CN119766106A - 一种太阳能光伏板组件及其控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种太阳能光伏板组件及其控制系统，涉及光伏技术领域，包括基座，基座的上端设有安装腔，安装腔中转动设有转动轴，转动轴与光伏板的中部和角度调节机构连接，角度调节机构与抗风机构连接，抗风机构对称设置在基座的左右两侧，光伏板的下端前后两部左右两侧对称设有支撑杆，支撑杆贯穿支撑套的上端进入空腔中并与支撑板固定连接，支撑板与空腔滑动连接，支撑套与安装腔的下端转动连接，角度调节机构能够带动转动轴转动，转动轴能够带动光伏板转动，使得光伏板随着太阳升落方向调整角度，提高了光伏板对阳光的采集效率。

Description

一种太阳能光伏板组件及其控制系统

技术领域

本发明涉及光伏技术领域，具体为一种太阳能光伏板组件及其控制系统。

背景技术

光伏板组件是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中最重要的部分，其作用是将太阳能转化为电能，并送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。

传统的光伏板组件，它包括光伏板以及用于支撑光伏板的若干支架，但现有的光伏板一般为固定安装，不能随着太阳升落的方向而调整角度，造成太阳能光伏板对阳光的采集效率减少，降低了对光能转化效率的技术问题。

发明内容

本发明提供一种太阳能光伏板组件及其控制系统，用以解决上述提出的现有的光伏板一般为固定安装，不能随着太阳升落的方向而调整角度，造成太阳能光伏板对阳光的采集效率减少，降低了对光能转化效率的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明公开了一种太阳能光伏板组件，包括基座，基座的上端设有安装腔，安装腔中转动设有转动轴，转动轴与光伏板的中部和角度调节机构连接，角度调节机构与抗风机构连接，抗风机构对称设置在基座的左右两侧，光伏板的下端前后两部左右两侧对称设有支撑杆，支撑杆贯穿支撑套的上端进入空腔中并与支撑板固定连接，支撑板与空腔滑动连接，支撑套与安装腔的下端转动连接。

优选的，角度调节机构包括转动轴的前后两侧对称设置的齿轮一，前后两侧的齿轮一与前后两侧齿块一的上端若干锯齿一一对应啮合，前后两侧的齿块一的左端与前后两侧连接块的上侧一一对应固定连接，前后两侧的连接块的下侧与前后两侧的齿块二的左端一一对应固定连接，前后两侧的齿块一下端的若干锯齿和前后两侧的齿块二上端的若干锯齿分别与前后两侧的扇形齿圈对应啮合，前后两侧的连接块分别与安装腔的前后两端一一对应滑动连接，且连接块与安装腔沿前后方向滑动连接。

优选的，角度调节机构还包括驱动电机，驱动电机固定设置在基座的后端，驱动电机与驱动轴固定连接，驱动轴贯穿基座的后端进入安装腔中并与前后两侧的扇形齿圈通过连接组件连接。

优选的，连接组件包括扇形齿圈内孔连通的环形槽，环形槽周向均匀布设有若干弹簧杆二，弹簧杆二与摩擦块固定连接，摩擦块与环形槽滑动连接，摩擦块与驱动轴接触。

优选的，抗风机构包括安装腔的左右两端对称设置的工作腔，工作腔前后两端对称连通有滑动腔，滑动腔中滑动设有滑动块，且滑动块与连接轴转动连接，且连接轴的前后两部贯穿前后两端的滑动腔并与外界前后两侧的测风板固定连接。

优选的，工作腔中的连接轴的前后两侧对称设有带轮一，前侧的带轮一通过前侧的传送带与前侧的带轮二连接，后侧的带轮一通过后侧的传送带与后侧的带轮二连接，前后两侧的带轮二对称设置在转动轴的前后两侧，前后两侧的传送带均与两个张紧轮连接，且两个张紧轮对称设置在传送带的左右两侧，张紧轮通过安装轴与弹簧杆一转动连接，弹簧杆一固定设置在安装腔的下端。

优选的，抗风机构还包括滑动腔中滑动设置的滑动块，且滑动块与连接轴转动连接，滑动块与连接块固定连接，连接块与工作腔的下端滑动连接，连接块靠近安装腔的一端与推动杆固定连接，推动杆贯穿固定壳的侧端进入密封腔中并与密封块固定连接，固定壳固定设置在安装腔的下端，密封块与密封腔滑动连接，密封腔通过软管一与空腔的下侧连通，软管一的中部与软管二连通，软管二与空腔的上侧连通。

优选的，软管一与空腔的连通处安装有阀门一，软管二与空腔的连通处安装有阀门二，阀门一和阀门二通过控制器一与力传感器一和力传感器二电连接，力传感器一设置在光伏板的上端，力传感器二设置在光伏板的下端。

一种太阳能光伏板组件的控制系统，包括距离传感器一和距离传感器二，距离传感器一设置在安装腔的下端左侧，距离传感器二设置在安装腔的下端右侧，距离传感器一与检测块一对应设置，检测块一设置在光伏板的下端左侧，距离传感器二与检测块二对应设置，检测块二设置在光伏板的下端右侧，距离传感器一用于检测检测块一和安装腔的下端沿竖直方向的距离，距离传感器二用于检测检测块二和安装腔的下端沿竖直方向的距离，距离传感器一、距离传感器二和计时器通过控制器二与驱动电机电连接，计时器用于记录光伏板当前所处的时间段，不同时间段光伏板的倾斜角度不同。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的内部结构示意图；

图3为图2中的A区域放大结构示意图；

图4为本发明的扇形齿圈和驱动轴连接结构示意图。

图中：1、基座；2、安装腔；3、光伏板；4、连接轴；5、测风板；6、工作腔；7、弹簧杆一；8、安装轴；9、张紧轮；10、驱动轴；11、传送带；12、带轮一；13、距离传感器一；14、连接块；15、推动杆；16、软管一；17、软管二；18、支撑套；19、空腔；20、支撑板；21、支撑杆；22、固定壳；23、密封腔；24、密封块；25、齿轮一；26、距离传感器二；27、齿块二；28、齿块一；29、转动轴；30、带轮二；31、连接块；32、扇形齿圈；33、环形槽；34、摩擦块；35、弹簧杆二。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案以及技术特征可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提供如下实施例

实施例1

本发明实施例提供了一种太阳能光伏板组件，如图1-图4所示，包括基座1，基座1的上端设有安装腔2，安装腔2中转动设有转动轴29，转动轴29与光伏板3的中部和角度调节机构连接，角度调节机构与抗风机构连接，抗风机构对称设置在基座1的左右两侧，光伏板3的下端前后两部左右两侧对称设有支撑杆21，支撑杆21贯穿支撑套18的上端进入空腔19中并与支撑板20固定连接，支撑板20与空腔19滑动连接，支撑套18与安装腔2的下端转动连接。

上述技术方案的有益效果为：

在光伏板3转动时支撑杆21和支撑套18发生转动，空腔19的设置，使得支撑板20能够沿着空腔19自由滑动，保证了光伏板3的自由转动，空腔19设置为密闭结构，起到空气减震的目的，角度调节机构能够带动转动轴29转动，转动轴29能够带动光伏板3转动，使得光伏板3随着太阳升落方向调整角度，提高了光伏板3对阳光的采集效率，解决了现有的光伏板一般为固定安装，不能随着太阳升落的方向而调整角度，使得太阳能光伏板对阳光的采集效率减少，降低了对光能转化效率的技术问题，抗风机构与角度调节机构连接，在出现大风等恶劣天气时，抗风机构能够通过角度调节机构调节转动轴29的倾斜角度，减少光伏板3受到的风力，对光伏板3和支撑杆21起到保护效果，避免大风等恶劣天气时对光伏板3、支撑杆21和支撑套18造成损坏。

实施例2

在实施例1的基础上，如图1-图4所示，角度调节机构包括转动轴29的前后两侧对称设置的齿轮一25，前后两侧的齿轮一25与前后两侧齿块一28的上端若干锯齿一一对应啮合，前后两侧的齿块一28的左端与前后两侧连接块31的上侧一一对应固定连接，前后两侧的连接块31的下侧与前后两侧的齿块二27的左端一一对应固定连接，前后两侧的齿块一28下端的若干锯齿和前后两侧的齿块二27上端的若干锯齿分别与前后两侧的扇形齿圈32对应啮合，前后两侧的连接块31分别与安装腔2的前后两端一一对应滑动连接，且连接块31与安装腔2沿前后方向滑动连接；

角度调节机构还包括驱动电机，驱动电机固定设置在基座1的后端，驱动电机与驱动轴10固定连接，驱动轴10贯穿基座1的后端进入安装腔2中并与前后两侧的扇形齿圈32通过连接组件连接；

连接组件包括扇形齿圈32内孔连通的环形槽33，环形槽33周向均匀布设有若干弹簧杆二35，弹簧杆二35与摩擦块34固定连接，摩擦块34与环形槽33滑动连接，摩擦块34与驱动轴10接触。

上述技术方案的有益效果为：

驱动电机工作时能够带动驱动轴10转动，在始终处于压缩状态的弹簧杆二35的弹性作用下，摩擦块34和驱动轴10处于挤压状态，使摩擦块34和驱动轴10的摩擦力足够大，驱动轴10转动时能够带动摩擦块34转动，摩擦块34转动时通过弹簧杆二35带动扇形齿圈32转动，扇形齿圈32转动时与齿块一28下端的若干锯齿啮合时能够带动齿块一28向着一侧移动，齿块一28通过连接块31带动齿块二27移动，在扇形齿圈32与齿块一28下端的若干锯齿脱离啮合时刚好与齿块二27上端的若干锯齿啮合，此时扇形齿圈32转动时能够带动齿块二27向着相反方向的一侧移动，此时齿块二27通过连接块31带动齿块一28移动，实现了齿块一28左右移动的目的，齿块一28左右移动时能够带动齿轮一25正反转，齿轮一25通过转动轴29带动光伏板3转动，从而实现了调节光伏板3角度的目的。

实施例3

在实施例2的基础上，如图1-图4所示，抗风机构包括安装腔2的左右两端对称设置的工作腔6，工作腔6前后两端对称连通有滑动腔，滑动腔中滑动设有滑动块，且滑动块与连接轴4转动连接，且连接轴4的前后两部贯穿前后两端的滑动腔并与外界前后两侧的测风板5固定连接；

工作腔6中的连接轴4的前后两侧对称设有带轮一12，前侧的带轮一12通过前侧的传送带11与前侧的带轮二30连接，后侧的带轮一12通过后侧的传送带11与后侧的带轮二30连接，前后两侧的带轮二30对称设置在转动轴29的前后两侧，前后两侧的传送带11均与两个张紧轮9连接，且两个张紧轮9对称设置在传送带11的左右两侧，张紧轮9通过安装轴8与弹簧杆一7转动连接，弹簧杆一7固定设置在安装腔2的下端；

抗风机构还包括滑动腔中滑动设置的滑动块，且滑动块与连接轴4转动连接，滑动块与连接块14固定连接，连接块14与工作腔6的下端滑动连接，连接块14靠近安装腔2的一端与推动杆15固定连接，推动杆15贯穿固定壳22的侧端进入密封腔23中并与密封块24固定连接，固定壳22固定设置在安装腔2的下端，密封块24与密封腔23滑动连接，密封腔23通过软管一16与空腔19的下侧连通，软管一16的中部与软管二17连通，软管二17与空腔19的上侧连通。

软管一16与空腔19的连通处安装有阀门一，软管二17与空腔19的连通处安装有阀门二，阀门一和阀门二通过控制器一与力传感器一和力传感器二电连接，力传感器一设置在光伏板3的上端，力传感器二设置在光伏板3的下端。

上述技术方案的有益效果为：

在转动轴29转动时带动带轮二30转动，带轮二30通过传送带11带动带轮一12转动，张紧轮9和弹簧杆一7的设置，使得光伏板3如何转动传送带11始终处于张紧状态，进而使得测风板5和光伏板3同步转动，在大风天气时，在风力作用下会吹动测风板5移动，测风板5带动连接轴4移动，连接轴4带动滑动块沿着滑动腔滑动，滑动块滑动时带动连接块14移动，连接块14带动推动杆15移动，推动杆15带动密封块24沿着密封腔23滑动，力传感器一用于检测光伏板3正面受到的风力，力传感器二用于检测光伏板3背面受到的风力，若光伏板3背面受到的风力大于正面受到的风力，此时光伏板3的倾斜状态为右时，风向为右，此时风推动测风板5向右移动，力传感器一和力传感器二通过控制器一控制阀门二打开，阀门一关闭，使得推动杆15向右移动时右侧分布的与软管二17连通的密封腔23的空间气压变小，左侧分布的与软管二17连接的密封腔23的空间气压变大，从而使得左侧的支撑杆21向下移动，右侧的支撑杆21向上移动，进而使得光伏板3向着水平方向转动，光伏板3转动时会带动转动轴29转动，通过齿轮一25和齿块一28带动扇形齿圈32转动，直到支撑杆21对光伏板3的作用力小于摩擦块34和驱动轴10的摩擦力，扇形齿圈32无法转动，光伏板3停止转动，摩擦块34和驱动轴10的摩擦力的目标值应保证在光伏板3停止转动时，即使光伏板3仍处于倾斜状态，光伏板3正面和背面受到的风力差值在安全范围内，避免光伏板3及其连接的支撑杆21和支撑套18出现损坏；

若光伏板3的倾斜状态为右时，光伏板3背面受到的风力小于正面受到的风力，风向为左，力传感器一和力传感器二通过控制器一控制阀门一打开，阀门二关闭，若光伏板3的倾斜状态为左时，光伏板3正面受到的风力大于背面受到的风力，风向为右，力传感器一和力传感器二通过控制器一控制阀门一打开，阀门二关闭，若光伏板3的倾斜状态为左时，光伏板3正面受到的风力小于背面受到的风力，风向为左，力传感器一和力传感器二通过控制器一控制阀门一关闭，阀门二打开，综上，若风向和光伏板3的倾斜状态相同时，阀门一关闭，阀门二打开，若风向和光伏板3的倾斜状态相反时，阀门一打开，阀门二关闭，抗风机构的设置，能够根据风力和风向自动调节光伏板3的倾斜角度，有利于提高光伏板3及其连接的支撑杆21和支撑套18的使用寿命。

实施例4

在实施例3的基础上，如图1-图4所示，一种太阳能光伏板组件的控制系统，包括距离传感器一13和距离传感器二26，距离传感器一13设置在安装腔2的下端左侧，距离传感器二26设置在安装腔2的下端右侧，距离传感器一13与检测块一对应设置，检测块一设置在光伏板3的下端左侧，距离传感器二26与检测块二对应设置，检测块二设置在光伏板3的下端右侧，距离传感器一13用于检测检测块一和安装腔2的下端沿竖直方向的距离，距离传感器二26用于检测检测块二和安装腔2的下端沿竖直方向的距离，距离传感器一13、距离传感器二26通过控制器二与驱动电机和计时器电连接，计时器用于记录光伏板3当前所处的时间段，不同时间段光伏板3的倾斜角度不同。

上述技术方案的有益效果为：

将一天分隔为若干个时间段，在相邻时间段的临界点计时器会自动控制距离传感器一13和距离传感器二26开始工作，设距离传感器一13的检测值为，距离传感器二26的检测值为，距离传感器一13和距离传感器二26沿水平方向的间距为，光伏板3的倾斜角度为，，从而能够实时得到光伏板3的倾斜角度，距离传感器一13和距离传感器二26通过控制器二控制驱动电机工作，带动驱动轴10转动目标角度，使得光伏板3达到该时间段的目标倾斜角度，若当前天气处于大风时，驱动轴10和摩擦块34之间的摩擦力小于风力，此时驱动轴10会空转，避免强制带动光伏板3转动造成光伏板3的损坏，在下一时间段时，控制器二比较当前状态光伏板3的倾斜角度和当前时间段的目标角度，进而控制驱动轴10转动，使得光伏板3的倾斜角度达到该时间段的目标角度，若此时仍处于大风，则等到下一时间段控制器二继续比较当前状态光伏板3的倾斜角度和当前时间段的目标角度，并控制驱动轴10转动，使得光伏板3的倾斜角度达到该时间段的目标角度，以此往复，既保证了在大风天气时光伏板3处于安全状态，在好的天气时光伏板3能够实时随着太阳的角度进行转动，提高了光伏板3对阳光的采集效率。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种太阳能光伏板组件，包括基座（1），基座（1）的上端设有安装腔（2），安装腔（2）中转动设有转动轴（29），转动轴（29）与光伏板（3）的中部和角度调节机构连接，角度调节机构与抗风机构连接，抗风机构对称设置在基座（1）的左右两侧，光伏板（3）的下端前后两部左右两侧对称设有支撑杆（21），支撑杆（21）贯穿支撑套（18）的上端进入空腔（19）中并与支撑板（20）固定连接，支撑板（20）与空腔（19）滑动连接，支撑套（18）与安装腔（2）的下端转动连接。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能光伏板组件，其特征在于：角度调节机构包括转动轴（29）的前后两侧对称设置的齿轮一（25），前后两侧的齿轮一（25）与前后两侧齿块一（28）的上端若干锯齿一一对应啮合，前后两侧的齿块一（28）的左端与前后两侧连接块（31）的上侧一一对应固定连接，前后两侧的连接块（31）的下侧与前后两侧的齿块二（27）的左端一一对应固定连接，前后两侧的齿块一（28）下端的若干锯齿和前后两侧的齿块二（27）上端的若干锯齿分别与前后两侧的扇形齿圈（32）对应啮合，前后两侧的连接块（31）分别与安装腔（2）的前后两端一一对应滑动连接，且连接块（31）与安装腔（2）沿前后方向滑动连接。

3.根据权利要求2所述的一种太阳能光伏板组件，其特征在于：角度调节机构还包括驱动电机，驱动电机固定设置在基座（1）的后端，驱动电机与驱动轴（10）固定连接，驱动轴（10）贯穿基座（1）的后端进入安装腔（2）中并与前后两侧的扇形齿圈（32）通过连接组件连接。

4.根据权利要求2所述的一种太阳能光伏板组件，其特征在于：连接组件包括扇形齿圈（32）内孔连通的环形槽（33），环形槽（33）周向均匀布设有若干弹簧杆二（35），弹簧杆二（35）与摩擦块（34）固定连接，摩擦块（34）与环形槽（33）滑动连接，摩擦块（34）与驱动轴（10）接触。

5.根据权利要求3所述的一种太阳能光伏板组件，其特征在于：抗风机构包括安装腔（2）的左右两端对称设置的工作腔（6），工作腔（6）前后两端对称连通有滑动腔，滑动腔中滑动设有滑动块，且滑动块与连接轴（4）转动连接，且连接轴（4）的前后两部贯穿前后两端的滑动腔并与外界前后两侧的测风板（5）固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种太阳能光伏板组件，其特征在于：工作腔（6）中的连接轴（4）的前后两侧对称设有带轮一（12），前侧的带轮一（12）通过前侧的传送带（11）与前侧的带轮二（30）连接，后侧的带轮一（12）通过后侧的传送带（11）与后侧的带轮二（30）连接，前后两侧的带轮二（30）对称设置在转动轴（29）的前后两侧，前后两侧的传送带（11）均与两个张紧轮（9）连接，且两个张紧轮（9）对称设置在传送带（11）的左右两侧，张紧轮（9）通过安装轴（8）与弹簧杆一（7）转动连接，弹簧杆一（7）固定设置在安装腔（2）的下端。

7.根据权利要求6所述的一种太阳能光伏板组件，其特征在于：抗风机构还包括滑动腔中滑动设置的滑动块，且滑动块与连接轴（4）转动连接，滑动块与连接块（14）固定连接，连接块（14）与工作腔（6）的下端滑动连接，连接块（14）靠近安装腔（2）的一端与推动杆（15）固定连接，推动杆（15）贯穿固定壳（22）的侧端进入密封腔（23）中并与密封块（24）固定连接，固定壳（22）固定设置在安装腔（2）的下端，密封块（24）与密封腔（23）滑动连接，密封腔（23）通过软管一（16）与空腔（19）的下侧连通，软管一（16）的中部与软管二（17）连通，软管二（17）与空腔（19）的上侧连通。

8.根据权利要求7所述的一种太阳能光伏板组件，其特征在于：软管一（16）与空腔（19）的连通处安装有阀门一，软管二（17）与空腔（19）的连通处安装有阀门二，阀门一和阀门二通过控制器一与力传感器一和力传感器二电连接，力传感器一设置在光伏板（3）的上端，力传感器二设置在光伏板（3）的下端。

9.一种如权利要求1-8任一项所述的一种太阳能光伏板组件的控制系统，其特征在于：包括距离传感器一（13）和距离传感器二（26），距离传感器一（13）设置在安装腔（2）的下端左侧，距离传感器二（26）设置在安装腔（2）的下端右侧，距离传感器一（13）与检测块一对应设置，检测块一设置在光伏板（3）的下端左侧，距离传感器二（26）与检测块二对应设置，检测块二设置在光伏板（3）的下端右侧，距离传感器一（13）用于检测检测块一和安装腔（2）的下端沿竖直方向的距离，距离传感器二（26）用于检测检测块二和安装腔（2）的下端沿竖直方向的距离，距离传感器一（13）、距离传感器二（26）和计时器通过控制器二与驱动电机电连接，计时器用于记录光伏板（3）当前所处的时间段，不同时间段光伏板（3）的倾斜角度不同。