一種單軸太陽能光伏追日裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種單軸太陽能光伏追日裝置，該裝置采用了一種追日復位一體電源來驅(qū)動直流電機實現(xiàn)自適應太陽方位角跟蹤，包括一個由四塊光伏板組成的追日復位一體電源、直流減速電機、轉(zhuǎn)動軸、支架及太陽能電池陣列。其特征在于：所述追日復位一體電源由東復位光伏板、西復位光伏板、東追日光伏板、西追日光伏板組成，每塊光伏板的輸出端均串聯(lián)防逆流二極管，所述復位光伏板安裝在太陽能光伏陣列的背面，所述追日光伏板安裝在太陽能光伏陣列的側(cè)面。本實用新型的有益效果：組成追日復位一體電源的四塊光伏板均為背向或大角度安裝，不易受灰塵等異物影響；可以自動向東復位；可適應間歇性天氣狀況且無需蓄電池和電子控制器；跟蹤精度高，標準條件下跟蹤精度可以達到±3°以內(nèi)；方位角跟蹤范圍可達到120°以上。
【專利說明】一種單軸太陽能光伏追日裝置【技術領域】
[0001]本實用新型涉及太陽能光伏發(fā)電應用領域，具體為一種單軸太陽能光伏追日裝置。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)有單軸太陽能系統(tǒng)追日裝置多數(shù)時鐘程序控制、光傳感器控制或自適應控制。時鐘程序控制是跟蹤天文規(guī)律以預設的時鐘程序定時或者連續(xù)地控制驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動以跟蹤當?shù)氐奶枙r角；光線傳感器控制是利用光照度傳感器檢測太陽角度的變化，向控制器反饋信號，從而控制驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動跟蹤太陽；自適應控制是利用光伏板的輸出功率隨入射角變化而變化的規(guī)律，采用兩塊光伏板背向安裝，既可以監(jiān)控光線入射角度的變化，同時還可以驅(qū)動電機正向或反向轉(zhuǎn)動，減少或消除太陽角度的偏差。
[0003]專利CN201846283公開了一種同步太陽能光伏發(fā)電跟蹤裝置，采用時控開關和蓄電池來控制驅(qū)動電機工作，該方法可以獲得較高的跟蹤角度精度和較寬的角度范圍，可以自動復位，但是時控開關屬于電子元器件裝置，其使用壽命一般僅為幾年，且容易出現(xiàn)故障，而蓄電池價格昂貴，使用壽命短，更換維護成本高。
[0004]專利CN201837895公開了一種利用光感差的光伏跟蹤裝置，采用了光照度傳感器和信號處理控制器，該方法可以獲得較高的跟蹤角度精度和較寬的角度范圍，可以自動復位，但是該方法采用 電子元器件多，中間程序多，需要外部電源供電，且光敏電阻等光照度傳感器一般尺寸較小，容易受灰塵鳥糞樹葉等異物干擾，對于早上由晴轉(zhuǎn)陰，下午又由陰轉(zhuǎn)晴的間歇性天氣不適應，光傳感器由于背向太陽而導致無法正常工作。
[0005]專利200710020572.6公開了一種用于光伏發(fā)電的自適應對日跟蹤裝置。該專利采用兩塊分別沿轉(zhuǎn)動軸背向安裝的光伏板作為光伏驅(qū)動器，此兩塊光伏板串聯(lián)后與直流減速電機相連接，最大跟蹤角度范圍可到達110°，標準條件下跟蹤精度優(yōu)于±10°。但該專利的不足之處在于:兩塊光伏驅(qū)動板沿轉(zhuǎn)動軸安裝，會導致光伏驅(qū)動板在次日早晨完全被朝西的太陽能電池陣列遮檔，陽光無法入射光伏驅(qū)動板，因此無法立刻自動向東復位，需等到太陽升到足夠高度時才能向東復位；而且對于一些陰晴交替的間歇性天氣狀況也同樣無法適應。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對上述三種太陽能跟蹤裝置存在的問題，本實用新型的目的在于提出一種單軸太陽能光伏追日裝置:該裝置可自動向東復位，可適應間歇性天氣狀況，無需蓄電池和電子控制器，跟蹤精度聞，跟蹤范圍寬。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術方案為:
[0008]一種單軸太陽能光伏追日裝置，包括追日復位一體電源、直流減速電機、轉(zhuǎn)動軸、支架及太陽能電池陣列，所述直流減速電機與轉(zhuǎn)動軸相連，所述轉(zhuǎn)動軸安裝在所述立柱上，所述支架對稱固定于所述轉(zhuǎn)動軸上，所述太陽能電池陣列安裝于所述支架上。其特征在于:所述追日復位一體電源由東復位光伏板、西復位光伏板、東追日光伏板、西追日光伏板組成，每塊光伏板均串聯(lián)防逆流二極管，追日光伏板和復位光伏板交叉并聯(lián)后與所述直流減速電機相連。其中東追日光伏板和西追日光伏板位于太陽能電池陣列的東西兩側(cè)，作為動態(tài)追日的光角度傳感器和主要驅(qū)動電源；東復位光伏板和西復位光伏板位于太陽電池陣列的背面，東復位光伏板作為次日早晨太陽升起時自動向東復位的啟動電源，西復位光伏板則可以在遇到早上天氣由晴轉(zhuǎn)陰而下午又由陰轉(zhuǎn)晴的間歇性天氣時，可以提供向西自動復位的啟動電源。
[0009]進一步的，所述直流減速電機的額定電壓為5伏?24伏，優(yōu)選5伏?12伏。
[0010]進一步的，所述東追日光伏板和西追日光伏板在標準測試條件下的峰值輸出功率均不低于15瓦，開路電壓范圍為5伏?24伏，短路電流范圍為I安安。
[0011]進一步的，所述東復位光伏板和西復位光伏板標準測試條件下的峰值輸出功率均不低于10瓦，開路電壓范圍為5伏?24伏，短路電流范圍為I安安。
[0012]進一步的，所述東追日光伏板位于所述太陽能電池陣列平面東側(cè)，受光面朝東，與所述太陽能電池陣列背面的夾角為100°?120° ;所述西追日光伏板位于所述太陽能電池陣列平面西側(cè)，受光面朝西，與所述太陽能電池陣列背面的夾角為100°?120°。
[0013]進一步的，所述東復位光伏板位于所述太陽能電池陣列平面的背面，受光面朝東，與所述太陽能電池陣列背面的夾角為30°?75° ;所述西追日光伏板位于所述太陽能電池陣列平面的背面，受光面朝西，與所述太陽能電池陣列背面的夾角為30°?75°。
[0014]進一步的，所述防逆流二極管的反向耐壓值不低于5伏。
[0015]由于采用了上述技術方案，與現(xiàn)有單軸太陽能光伏發(fā)電跟蹤裝置相比，本實用新型的有益效果包括:
[0016]可在次日早晨太陽升起時自動復位；可適應間歇性天氣狀況；無需蓄電池和電子控制器；故障率低，使用壽命長；用于驅(qū)動的光伏板位于太陽能電池陣列的背面或側(cè)面，其受光面不易受灰塵樹葉鳥糞的影響，故障率低，可靠性高。追日光伏板的安裝夾角有利于在太陽光強度偏弱的傍晚獲得較好的光線入射角度，提高向西的角度跟蹤范圍，該裝置的角度跟蹤范圍可達到120°以上，標準條件下的跟蹤精度可達到±3°以內(nèi)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。
[0018]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為本實用新型的結(jié)構(gòu)截面示意圖；
[0020]圖3是本實用新型中追日復位一體電源的連線圖。
[0021]附圖標記:1-支架，2-太陽能電池陣列，3-轉(zhuǎn)動軸，4-追日復位一體電源，5-直流減速電機，6-立柱，7-東追日光伏板，8-西追日光伏板，9-東復位光伏板，10-西復位光伏板，11-防逆流二極管。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合實例對本實用新型進行詳細的說明。
[0023]具體實施例僅僅是對本專利的解釋，并不是對本專利的限制，本領域技術人員在閱讀完本說明書后可以根據(jù)需要對本實施例做出沒有創(chuàng)造性貢獻的修改，但只要在本專利的權利要求范圍內(nèi)都受到專利法的保護。
[0024]實施例:
[0025]如圖1、圖2所示，一種單軸太陽能光伏追日裝置，包括支架1、太陽能電池陣列2、轉(zhuǎn)動軸3、追日復位一體電源4、直流減速電機5、立柱6。支架I與轉(zhuǎn)動軸3相連，轉(zhuǎn)動軸3安裝于立柱6上，太陽能電池陣列2安裝于支架I上，追日復位一體電源4由東追日光伏板
7、西追日光伏板8、東復位光伏板9、西復位光伏板10組成。東追日光伏板7位于太陽能電池陣列2的東側(cè)，受光面朝東，與太陽能電池陣列2的夾角為105° ;西追日光伏板8位于太陽能電池陣列2的西側(cè)，受光面朝西，與太陽能電池陣列2的夾角為115° ;東復位光伏板9位于太陽能電池陣列2背面，受光面朝東，與太陽能電池陣列2的夾角為45° ;西復位光伏板10位于太陽能電池陣列2的背面，受光面朝西，與太陽能電池陣列2的夾角為60°。
[0026]按照圖3所示的接線方法:追日復位一體電源4的四塊光伏板均串聯(lián)防逆流二極管11，向東追日光伏板7和向東復位光伏板9的輸出端并聯(lián)；向西追日光伏板8和向西復位光伏板10的輸出端并聯(lián)；然后與直流減速電機5相連。
[0027]直流減速電機5的額定電壓為6伏；東追日光伏板7和西追日光伏板8的額定峰值功率為15瓦，開路電壓為7.4伏，短路電流為2.8安培。東復位光伏板9和西復位光伏板10的額定峰值功率為10瓦，開路電壓為7.4伏，短路電流為2安培。
[0028]下面結(jié)合圖1和圖2描述本實用新型的工作過程:
[0029]太陽能電池陣列2在傍晚時面朝西停止跟蹤，太陽能電池陣列2與水平面的夾角在20°?30°之間。次日早晨，太陽升起時，東復位光伏板9受到接近垂直入射的太陽光照射，輸出足夠的功率驅(qū)動直流減速電機5帶動轉(zhuǎn)動軸3開始順時針轉(zhuǎn)動，東追日光伏板7的太陽光入射角也逐漸獲得改善，輸出功率開始變大，和東復位光伏板9 一起驅(qū)動直流減速電機5進行向東復位動作。在此過程中，西追日光伏板8和西復位光伏板10 —開始為背對太陽光狀態(tài)。慢慢地，西追日光伏板8開始能接受到陽光直射，輸出功率逐漸變大，直至與東追日光伏板7輸出功率接近平衡，復位動作結(jié)束，此時太陽光以接近垂直角度入射太陽能電池陣列2的受光面。此后，太陽每向西運動一個很小的角度，大約1°?3°，西追日光伏板8和西復位光伏板10的功率之和大于東追日光伏板7和東復位光伏板9的功率之和，直流減速電機5開始帶動轉(zhuǎn)動軸3逆時針方向旋轉(zhuǎn)，東追日光伏板7和西追日光伏板8的光線入射角差異變小，輸出功率差值變小，直至不足以驅(qū)動直流減速電機5時旋轉(zhuǎn)停止，達到保持太陽光線與太陽能電池陣列2的入射角接近垂直，依次類推，直至傍晚太陽光強度弱到不足以驅(qū)動直流減速電機5，太陽能光伏陣列2便朝西停止，等待一夜，直至次日早晨太陽出來再次啟動循環(huán)。
[0030]如果上午突然出現(xiàn)天氣由晴轉(zhuǎn)陰雨的情況，太陽能光伏陣列2被迫停止在面朝東的狀態(tài)，到下午某時刻太陽再次出來，東追日光伏板7和東復位光伏板9處于背向太陽光的狀態(tài)，西追日光伏板8和向西復位光伏板10總有一塊的陽光入射角度較為理想，從而獲得足夠的功率驅(qū)動直流減速電機5向西復位，直至達到平衡，此時太陽能電池陣列2重新獲得準垂直入射的太陽光。
【權利要求】
1.一種單軸太陽能光伏追日裝置，包括一個由四塊光伏板組成的追日復位一體電源、直流減速電機、轉(zhuǎn)動軸、支架及太陽能電池陣列，太陽能電池陣列安裝在支架的架托上，直流減速電機與轉(zhuǎn)動軸耦合，通過追日復位一體電源來驅(qū)動，其特征在于:所述追日復位一體電源由東復位光伏板、西復位光伏板、東追日光伏板及西追日光伏板組成，每塊光伏板的輸出端均串聯(lián)防逆流二極管，所述兩塊復位光伏板位于在太陽能光伏陣列的背面，所述兩塊追日光伏板位在太陽能光伏陣列的東西兩側(cè)，追日光伏板和復位光伏板交叉并聯(lián)后與直流電機相連。
2.如權利要求1所述的單軸太陽能光伏追日裝置，其特征在于:所述直流減速電機的額定電壓范圍為5伏?24伏。
3.如權利要求1所述的單軸太陽能光伏追日裝置，其特征在于:所述東追日光伏板和西追日光伏板在標準測試條件下的峰值輸出功率均不低于15瓦，開路電壓范圍為5伏?24伏，短路電流范圍為I安培安培。
4.如權利要求1所述的單軸太陽能光伏追日裝置，其特征在于:所述東復位光伏板和西復位光伏板標準測試條件下的峰值輸出功率均不低于10瓦，開路電壓范圍為5伏?24伏，短路電流范圍為I安培安培。
5.如權利要求1所述的單軸太陽能光伏追日裝置，其特征在于:所述東追日光伏板位于所述太陽能電池陣列東側(cè)，受光面朝東，與所述太陽能電池陣列背面的夾角為100°?120° ;所述西追日光伏板位于所述太陽能電池陣列西側(cè)，受光面朝西，與所述太陽能電池陣列背面的夾角為100°?120°。
6.如權利要求1所述的單軸太陽能光伏追日裝置，其特征在于:所述東復位光伏板位于所述太陽能電池陣列平面的背面，受光面朝東，與所述太陽能電池陣列背面的夾角為30°?75° ;所述西追日光伏板位于所述太陽能電池陣列平面的背面，受光面朝西，與所述太陽能電池陣列背面的夾角為30°?75°。
7.如權利要求1所述的單軸太陽能光伏追日裝置，其特征在于:所述防逆流二極管反向耐壓不低于5伏。
【文檔編號】G05D3/12GK203812097SQ201420166700
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年4月8日 優(yōu)先權日:2014年4月8日
【發(fā)明者】劉鋒, 季根華, 沈國華 申請人:蘇州旭環(huán)光伏科技有限公司