控制器電連接;轉(zhuǎn)動機構(gòu)固定在固定架上,該轉(zhuǎn)動機構(gòu)包括橫向轉(zhuǎn)動器、縱向轉(zhuǎn)動器、及翻轉(zhuǎn)器;橫向轉(zhuǎn)動器包括橫向轉(zhuǎn)動電機、橫向變速齒輪,該橫向轉(zhuǎn)動電機與橫向變速齒輪相連,橫向變速齒輪連接到固定架橫向的側(cè)邊上用于控制固定架的橫向轉(zhuǎn)動,該橫向變速齒輪的齒輪比為80-120 ;縱向轉(zhuǎn)動器包括縱向轉(zhuǎn)動電機、縱向變速齒輪,該縱向轉(zhuǎn)動電機與縱向變速齒輪相連,縱向變速齒輪連接到固定架縱向的側(cè)邊上用于控制固定架的縱向轉(zhuǎn)動,該縱向變速齒輪的齒輪比為120-150 ;翻轉(zhuǎn)器包括鎖定機構(gòu)、齒輪機構(gòu)、及翻轉(zhuǎn)電機,翻轉(zhuǎn)電機與齒輪機構(gòu)相連,齒輪機構(gòu)與切換軸連接,該鎖定機構(gòu)設置在固定架上用于鎖定齒輪機構(gòu),該翻轉(zhuǎn)器用于控制光伏組件翻轉(zhuǎn)及鎖定;
清洗裝置,該清洗裝置設置在光伏架下部,包括清洗電機、清洗刷、清洗噴霧裝置,在固定架上設置有放置清洗刷的滑軌,清洗刷由清洗電機控制并沿滑軌滑動使清洗刷對光伏架的下側(cè)面擦洗,清洗噴霧裝置固定在固定架上,該清洗噴霧裝置用于向清洗刷噴出清洗噴霧;
控制器包括PLC控制器及供電電路;
所述翻轉(zhuǎn)器控制光伏組件翻轉(zhuǎn)的角度范圍為0-350度,翻轉(zhuǎn)器的齒輪機構(gòu)的齒輪比為50-60 ο
[0006]更進一步,所述固定架橫向轉(zhuǎn)動的范圍為0-45度。
[0007]更進一步,所述固定架縱向轉(zhuǎn)動的范圍為0-40度。
[0008]更進一步,,所述光伏架的內(nèi)部設有溫度控制器。
[0009]更進一步,所述光伏架為四棱柱狀,其側(cè)面分別為裝有晶體硅太陽電池片、薄膜太陽能電池片、石墨烯太陽能電池片、及陶瓷板。
[0010]更進一步,所述感光孔的深度10cm、孔徑為1cm,設于感光孔內(nèi)的感光原件為光敏電阻,在感光孔的入光口的位置設有玻璃片。
[0011 ] 由于上述結(jié)構(gòu),能夠通過轉(zhuǎn)動固定架,從而調(diào)節(jié)本太陽能板接收太陽能的角度,從而使太陽能板能夠更加有效的接收太陽能,實現(xiàn)太陽能對的高效利用,此外,還通過多種不同的太陽能電池片的不同效果,實現(xiàn)對不同光照強度的太陽能的有效利用,從而提高太陽能的利用率和轉(zhuǎn)化率,為生活帶來了便利,另一方便,本結(jié)構(gòu)的溫度控制器能夠?qū)μ柲馨暹M行溫度控制和調(diào)節(jié),從而實現(xiàn)太陽能電池片在最合適范圍內(nèi)的溫度轉(zhuǎn)化,進一步提高轉(zhuǎn)化率,本裝置還能夠?qū)μ柲芫M行清洗,避免透明度不高而引起的轉(zhuǎn)化率下降的情況,而且清洗工作也不會影響太陽能的轉(zhuǎn)化工作,兩者相互獨立,此外,在夜間可以將太陽能晶片轉(zhuǎn)動至固定架內(nèi)部,使陶瓷板朝外,可以有效的保護太陽能晶片,提高太陽能晶片的使用壽命ο
[0012]
更進一步,該跟蹤式太陽能板的控制系統(tǒng)包括:
(1)、控制單元,包括PLC控制器及供電電路,PLC用于控制供電電路供電;
(2)、光伏單元,包括光伏組件,光伏組件包括若干并列設置的四棱柱結(jié)構(gòu)的光伏架,光伏架的側(cè)面分別為晶體硅側(cè)、薄膜側(cè)、及石墨烯側(cè)、陶瓷側(cè);晶體硅側(cè)表面設置有若干串聯(lián)的晶體硅太陽電池片,薄膜側(cè)設置有若干串聯(lián)的薄膜太陽能電池片,石墨烯側(cè)表面設置有若干串聯(lián)的石墨烯太陽能電池片;該石墨烯太陽能電池片是以石墨烯作為透光電極;
(3 )、轉(zhuǎn)動單元,包括固定在固定架上的轉(zhuǎn)動機構(gòu);轉(zhuǎn)動機構(gòu)包括橫向轉(zhuǎn)動器、縱向轉(zhuǎn)動器、及翻轉(zhuǎn)器;橫向轉(zhuǎn)動器包括橫向轉(zhuǎn)動電機和橫向變速齒輪,橫向轉(zhuǎn)動電機通過齒輪比為80-120的該橫向變速齒輪控制固定架在橫向0-45度的范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動;縱向轉(zhuǎn)動器包括縱向轉(zhuǎn)動電機、縱向變速齒輪,縱向轉(zhuǎn)動電機通過齒輪比為120-150的縱向變速齒輪控制固定架在縱向0-40度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動;翻轉(zhuǎn)器包括鎖定機構(gòu)、齒輪機構(gòu)、及翻轉(zhuǎn)電機,翻轉(zhuǎn)電機通過齒輪機構(gòu)控制光伏組件轉(zhuǎn)動,從而改變光伏組件朝上的側(cè)面,鎖定機構(gòu)用于鎖定光伏組件以便于光伏組件定位或定向;
(4)、光檢測單元,包括固定在固定架上的入射光檢測器,入射光檢測器包括豎直的感光孔,深孔的深度與孔徑的比值不小于5 ;感光孔的底部設有一個光敏電阻,在感光孔中部的側(cè)壁上均勾分布有四個光敏電阻,在感光孔上部的側(cè)壁上均勾分布有四個光敏電阻;光敏電阻均與PLC控制器相連;
(5)、溫度控制單元,包括溫度控制器,該溫度控制器設置在光伏架內(nèi),用于控制光伏組件的溫度調(diào)節(jié);
(6)、清洗單元,包括清洗裝置,該清洗裝置設置包括清洗電機、清洗刷、清洗噴霧裝置,在固定架上設置有放置清洗刷的滑軌,清洗電機控制清洗刷沿滑軌滑動并使清洗刷擦洗光伏架的下側(cè)面,該清洗噴霧裝置用于向清洗刷噴出清洗噴霧;控制單元分別與光伏單元、轉(zhuǎn)動單元、光檢測單元、溫度控制單元、清洗單元相連,并控制各單元相互配合。
[0013]由于上述系統(tǒng),能夠統(tǒng)一控制整個太陽能板,在太陽能板的上方的固定架的朝向能夠有PLC控制器控制,使太陽能板能夠始終朝向陽光照射方向,進而提高太陽能轉(zhuǎn)化效率,此外,光檢測單元能夠精確的感應到光照的強度和照射的方向,從而配合其他各個單元實現(xiàn)太陽能板的精確控制,各個方向的轉(zhuǎn)動器包括橫向轉(zhuǎn)動器和縱向轉(zhuǎn)動器,分別調(diào)節(jié),從而實現(xiàn)太陽能板的周向調(diào)整,進而提高轉(zhuǎn)化率。光伏架上的不同電池晶片通過PLC控制器的控制,不僅能夠?qū)崿F(xiàn)太陽能板的高效轉(zhuǎn)化,還能夠根據(jù)不同的光照強度選擇合適的太陽能晶片,從而實現(xiàn)太陽能晶片的適當使用,提高轉(zhuǎn)化率。
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