專利名稱：自動跟蹤太陽裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于太陽能應(yīng)用領(lǐng)域，涉及一種自動跟蹤太陽裝置。
技術(shù)背景當(dāng)前世界能源日趨緊張，人們對環(huán)保能源的需要更加迫切，太陽能是首選的綠色能源。為提高太陽能的利用效率，出現(xiàn)了各種太陽跟蹤裝置，但，多數(shù)太陽跟蹤裝置只能對由于地球自轉(zhuǎn)引起的太陽在自東向西位置的變化進行單向跟蹤，而對由于地球公轉(zhuǎn)而形成的不同季節(jié)太陽照射南北方向的變化不能自動轉(zhuǎn)向跟蹤。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種對不同季節(jié)太陽照射南北方向的變化能自動轉(zhuǎn)向跟蹤的自動跟蹤太陽裝置。
本實用新型所提供的自動跟蹤太陽裝置由支架、太陽能電池、太陽能電池安裝板及帶動其轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)軸、直流電機和傳動機構(gòu)組成，直流電機接太陽能電池，并通過傳動機構(gòu)傳動轉(zhuǎn)軸帶動太陽能電池安裝板轉(zhuǎn)動，其特征是帶動太陽能電池安裝板轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)軸東西走向，太陽能電池安裝板上方有一個與其聯(lián)接的遮擋桿，所述太陽能電池是位于遮擋桿的正下方、兩組并列放置、東西走向的太陽能電池，且一組太陽能電池和直流電機的連接與并列放置的另一組太陽能電池和直流電機的連接極性相反。工作原理如下由于帶動太陽能電池安裝板轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)軸東西走向，所以不必考慮東西方向跟蹤太陽。但，由于地球公轉(zhuǎn)而形成季節(jié)的變換，會引起陽光照射在南北產(chǎn)生±23.5°的變化。當(dāng)由于地球轉(zhuǎn)動太陽能電池正對陽光時，陽光照到位于太陽能電池安裝板上的太陽能電池采光面上，并列放置的兩組太陽能電池的采光面被遮擋桿的陰影遮住的面積最大，由于一組太陽能電池和直流電機的連接與并列放置的另一組太陽能電池和直流電機的連接極性相反，二者未被遮擋桿陰影遮住的部分產(chǎn)生的電能對直流電機的作用互相抵消或不足以驅(qū)動直流電機，因此，直流電機、太陽能電池安裝板不轉(zhuǎn)，當(dāng)太陽逐步向南方偏轉(zhuǎn)時，北面一組太陽能電池采光面的大部分或全部被遮擋桿的陰影遮住，南面一組太陽能電池的采光面大部分或全部受到太陽光照射，經(jīng)光照兩組太陽能電池產(chǎn)生的電能作用在直流電機上，直流電機通過傳動機構(gòu)傳動?xùn)|西走向的轉(zhuǎn)軸帶動太陽能電池安裝板向北轉(zhuǎn)動，直至太陽能電池的采光面正對太陽時止。此時，南北方向兩組太陽能電池的采光面未被遮住的部分產(chǎn)生的電能對直流電機的作用互相抵消或不足以驅(qū)動直流電機，因此，直流電機、太陽能電池安裝板停轉(zhuǎn)。隨著太陽與地球的相對運動，太陽繼續(xù)向南偏轉(zhuǎn)，北面一組太陽能電池采光面的大部分或全部再次被遮擋桿的陰影遮住，南面一組太陽能電池的采光面大部分或全部再次受到太陽光照射，經(jīng)光照太陽能電池產(chǎn)生的電能帶動直流電機通過傳動機構(gòu)驅(qū)動太陽能電池安裝板繼續(xù)向北轉(zhuǎn)動，從而使太陽能電池的采光面再次正對太陽。當(dāng)由于季節(jié)的改變，太陽位置轉(zhuǎn)到相對于太陽能電池安裝板的北側(cè)時，位于南面一組太陽能電池采光面的大部分或全部被遮擋桿的陰影遮住，而北面一組太陽能電池的采光面大部分或全部受到太陽光的照射，經(jīng)光照兩組太陽能電池產(chǎn)生的電能作用在直流電機上，直流電機通過傳動機構(gòu)傳動?xùn)|西走向的轉(zhuǎn)軸帶動太陽能電池安裝板向南轉(zhuǎn)動，直至太陽能電池的采光面正對太陽時止。此時，并列放置的兩組太陽能電池的采光面未被遮擋桿陰影遮住的部分產(chǎn)生的電能對直流電機的作用互相抵消或不足以驅(qū)動直流電機轉(zhuǎn)動，因此，直流電機、太陽能電池安裝板停轉(zhuǎn)。隨著太陽與地球的相對運動，位于南面一組太陽能電池采光面的大部分或全部再次被遮擋桿陰影遮住，位于北面一組太陽能電池的采光面大部分或全部再次受到太陽光的照射，經(jīng)光照太陽能電池產(chǎn)生的電能帶動直流電機通過傳動機構(gòu)傳動轉(zhuǎn)軸繼續(xù)帶動太陽能安裝板向南轉(zhuǎn)動，使太陽能電池再次正對太陽。綜上所述，該自動跟蹤太陽裝置由于位于太陽能電池安裝板上方的遮擋桿和在位于其下方、東西走向、并列放置的兩組太陽能電池的作用，使太陽能電池安裝板可方便地自動實現(xiàn)南北雙向跟蹤太陽。
本實用新型所提供的自動跟蹤太陽裝置，對不同季節(jié)太陽照射在南北方向的變化能自動轉(zhuǎn)向跟蹤。它適用于多種太陽能利用裝置，如太陽能集熱器、太陽能光伏電源等。大大提高了太陽能的利用效率。該自動跟蹤太陽裝置結(jié)構(gòu)簡單、跟蹤可靠。


圖1、本實用新型一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2、圖1的A-剖視圖；
圖3、本實用新型實施例中太陽跟蹤裝置的電原理圖；圖4、利用本實用新型所做的自動跟蹤太陽能集熱器；圖5、利用本實用新型所做的自動跟蹤太陽的太陽能電池方陣的俯視圖。
圖1-圖3中1、支架，2、太陽能電池安裝板，2A、2B、跟蹤太陽用的太陽能電池，3、直流電機，4、遮擋桿，5、轉(zhuǎn)軸，6、7、齒輪，8、平衡塊，9、平衡桿，D1、D2為保護二極管。
圖4中1、支架，2、太陽能電池安裝板，2A、2B、太陽能電池，3、直流電機，4′、真空熱管，5、轉(zhuǎn)軸，6、7、齒輪，8、平衡塊，9、平衡桿。
圖5中2、太陽能電池安裝板，2A、2B、跟蹤太陽用的太陽能電池，2C構(gòu)成太陽能方陣的其它太陽能電池，4、遮擋桿。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖進一步說明本實用新型的實施。如圖1所示，直流電機3設(shè)于支架1上，遮擋桿4通過其兩端的轉(zhuǎn)軸5裝于支架1上，自動跟蹤太陽裝置中傳動機構(gòu)由齒輪6、7組成，齒輪6裝于直流電機3的軸上，齒輪7裝于東西走向的轉(zhuǎn)軸5上，齒輪7與齒輪6互相嚙合，為使太陽能電池安裝板2轉(zhuǎn)動靈敏、平穩(wěn)，遮擋桿4的兩端裝有帶平衡塊8的平衡桿9，平衡塊8、平衡桿9和太陽能電池安裝板2相對于轉(zhuǎn)軸5靜平衡。由圖2可知遮擋桿4位于太陽能電池安裝板彎曲面的縱軸上，太陽能電池2A、2B位于太陽能電池安裝板的底部，太陽能電池安裝板2采用拋物面、東西走向。從圖3可知，太陽能電池2A和直流電機3的連接與并列放置的太陽能電池安裝板2和直流電機3的連接極性相反，為保證太陽能電池的正常工作，在兩太陽能電池與直流電機之間設(shè)置了保護二極管D1、D2，考慮到隨季節(jié)變換，太陽照射的角度變化比較緩慢，可在直流電機的輸出上接減速器，將齒輪6接在減速器的輸出軸上即可。圖4所示為利用本實用新型所做的自動跟蹤太陽能集熱器。該自動跟蹤太陽能集熱器用真空熱管4′做集熱元件，用真空熱管代替遮擋桿就成為自動跟蹤太陽能集熱器，真空熱管由套于外面的真空玻璃管和位于其內(nèi)部的金屬熱管組成，金屬熱管一方面采集太陽能熱，另一方面又起著與遮擋桿相同的作用。金屬熱管的蒸發(fā)段位于太陽能電池安裝板2的焦線上，太陽能電池安裝板2為上表面涂有反射層的拋物面，其等溫導(dǎo)熱段與回液管采用柔性管，冷凝段的水平位置高于蒸發(fā)段，在圖4中金屬熱管的等溫導(dǎo)熱段、回液管及冷凝段省略未畫。該自動跟蹤太陽能集熱器，由于采用了本實用新型所提供的自動跟蹤太陽裝置，可以始終南北雙向跟蹤太陽，增大了熱管的吸熱面積，由于金屬熱管的蒸發(fā)段位于太陽能電池安裝板的焦線上，陽光經(jīng)反射聚光后，將熱能集中傳遞給熱管，使熱管接受的熱能極大地增加，這種集熱器的熱轉(zhuǎn)換效率很高。
利用本實用新型所提供的自動跟蹤太陽裝置還可以制作自動跟蹤太陽的光伏電源，該光伏電源包括太陽能電池方陣、蓄電池組及控制器。為了提高太陽能電池方陣的光電轉(zhuǎn)換效率，可將太陽能電池方陣置于本實用新型所提供的自動跟蹤太陽裝置的太陽能電池安裝板2上，如圖5所示，其中跟蹤太陽用的太陽能電池2A、2B并列置于太陽能電池安裝板2中心軸南北兩側(cè)，靠安裝板的邊緣，自動跟蹤太陽的光伏電源中太陽能電池方陣2C也裝在太陽能電池安裝板2上。自動跟蹤太陽裝置中的遮擋桿4位于太陽能電池2A、2B正上方起遮擋陽光的作用，當(dāng)陽光照射在太陽能電池2A、2B采光面上，產(chǎn)生的電能帶動直流電機通過傳動機構(gòu)傳動轉(zhuǎn)軸帶動太陽能電池安裝板2轉(zhuǎn)動，由于位于太陽能電池安裝板上方的遮擋桿和在位于其下方、東西走向、并列放置的兩組太陽能電池2A、2B的作用，使太陽能電池安裝板2可方便地自動實現(xiàn)南北雙向跟蹤太陽。利用本實用新型所提供的自動跟蹤太陽裝置制作自動跟蹤太陽的光伏電源，大大增加了太陽能電池方陣2C的光電轉(zhuǎn)換效率。
權(quán)利要求1.一種自動跟蹤太陽裝置，由支架、太陽能電池、太陽能電池安裝板及帶動其轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)軸、直流電機和傳動機構(gòu)組成，直流電機接太陽能電池，并通過傳動機構(gòu)傳動轉(zhuǎn)軸帶動太陽能電池安裝板轉(zhuǎn)動，其特征是帶動太陽能電池安裝板轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)軸東西走向，太陽能電池安裝板上方有一個與其聯(lián)接的遮擋桿，所述太陽能電池是位于遮擋桿的正下方、兩組并列放置、東西走向的太陽能電池，且一組太陽能電池和直流電機的連接與并列放置的另一組太陽能電池和直流電機的連接極性相反。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動跟蹤太陽裝置，其特征在于所述太陽能電池各通過一個保護二極管與直流電機相接。
專利摘要本實用新型屬于太陽能應(yīng)用領(lǐng)域，涉及一種自動跟蹤太陽裝置。它包括支架、太陽能電池、太陽能電池安裝板及帶動其轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)軸、直流電機和傳動機構(gòu)，直流電機接太陽能電池，并通過傳動機構(gòu)傳動轉(zhuǎn)軸帶動太陽能電池安裝板轉(zhuǎn)動，其特征是帶動太陽能電池安裝板轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)軸東西走向，太陽能電池安裝板上方有一個與其聯(lián)接的遮擋桿，所述太陽能電池位于遮擋桿的正下方，為兩組并列放置、東西走向的太陽能電池，且一組太陽能電池和直流電機的連接與并列放置的另一組太陽能電池和直流電機的連接極性相反。該跟蹤裝置可自動地南、北方向雙向跟蹤太陽。因此，它有效地解決了隨季節(jié)不同，自動跟蹤太陽的問題。
文檔編號F24J2/38GK2697527SQ200420025618
公開日2005年5月4日 申請日期2004年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月22日
發(fā)明者吳冠昌, 吳亞昌 申請人:吳錫波