專利名稱：一種用于光伏發(fā)電的基于液位驅(qū)動(dòng)的主動(dòng)追日系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于光伏發(fā)電的基于液位驅(qū)動(dòng)的主動(dòng)追日系統(tǒng)，屬于太陽(yáng)能應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
1994年，太陽(yáng)能廚房首先采用了單軸太陽(yáng)能跟蹤裝置，在德國(guó)北部被投入使用。與此同時(shí)，捷克科學(xué)院物理研究所，通過(guò)日照溫度變化并以形狀記憶合金調(diào)節(jié)器為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了單軸被動(dòng)式太陽(yáng)跟蹤。1997年，美國(guó)Blackace研發(fā)了東西方向自動(dòng)跟蹤的單軸太陽(yáng)能跟蹤器，但是南北方向需要用手動(dòng)調(diào)節(jié)，接收器的熱接受效率提高了 15%。美國(guó)加州于1998年實(shí)施了在太陽(yáng)能面板安裝涅耳透鏡，用來(lái)集中陽(yáng)光，并成功研制了 ATM兩軸跟蹤器，由此一來(lái)，可以使得熱接收效率得到進(jìn)一步的提升并使小塊的太陽(yáng)能面板收集更多的能量。隨機(jī)，Joel.H.Goodman研制了一種具有大直徑軌跡的活動(dòng)太陽(yáng)能方位跟蹤裝置，該裝置可以通過(guò)大直徑軌跡的活動(dòng)太陽(yáng)能方位跟蹤裝置，該裝置可以通過(guò)大直徑回轉(zhuǎn)臺(tái)從東到西跟蹤太陽(yáng)，從而使得夏季能量的獲取率得到提高。新型太陽(yáng)能跟蹤裝置于2002年2月在美國(guó)亞利桑那大學(xué)被推出，此種裝置采用鋁型材框架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，利用控制電機(jī)完成跟蹤，有效地拓寬了跟蹤器的應(yīng)用領(lǐng)域。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)也有許多專家和學(xué)者也陸續(xù)開(kāi)展了這方面的深入研究。現(xiàn)有技術(shù)中，應(yīng)用太陽(yáng)自動(dòng)跟蹤裝置的光伏發(fā)電裝置，改善了太陽(yáng)光相對(duì)于光伏組件的照射角度，有效提高了太陽(yáng)能利用率，得到了光伏領(lǐng)域技術(shù)人員的公認(rèn)。其中，尤以兩軸自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝置為佳，它既能自動(dòng)跟蹤調(diào)節(jié)方位角又能自動(dòng)跟蹤調(diào)節(jié)仰角，使太陽(yáng)光始終垂直照射在太陽(yáng)能收集器，實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能最佳利用率。到目前為止，國(guó)內(nèi)兩軸跟蹤裝置仍處于理論研究階段，尚未投入使用。兩軸跟蹤裝置的效果雖好，但是其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、裝置成本高、機(jī)械磨損大。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、機(jī)械磨損小的用于光伏發(fā)電的基于液位驅(qū)動(dòng)的主動(dòng)追日系統(tǒng)，可以有效的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟蹤功能。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型是通過(guò)如下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):本實(shí)用新型包括太陽(yáng)能光伏組件、支架、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、兩個(gè)液體箱和控制系統(tǒng)；支架包括用于安裝太陽(yáng)能光伏組件的平臺(tái)支撐架、安裝在地面上的下支撐柱和與平臺(tái)支撐架活動(dòng)連接的上支撐柱；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括安裝在上支撐柱下端的從動(dòng)齒輪、主動(dòng)齒輪、位于主動(dòng)齒輪下方的大滑輪、至少兩個(gè)小滑輪、安裝在下支撐柱上的第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸及第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸和繞過(guò)小滑輪及大滑輪的繩索；所述小滑輪安裝在下支撐柱上；所述從動(dòng)齒輪安裝在第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，所述主動(dòng)齒輪和大滑輪安裝在第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，所述主動(dòng)齒輪與從動(dòng)齒輪咬合；繩索的兩端固定在兩個(gè)液體箱上。為防止繩索打滑，可將繩索某一處固定于大滑輪上，從而保證大滑輪能與繩索同步轉(zhuǎn)動(dòng)。[0007]控制系統(tǒng)包括安裝在每個(gè)液體箱內(nèi)部的液體傳感器、接收液體傳感器輸出信號(hào)的雙向閥控制器和接收雙向閥控制器輸出信號(hào)的雙向可控閥。雙向閥控制器中設(shè)定根據(jù)時(shí)間給出的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。兩個(gè)液體箱之間通過(guò)帶有雙向可控閥的皮管相連接。兩個(gè)液體傳感器用于測(cè)量液體箱內(nèi)液體容量，檢測(cè)兩個(gè)液體箱之間的液位差；雙向可控閥用于控制液體的流向和流量，使得兩個(gè)液體箱之間有液位差，從而產(chǎn)生重力差，進(jìn)而帶動(dòng)大滑輪旋轉(zhuǎn)。根據(jù)雙向閥控制器中設(shè)定的根據(jù)時(shí)間給出的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，雙向閥控制器控制雙向可控閥動(dòng)作，使得兩個(gè)液體箱產(chǎn)生重力差，帶動(dòng)大滑輪進(jìn)而通過(guò)主動(dòng)齒輪、從動(dòng)齒輪帶動(dòng)太陽(yáng)能光伏組件轉(zhuǎn)過(guò)相應(yīng)方位角。上述平臺(tái)支撐架通過(guò)軸銷與上支撐柱鉸接。上述第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸和第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸均通過(guò)多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸承安裝在下支撐柱上。以方便轉(zhuǎn)動(dòng)。上述轉(zhuǎn)動(dòng)軸承設(shè)有兩個(gè)，分別為上轉(zhuǎn)動(dòng)軸承和下轉(zhuǎn)動(dòng)軸承。上述上轉(zhuǎn)動(dòng)軸承的上方裝有壓片。用于防止上轉(zhuǎn)動(dòng)軸承彈出。上述下支撐柱通過(guò)結(jié)構(gòu)預(yù)埋件安裝在地面上。上述主動(dòng)齒輪的齒輪數(shù)是從動(dòng)齒輪的齒輪數(shù)的兩倍。上述雙向可控閥具體采用的是水泵。本實(shí)用新型的有益效果如下:1、本實(shí)用新型裝置用滑輪帶動(dòng)的重力差式控制方式代替了電機(jī)控制方式，從而，大大簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，降低了成本，提高了性價(jià)比。2、本實(shí)用新型減少了電機(jī)控制傳動(dòng)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的機(jī)械磨損。

圖1是本實(shí)用新型的側(cè)視圖；圖2是圖1中控制部分的正視圖；圖3是圖1控制過(guò)程的方框圖；圖4是圖1中雙向閥控制器的控制流程圖。圖1中，各序號(hào)分別為:1、太陽(yáng)能光伏組件，2、平臺(tái)支撐架，3、軸銷，4、大滑輪，5、小滑輪，6、主動(dòng)齒輪，7、從動(dòng)齒輪，8、液體箱，9、結(jié)構(gòu)預(yù)埋件，10、上支撐柱，11、下支撐柱，12、轉(zhuǎn)動(dòng)軸承，13-1、第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸，13-2、第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸，14、雙向可控閥，15、液體傳感器，16、雙向閥控制器，17、壓片，18、皮管，19、繩索。圖2中，各序號(hào)分別為:4、大滑輪，6、主動(dòng)齒輪，8、液體箱，9、結(jié)構(gòu)預(yù)埋件，11、下支撐柱，12、轉(zhuǎn)動(dòng)軸承，14、雙向可控閥，15、液體傳感器，16、雙向閥控制器，17、壓片，18、皮管，19、繩索。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實(shí)施方式
，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。[0028]參見(jiàn)圖1、圖2和圖3，本實(shí)用新型包括太陽(yáng)能光伏組件1、支架、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、兩個(gè)液體箱、控制系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)預(yù)埋件9。安裝有太陽(yáng)能光伏組件I的平臺(tái)支撐架2通過(guò)軸銷3鉸接安裝于上支撐柱10上端。下支撐柱11通過(guò)結(jié)構(gòu)預(yù)埋件9安裝在地面上。上支撐柱10安裝在從動(dòng)齒輪7的上端，從動(dòng)齒輪7安裝在第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸13-1上。主動(dòng)齒輪6與大滑輪4安裝在第二公共軸13-2上，且大滑輪4在主動(dòng)齒輪6下方。主動(dòng)齒輪6與從動(dòng)齒輪7咬合。第一公共軸13-1和第二公共軸13-2下端均安裝有兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸承12，以方便轉(zhuǎn)動(dòng)，分別為上轉(zhuǎn)動(dòng)軸承和下轉(zhuǎn)動(dòng)軸承，在上轉(zhuǎn)動(dòng)軸承上裝有壓片17，用于防止上轉(zhuǎn)動(dòng)軸承彈出。兩個(gè)液體箱8通過(guò)一根繩索19分別繞過(guò)兩個(gè)小滑輪5和大滑輪4，繩索19繞過(guò)大滑輪4上的孔固定。兩個(gè)液體箱8內(nèi)部裝有液體傳感器15，下端通過(guò)一根皮管18連接，皮管18中間裝有雙向可控閥14 (本實(shí)施例采用的是水泵)，水泵的信號(hào)由雙向閥控制器16控制。雙向閥控制器16的信號(hào)控制端與控制系統(tǒng)的控制信號(hào)輸出端相連接。結(jié)合液體傳感器15的數(shù)據(jù)，雙向閥控制器16中設(shè)定值驅(qū)動(dòng)水泵工作時(shí)，兩個(gè)液體箱8之間會(huì)有重力差，通過(guò)小滑輪5帶動(dòng)大滑輪4旋轉(zhuǎn)，第二公共軸13-2也會(huì)隨之旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)主動(dòng)齒輪6旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)從動(dòng)齒輪7旋轉(zhuǎn)，從動(dòng)齒輪7上端帶動(dòng)上支撐柱10轉(zhuǎn)動(dòng)，安裝于上支撐柱10上端的平臺(tái)支撐架2及光伏組件I轉(zhuǎn)動(dòng)，這就實(shí)現(xiàn)在東西方位角的跟
足示O裝置最初狀態(tài)時(shí)液位差為零，當(dāng)產(chǎn)生液位差后開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，最后消除液位差靜止在某個(gè)位置，從而實(shí)現(xiàn)復(fù)位，如此往復(fù)。參見(jiàn)圖4，本實(shí)施例中，假定旋轉(zhuǎn)時(shí)間為早上六點(diǎn)到晚上六點(diǎn)，每半小時(shí)控制旋轉(zhuǎn)12°，晚上六點(diǎn)后旋轉(zhuǎn)-290°回到初始狀態(tài)。太陽(yáng)能光伏組件I安裝面積為41m2，方位角跟蹤角度范圍±145°，單臺(tái)最大功率為4KW。為了實(shí)現(xiàn)方位角跟蹤角度范圍為±145°，從動(dòng)齒輪7的旋轉(zhuǎn)角度即為±145°，主動(dòng)齒輪6可以實(shí)現(xiàn)150°的旋轉(zhuǎn)，從而可知主動(dòng)齒輪6的齒輪數(shù)是從動(dòng)齒輪7的齒輪數(shù)的兩倍即可。液體箱8容積為lm3。本實(shí)用新型適合于各類型的太陽(yáng)能組件，與現(xiàn)有技術(shù)相比較，大大簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，降低了成本，提高了性價(jià)比，并且安裝更方便，可適應(yīng)復(fù)雜苛刻的戶外使用環(huán)境。以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。
權(quán)利要求1.一種用于光伏發(fā)電的基于液位驅(qū)動(dòng)的主動(dòng)追日系統(tǒng)，其特征在于，包括太陽(yáng)能光伏組件(I)、支架、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、兩個(gè)液體箱(8)和控制系統(tǒng)； 所述支架包括用于安裝太陽(yáng)能光伏組件(I)的平臺(tái)支撐架(2)、安裝在地面上的下支撐柱(11)和與平臺(tái)支撐架(2)活動(dòng)連接的上支撐柱(10)； 所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括安裝在上支撐柱(10)下端的從動(dòng)齒輪(7)、主動(dòng)齒輪(6)、位于主動(dòng)齒輪(6)下方的大滑輪(4)、至少兩個(gè)小滑輪(5)、安裝在下支撐柱(11)上的第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸(13-1)及第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸(13-2)和繞過(guò)小滑輪(5)及大滑輪(4)的繩索(19);所述小滑輪(5)安裝在下支撐柱(11)上；所述從動(dòng)齒輪(7)安裝在第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸(13-1)上，所述主動(dòng)齒輪(6)和大滑輪(4)安裝在第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸(13-2)上，所述主動(dòng)齒輪(6)與從動(dòng)齒輪(7)咬合；所述繩索(19)的兩端固定在兩個(gè)液體箱(8)上； 所述控制系統(tǒng)包括安裝在每個(gè)液體箱(8)內(nèi)部的液體傳感器(15)、接收液體傳感器(15)輸出信號(hào)的雙向閥控制器(16)和接收雙向閥控制器(16)輸出信號(hào)的雙向可控閥(14)； 兩個(gè)所述液體箱(8)之間通過(guò)帶有雙向可控閥(14)的皮管(18)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于光伏發(fā)電的基于液位驅(qū)動(dòng)的主動(dòng)追日系統(tǒng)，其特征在于， 所述平臺(tái)支撐架(2 )通過(guò)軸銷(3 )與上支撐柱(10 )鉸接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于光伏發(fā)電的基于液位驅(qū)動(dòng)的主動(dòng)追日系統(tǒng)，其特征在于， 所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸(13-1)和第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸(13-2)均通過(guò)多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸承(12)安裝在下支撐柱(11)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于光伏發(fā)電的基于液位驅(qū)動(dòng)的主動(dòng)追日系統(tǒng)，其特征在于， 所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸承(12)設(shè)有兩個(gè)，分別為上轉(zhuǎn)動(dòng)軸承和下轉(zhuǎn)動(dòng)軸承。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于光伏發(fā)電的基于液位驅(qū)動(dòng)的主動(dòng)追日系統(tǒng)，其特征在于， 所述上轉(zhuǎn)動(dòng)軸承的上方裝有壓片(17)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于光伏發(fā)電的基于液位驅(qū)動(dòng)的主動(dòng)追日系統(tǒng)，其特征在于， 所述下支撐柱(11)通過(guò)結(jié)構(gòu)預(yù)埋件(9 )安裝在地面上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任意一項(xiàng)所述的用于光伏發(fā)電的基于液位驅(qū)動(dòng)的主動(dòng)追日系統(tǒng)，其特征在于， 所述主動(dòng)齒輪(6)的齒輪數(shù)是從動(dòng)齒輪(7)的齒輪數(shù)的兩倍。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6任意一項(xiàng)所述的用于光伏發(fā)電的基于液位驅(qū)動(dòng)的主動(dòng)追日系統(tǒng)，其特征在于， 所述雙向可控閥(14)具體采用的是水泵。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于光伏發(fā)電的基于液位驅(qū)動(dòng)的主動(dòng)追日系統(tǒng)，包括太陽(yáng)能光伏組件、支架、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、兩個(gè)液體箱和控制系統(tǒng)；支架包括平臺(tái)支撐架、下支撐柱和與平臺(tái)支撐架活動(dòng)連接的上支撐柱；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括從動(dòng)齒輪、主動(dòng)齒輪、大滑輪、至少兩個(gè)小滑輪、第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸及第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸和繞過(guò)小滑輪及大滑輪的繩索；從動(dòng)齒輪安裝在第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，主動(dòng)齒輪和大滑輪安裝在第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，主動(dòng)齒輪與從動(dòng)齒輪咬合；控制系統(tǒng)包括安裝在每個(gè)液體箱內(nèi)部的液體傳感器、接收液體傳感器輸出信號(hào)的雙向閥控制器和接收雙向閥控制器輸出信號(hào)的雙向可控閥；兩個(gè)液體箱之間通過(guò)帶有雙向可控閥的皮管相連接。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，機(jī)械磨損小。
文檔編號(hào)G05D3/12GK203025567SQ20122066394
公開(kāi)日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2012年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月5日
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