專利名稱：太陽(yáng)能電池板自動(dòng)跟蹤及自動(dòng)清潔裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽(yáng)能電池板控制裝置，具體是一種太陽(yáng)能電池板自動(dòng)跟蹤及自動(dòng)清
潔裝置。
背景技術(shù)：
太陽(yáng)能發(fā)電具有安全可靠、無(wú)污染、無(wú)噪聲、且不會(huì)遭受能源危機(jī)或燃料市場(chǎng)不穩(wěn)定的沖擊等優(yōu)點(diǎn)，但其在實(shí)際運(yùn)行中面臨兩大問(wèn)題一是在太陽(yáng)移動(dòng)的過(guò)程中，由于太陽(yáng)能電池板固定在太陽(yáng)能電池板基座上，無(wú)法保證太陽(yáng)光始終垂直照射太陽(yáng)能電池板表面，導(dǎo)致太陽(yáng)能電池板的采光效率較低，進(jìn)而導(dǎo)致太陽(yáng)能電池板的光電轉(zhuǎn)換效率低下。二是由于太陽(yáng)能電池板長(zhǎng)期露天放置于室外，時(shí)間一長(zhǎng)，太陽(yáng)能電池板表面便容易被灰塵或雜物覆蓋，導(dǎo)致太陽(yáng)能電池板的采光效率降低，進(jìn)而影響太陽(yáng)能電池板的光電轉(zhuǎn)換效率?；谏鲜鰡?wèn)題，有必要發(fā)明一種能夠保證太陽(yáng)光始終垂直照射太陽(yáng)能電池板表面且能夠?qū)μ?yáng)能電池板表面進(jìn)行自動(dòng)清潔的裝置，以提高太陽(yáng)能電池板的光電轉(zhuǎn)換效率。然而目前并無(wú)這樣一種裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決目前尚無(wú)一種能夠保證太陽(yáng)光始終垂直照射太陽(yáng)能電池板表面且能夠?qū)μ?yáng)能電池板表面進(jìn)行自動(dòng)清潔的裝置的問(wèn)題，提供了一種太陽(yáng)能電池板自動(dòng)跟蹤及自動(dòng)清潔裝置。本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的太陽(yáng)能電池板自動(dòng)跟蹤及自動(dòng)清潔裝置，包括太陽(yáng)定位跟蹤裝置、太陽(yáng)能電池板動(dòng)作裝置、太陽(yáng)能電池板表面灰塵自動(dòng)清潔裝置、以及主控器；所述太陽(yáng)定位跟蹤裝置包括底板、投影桿、太陽(yáng)能電池組環(huán)形陣列、以及第一液壓系統(tǒng)；投影桿垂直固定于底板上表面；太陽(yáng)能電池組環(huán)形陣列包括若干個(gè)圍繞投影桿的軸線均勻分布固定于底板上表面的電池單元，各個(gè)電池單元的信號(hào)輸出端均與主控器的信號(hào)輸入端相連；第一液壓系統(tǒng)的信號(hào)輸入端與主控器的信號(hào)輸出端相連，第一液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件與底板下表面連接；所述太陽(yáng)能電池板動(dòng)作裝置包括基座、以及第二液壓系統(tǒng)；第二液壓系統(tǒng)的信號(hào)輸入端與主控器的信號(hào)輸出端相連，第二液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件與基座下表面連接；所述太陽(yáng)能電池板表面灰塵自動(dòng)清潔裝置包括電機(jī)支承座、支承于電機(jī)支承座上的驅(qū)動(dòng)電機(jī)、連接于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸上的清潔滾刷、固定于電機(jī)支承座下表面的軸承座、以及支承于軸承座上的輪軸；驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸上安裝有小齒輪；輪軸上安裝有與小齒輪嚙合的大齒輪；基座上表面固定有齒條和傳動(dòng)槽；大齒輪嚙合于齒條上；軸承座下表面安裝有支撐輪，支撐輪嵌裝于傳動(dòng)槽內(nèi)；基座上表面上、下兩側(cè)邊緣分別固定有上限位開關(guān)和下限位開關(guān)；上限位開關(guān)的信號(hào)輸出端和下限位開關(guān)的信號(hào)輸出端均與主控器的信號(hào)輸入端相連；驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制端與主控器的信號(hào)輸出端相連。所述主控器為本領(lǐng)域技術(shù)人員容易實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)，可以有多種結(jié)構(gòu)變形。工作時(shí)，將太陽(yáng)能電池板安裝于基座上表面，并保證太陽(yáng)能電池板表面與太陽(yáng)光入射方向的角度等于底板表面與太陽(yáng)光入射方向的角度。具體工作過(guò)程分為太陽(yáng)能電池板自動(dòng)跟蹤過(guò)程和太陽(yáng)能電池板自動(dòng)清潔過(guò)程。太陽(yáng)能電池板自動(dòng)跟蹤過(guò)程具體如下在太陽(yáng)能電池板的采光過(guò)程中，主控器對(duì)底板上的太陽(yáng)能電池組環(huán)形陣列中的各個(gè)電池單元的電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)掃描，當(dāng)?shù)装灞砻媾c太陽(yáng)光的入射方向不垂直時(shí)，投影桿會(huì)產(chǎn)生投影并遮擋太陽(yáng)能電池組環(huán)形陣列中的某個(gè)電池單元，導(dǎo)致該電池單元的電位較其它未被遮擋的電池單元的電位偏低，主控制器由此檢測(cè)到太陽(yáng)能電池組環(huán)形陣列中各個(gè)電池單元的電壓分布，并根據(jù)電壓分布判斷計(jì)算出太陽(yáng)的相對(duì)方位，據(jù)此向第一液壓系統(tǒng)發(fā)出動(dòng)作指令，第一液壓系統(tǒng)根據(jù)動(dòng)作指令調(diào)整底板表面與太陽(yáng)光入射方向的角度，使得底板表面與太陽(yáng)光入射方向垂直，即使得太陽(yáng)能電池組環(huán)形陣列中的各個(gè)電池單元的電位相同；主控制器在向第一液壓系統(tǒng)發(fā)出動(dòng)作指令時(shí)，會(huì)向第二液壓系統(tǒng)發(fā)出同步動(dòng)作指令，第二液壓系統(tǒng)根據(jù)同步動(dòng)作指令調(diào)整基座上的太陽(yáng)能電池板表面與太陽(yáng)光入射方向的角度，使得太陽(yáng)能電池板表面與太陽(yáng)光入射方向垂直，保證太陽(yáng)光始終垂直照射太陽(yáng)能電池板表面，從而保證太陽(yáng)能電池板的采光效率始終較高。太陽(yáng)能電池板自動(dòng)清潔裝置有滾刷和刮刷兩種形式，下面以滾刷為例，其清潔過(guò)程具體如下當(dāng)太陽(yáng)能電池板表面被灰塵或雜物覆蓋時(shí)，將清潔滾刷的刷面支撐在太陽(yáng)能電池板表面，通過(guò)主控器控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行起動(dòng)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)清潔滾刷進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，對(duì)太陽(yáng)能電池板表面進(jìn)行清潔。同時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)小齒輪帶動(dòng)大齒輪進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，使得大齒輪沿齒條自上而下進(jìn)行直線滾動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)清潔滾刷沿太陽(yáng)能電池板表面自上而下進(jìn)行清潔。當(dāng)清潔滾刷移動(dòng)至太陽(yáng)能電池板表面下邊緣(觸碰到下限位開關(guān)) 時(shí)，下限位開關(guān)向主控器發(fā)出信號(hào)，主控器根據(jù)信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行反轉(zhuǎn)，使得大齒輪沿齒條自下而上進(jìn)行直線滾動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)清潔滾刷沿太陽(yáng)能電池板表面自下而上進(jìn)行清潔， 當(dāng)清潔滾刷移動(dòng)至太陽(yáng)能電池板表面上邊緣(觸碰到上限位開關(guān))時(shí)，上限位開關(guān)向主控器發(fā)出信號(hào)，主控器控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)停轉(zhuǎn)，由此完成一次清潔循環(huán)操作。在大齒輪沿齒條進(jìn)行直線滾動(dòng)的同時(shí)，電機(jī)支承座、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、軸承座、輪軸均沿太陽(yáng)能電池板表面進(jìn)行同步直線運(yùn)動(dòng)，支撐輪沿傳動(dòng)槽進(jìn)行同步直線運(yùn)動(dòng)?；谝陨线^(guò)程，本發(fā)明所述的太陽(yáng)能電池板自動(dòng)跟蹤及自動(dòng)清潔裝置不僅能夠保證太陽(yáng)光始終垂直照射太陽(yáng)能電池板表面，而且實(shí)現(xiàn)了對(duì)太陽(yáng)能電池板表面進(jìn)行自動(dòng)清潔。由此，本發(fā)明所述的太陽(yáng)能電池板自動(dòng)跟蹤及自動(dòng)清潔裝置有效提高了太陽(yáng)能電池板的光電轉(zhuǎn)換效率，進(jìn)而提高了太陽(yáng)能發(fā)電站的發(fā)電效率。本發(fā)明有效解決了目前尚無(wú)一種能夠保證太陽(yáng)光始終垂直照射太陽(yáng)能電池板表面且能夠?qū)μ?yáng)能電池板表面進(jìn)行自動(dòng)清潔的裝置的問(wèn)題，適用于太陽(yáng)能發(fā)電站。


圖1是本發(fā)明的太陽(yáng)定位跟蹤裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的太陽(yáng)能電池板動(dòng)作裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明的太陽(yáng)能電池板表面灰塵自動(dòng)清潔裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是圖3的側(cè)視圖。圖中1-底板，2-投影桿，3-太陽(yáng)能電池組環(huán)形陣列，4-基座，5-電機(jī)支承座， 6-驅(qū)動(dòng)電機(jī)，7-清潔滾刷，8-軸承座，9-輪軸，10-小齒輪，11-大齒輪，12-齒條，13-傳動(dòng)槽，14-支撐輪。
具體實(shí)施例方式
太陽(yáng)能電池板自動(dòng)跟蹤及自動(dòng)清潔裝置，包括太陽(yáng)定位跟蹤裝置、太陽(yáng)能電池板動(dòng)作裝置、太陽(yáng)能電池板表面灰塵自動(dòng)清潔裝置、以及主控器；
所述太陽(yáng)定位跟蹤裝置包括底板1、投影桿2、太陽(yáng)能電池組環(huán)形陣列3、以及第一液壓系統(tǒng)；投影桿2垂直固定于底板1上表面；太陽(yáng)能電池組環(huán)形陣列3包括若干個(gè)圍繞投影桿2的軸線均勻分布固定于底板1上表面的電池單元，各個(gè)電池單元的信號(hào)輸出端均與主控器的信號(hào)輸入端相連；第一液壓系統(tǒng)的信號(hào)輸入端與主控器的信號(hào)輸出端相連，第一液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件與底板1下表面連接；
所述太陽(yáng)能電池板動(dòng)作裝置包括基座4、以及第二液壓系統(tǒng)；第二液壓系統(tǒng)的信號(hào)輸入端與主控器的信號(hào)輸出端相連，第二液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件與基座4下表面連接；
所述太陽(yáng)能電池板表面灰塵自動(dòng)清潔裝置包括電機(jī)支承座5、支承于電機(jī)支承座5上的驅(qū)動(dòng)電機(jī)6、連接于驅(qū)動(dòng)電機(jī)6的輸出軸上的清潔滾刷7、固定于電機(jī)支承座5下表面的軸承座8、以及支承于軸承座8上的輪軸9 ；驅(qū)動(dòng)電機(jī)6的輸出軸上安裝有小齒輪10 ；輪軸 9上安裝有與小齒輪10嚙合的大齒輪11 ；基座4上表面固定有齒條12和傳動(dòng)槽13 ；大齒輪11嚙合于齒條12上；軸承座8下表面安裝有支撐輪14，支撐輪14嵌裝于傳動(dòng)槽13內(nèi)； 基座4上表面上、下兩側(cè)邊緣分別固定有上限位開關(guān)和下限位開關(guān)；上限位開關(guān)的信號(hào)輸出端和下限位開關(guān)的信號(hào)輸出端均與主控器的信號(hào)輸入端相連；驅(qū)動(dòng)電機(jī)6的控制端與主控器的信號(hào)輸出端相連；
所述主控器包括太陽(yáng)定位跟蹤控制模塊、太陽(yáng)能電池板動(dòng)作控制模塊、太陽(yáng)能電池板表面灰塵自動(dòng)清潔控制模塊、以及自動(dòng)復(fù)位模塊；其中，各個(gè)電池單元的信號(hào)輸出端均與太陽(yáng)定位跟蹤控制模塊的信號(hào)輸入端相連；太陽(yáng)能電池板動(dòng)作控制模塊的信號(hào)輸入端和第一液壓系統(tǒng)的信號(hào)輸入端均與太陽(yáng)定位跟蹤控制模塊的信號(hào)輸出端相連；第二液壓系統(tǒng)的信號(hào)輸入端與太陽(yáng)能電池板動(dòng)作控制模塊的信號(hào)輸出端相連；上限位開關(guān)的信號(hào)輸出端和下限位開關(guān)的信號(hào)輸出端均與太陽(yáng)能電池板表面灰塵自動(dòng)清潔控制模塊的信號(hào)輸入端相連； 驅(qū)動(dòng)電機(jī)6的控制端與太陽(yáng)能電池板表面灰塵自動(dòng)清潔控制模塊的信號(hào)輸出端相連；第一液壓系統(tǒng)的信號(hào)輸入端和第二液壓系統(tǒng)的信號(hào)輸入端均與自動(dòng)復(fù)位模塊的信號(hào)輸出端相連；所述太陽(yáng)定位跟蹤控制模塊、太陽(yáng)能電池板動(dòng)作控制模塊、太陽(yáng)能電池板表面灰塵自動(dòng)清潔控制模塊、自動(dòng)復(fù)位模塊均為現(xiàn)有公知結(jié)構(gòu)；
工作時(shí)，太陽(yáng)定位跟蹤控制模塊通過(guò)第一液壓系統(tǒng)對(duì)底板表面與太陽(yáng)光入射方向的角度進(jìn)行控制；太陽(yáng)能電池板動(dòng)作控制模塊通過(guò)第二液壓系統(tǒng)對(duì)太陽(yáng)能電池板表面與太陽(yáng)光入射方向的角度進(jìn)行控制；太陽(yáng)能電池板表面灰塵自動(dòng)清潔控制模塊根據(jù)上限位開關(guān)和下限位開關(guān)發(fā)出的信號(hào)對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行控制；自動(dòng)復(fù)位模塊分別通過(guò)第一液壓系統(tǒng)、第二液壓系統(tǒng)對(duì)底板、太陽(yáng)能電池板進(jìn)行復(fù)位控制，即在每天太陽(yáng)落下后，將底板表面、太陽(yáng)能電池板表面所朝的方位返回至當(dāng)天太陽(yáng)初升時(shí)其所朝的方位；
具體實(shí)施時(shí)，基座上表面上側(cè)邊緣安裝有清潔滾刷保護(hù)棚，清潔滾刷完成一次清潔循環(huán)操作后，即返回清潔滾刷保護(hù)棚內(nèi)，清潔滾刷保護(hù)棚起到保護(hù)清潔滾刷的作用。
權(quán)利要求
1.一種太陽(yáng)能電池板自動(dòng)跟蹤及自動(dòng)清潔裝置，其特征在于包括太陽(yáng)定位跟蹤裝置、太陽(yáng)能電池板動(dòng)作裝置、太陽(yáng)能電池板表面灰塵自動(dòng)清潔裝置、以及主控器；所述太陽(yáng)定位跟蹤裝置包括底板(1)、投影桿(2)、太陽(yáng)能電池組環(huán)形陣列(3)、以及第一液壓系統(tǒng)； 投影桿(2)垂直固定于底板(1)上表面；太陽(yáng)能電池組環(huán)形陣列(3)包括若干個(gè)圍繞投影桿 (2)的軸線均勻分布固定于底板(1)上表面的電池單元，各個(gè)電池單元的信號(hào)輸出端均與主控器的信號(hào)輸入端相連；第一液壓系統(tǒng)的信號(hào)輸入端與主控器的信號(hào)輸出端相連，第一液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件與底板(1)下表面連接；所述太陽(yáng)能電池板動(dòng)作裝置包括基座(4)、以及第二液壓系統(tǒng)；第二液壓系統(tǒng)的信號(hào)輸入端與主控器的信號(hào)輸出端相連，第二液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件與基座(4)下表面連接；所述太陽(yáng)能電池板表面灰塵自動(dòng)清潔裝置包括電機(jī)支承座(5 )、支承于電機(jī)支承座(5 )上的驅(qū)動(dòng)電機(jī)(6 )、連接于驅(qū)動(dòng)電機(jī)(6 )的輸出軸上的清潔滾刷(7 )、固定于電機(jī)支承座(5 )下表面的軸承座(8 )、以及支承于軸承座(8 )上的輪軸(9 )；驅(qū)動(dòng)電機(jī)(6)的輸出軸上安裝有小齒輪(10);輪軸(9)上安裝有與小齒輪(10)嚙合的大齒輪 (11)；基座(4)上表面固定有齒條(12)和傳動(dòng)槽(13)；大齒輪(11)嚙合于齒條(12)上；軸承座(8)下表面安裝有支撐輪(14)，支撐輪(14)嵌裝于傳動(dòng)槽(13)內(nèi)；基座(4)上表面上、 下兩側(cè)邊緣分別固定有上限位開關(guān)和下限位開關(guān)；上限位開關(guān)的信號(hào)輸出端和下限位開關(guān)的信號(hào)輸出端均與主控器的信號(hào)輸入端相連；驅(qū)動(dòng)電機(jī)(6)的控制端與主控器的信號(hào)輸出端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池板自動(dòng)跟蹤及自動(dòng)清潔裝置，其特征在于所述主控器包括太陽(yáng)定位跟蹤控制模塊、太陽(yáng)能電池板動(dòng)作控制模塊、太陽(yáng)能電池板表面灰塵自動(dòng)清潔控制模塊、以及自動(dòng)復(fù)位模塊；其中，各個(gè)電池單元的信號(hào)輸出端均與太陽(yáng)定位跟蹤控制模塊的信號(hào)輸入端相連；太陽(yáng)能電池板動(dòng)作控制模塊的信號(hào)輸入端和第一液壓系統(tǒng)的信號(hào)輸入端均與太陽(yáng)定位跟蹤控制模塊的信號(hào)輸出端相連；第二液壓系統(tǒng)的信號(hào)輸入端與太陽(yáng)能電池板動(dòng)作控制模塊的信號(hào)輸出端相連；上限位開關(guān)的信號(hào)輸出端和下限位開關(guān)的信號(hào)輸出端均與太陽(yáng)能電池板表面灰塵自動(dòng)清潔控制模塊的信號(hào)輸入端相連；驅(qū)動(dòng)電機(jī) (6)的控制端與太陽(yáng)能電池板表面灰塵自動(dòng)清潔控制模塊的信號(hào)輸出端相連；第一液壓系統(tǒng)的信號(hào)輸入端和第二液壓系統(tǒng)的信號(hào)輸入端均與自動(dòng)復(fù)位模塊的信號(hào)輸出端相連。
全文摘要
本發(fā)明涉及太陽(yáng)能電池板控制裝置，具體是一種太陽(yáng)能電池板自動(dòng)跟蹤及自動(dòng)清潔裝置。本發(fā)明解決了目前尚無(wú)一種能夠保證太陽(yáng)光始終垂直照射太陽(yáng)能電池板表面且能夠?qū)μ?yáng)能電池板表面進(jìn)行自動(dòng)清潔的裝置的問(wèn)題。太陽(yáng)能電池板自動(dòng)跟蹤及自動(dòng)清潔裝置包括太陽(yáng)定位跟蹤裝置、太陽(yáng)能電池板動(dòng)作裝置、太陽(yáng)能電池板表面灰塵自動(dòng)清潔裝置、以及主控器；所述太陽(yáng)定位跟蹤裝置包括底板、投影桿、太陽(yáng)能電池組環(huán)形陣列、以及第一液壓系統(tǒng)；所述太陽(yáng)能電池板動(dòng)作裝置包括基座、以及第二液壓系統(tǒng)。本發(fā)明有效解決了目前尚無(wú)一種能夠保證太陽(yáng)光始終垂直照射太陽(yáng)能電池板表面且能夠?qū)μ?yáng)能電池板表面進(jìn)行自動(dòng)清潔的裝置的問(wèn)題，適用于太陽(yáng)能發(fā)電站。
文檔編號(hào)G05D3/12GK102347400SQ20111023289
公開日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2011年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月13日
發(fā)明者劉春生, 吳忠舉, 耿天翼 申請(qǐng)人:劉春生, 吳忠舉, 耿天翼