專利名稱：一種用于光伏發(fā)電的基于液位驅(qū)動的主動追日系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于光伏發(fā)電的基于液位驅(qū)動的主動追日系統(tǒng)，屬于太陽能應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
1994年，太陽能廚房首先采用了單軸太陽能跟蹤裝置，在德國北部被投入使用。與此同時，捷克科學(xué)院物理研究所，通過日照溫度變化并以形狀記憶合金調(diào)節(jié)器為基礎(chǔ)，實現(xiàn)了單軸被動式太陽跟蹤。1997年，美國Blackace研發(fā)了東西方向自動跟蹤的單軸太陽能跟蹤器，但是南北方向需要用手動調(diào)節(jié)，接收器的熱接受效率提高了 15%。美國加州于1998年實施了在太陽能面板安裝涅耳透鏡，用來集中陽光，并成功研制了 ATM兩軸跟蹤器，由此一來，可以使得熱接收效率得到進一步的提升并使小塊的太陽能面板收集更多的能量。隨機，Joel. H. Goodman研制了一種具有大直徑軌跡的活動太陽能方位跟蹤裝置，該裝置可以通過大直徑軌跡的活動太陽能方位跟蹤裝置，該裝置可以通過大直徑回轉(zhuǎn)臺從東到西跟蹤太陽，從而使得夏季能量的獲取率得到提高。新型太陽能跟蹤裝置于2002年2月在美國亞利桑那大學(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，利用控制電機完成跟蹤，有效地拓寬了跟蹤器的應(yīng)用領(lǐng)域。近年來，國內(nèi)也有許多專家和學(xué)者也陸續(xù)開展了這方面的深入研究。現(xiàn)有技術(shù)中，應(yīng)用太陽自動跟蹤裝置的光伏發(fā)電裝置，改善了太陽光相對于光伏組件的照射角度，有效提高了太陽能利用率，得到了光伏領(lǐng)域技術(shù)人員的公認(rèn)。其中，尤以兩軸自動跟蹤太陽能光伏發(fā)電裝置為佳，它既能自動跟蹤調(diào)節(jié)方位角又能自動跟蹤調(diào)節(jié)仰角，使太陽光始終垂直照射在太陽能收集器，實現(xiàn)了太陽能最佳利用率。到目前為止，國內(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、機械磨損大。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低、機械磨損小的用于光伏發(fā)電的基于液位驅(qū)動的主動追日系統(tǒng)，可以有效的實現(xiàn)自動跟蹤功能。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來實現(xiàn)本發(fā)明包括太陽能光伏組件、支架、傳動機構(gòu)、兩個液體箱和控制系統(tǒng)；支架包括用于安裝太陽能光伏組件的平臺支撐架、安裝在地面上的下支撐柱和與平臺支撐架活動連接的上支撐柱；傳動機構(gòu)包括安裝在上支撐柱下端的從動齒輪、主動齒輪、位于主動齒輪下方的大滑輪、至少兩個小滑輪、安裝在下支撐柱上的第一轉(zhuǎn)動軸及第二轉(zhuǎn)動軸和繞過小滑輪及大滑輪的繩索；所述小滑輪安裝在下支撐柱上；所述從動齒輪安裝在第一轉(zhuǎn)動軸上，所述主動齒輪和大滑輪安裝在第二轉(zhuǎn)動軸上,所述主動齒輪與從動齒輪咬合；繩索的兩端固定在兩個液體箱上。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。
控制系統(tǒng)包括安裝在每個液體箱內(nèi)部的液體傳感器、接收液體傳感器輸出信號的雙向閥控制器和接收雙向閥控制器輸出信號的雙向可控閥。雙向閥控制器中設(shè)定根據(jù)時間給出的轉(zhuǎn)動角度。兩個液體箱之間通過帶有雙向可控閥的皮管相連接。兩個液體傳感器用于測量液體箱內(nèi)液體容量，檢測兩個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，使得兩個液體箱之間有液位差，從而產(chǎn)生重力差，進而帶動大滑輪旋轉(zhuǎn)。根據(jù)雙向閥控制器中設(shè)定的根據(jù)時間給出的轉(zhuǎn)動角度，雙向閥控制器控制雙向可控閥動作，使得兩個液體箱產(chǎn)生重力差，帶動大滑輪進而通過主動齒輪、從動齒輪帶動太陽能光伏組件轉(zhuǎn)過相應(yīng)方位角。上述平臺支撐架通過軸銷與上支撐柱鉸接。上述第一轉(zhuǎn)動軸和第二轉(zhuǎn)動軸均通過多個轉(zhuǎn)動軸承安裝在下支撐柱上。以方便轉(zhuǎn)動。上述轉(zhuǎn)動軸承設(shè)有兩個，分別為上轉(zhuǎn)動軸承和下轉(zhuǎn)動軸承。上述上轉(zhuǎn)動軸承的上方裝有壓片。用于防止上轉(zhuǎn)動軸承彈出。上述下支撐柱通過結(jié)構(gòu)預(yù)埋件安裝在地面上。上述主動齒輪的齒輪數(shù)是從動齒輪的齒輪數(shù)的兩倍。上述雙向可控閥具體采用的是水泵。本發(fā)明的有益效果如下1、本發(fā)明裝置用滑輪帶動的重力差式控制方式代替了電機控制方式，從而，大大簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，降低了成本，提高了性價比。2、本發(fā)明減少了電機控制傳動機構(gòu)產(chǎn)生的機械磨損。


圖1是本發(fā)明的側(cè)視圖；圖2是圖1中控制部分的正視圖；圖3是圖1控制過程的方框圖；圖4是圖1中雙向閥控制器的控制流程圖(假定旋轉(zhuǎn)時間為早上六點到晚上六點，每半小時控制旋轉(zhuǎn)12°，晚上六點后旋轉(zhuǎn)-290°回到初始狀態(tài))。圖1中，各序號分別為1、太陽能光伏組件，2、平臺支撐架，3、軸銷，4、大滑輪，5、小滑輪，6、主動齒輪，7、從動齒輪，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)動軸承，13-1、第一轉(zhuǎn)動軸，13-2、第二轉(zhuǎn)動軸，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，各序號分別為4、大滑輪，6、主動齒輪，8、液體箱，9、結(jié)構(gòu)預(yù)埋件，11、下支撐柱，12、轉(zhuǎn)動軸承，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。
具體實施例方式為使本發(fā)明實現(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)合具體實施方式
，進一步闡述本發(fā)明。參見圖1、圖2和圖3，本發(fā)明包括太陽能光伏組件1、支架、傳動機構(gòu)、兩個液體箱、控制系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)預(yù)埋件9。安裝有太陽能光伏組件I的平臺支撐架2通過軸銷3鉸接安裝于上支撐柱10上端。下支撐柱11通過結(jié)構(gòu)預(yù)埋件9安裝在地面上。上支撐柱10安裝在從動齒輪7的上端，從動齒輪7安裝在第一轉(zhuǎn)動軸13-1上。主動齒輪6與大滑輪4安裝在第二公共軸13-2上，且大滑輪4在主動齒輪6下方。主動齒輪6與從動齒輪7咬合。第一公共軸13-1和第二公共軸13-2下端均安裝有兩個轉(zhuǎn)動軸承12，以方便轉(zhuǎn)動，分別為上轉(zhuǎn)動軸承和下轉(zhuǎn)動軸承，在上轉(zhuǎn)動軸承上裝有壓片17，用于防止上轉(zhuǎn)動軸承彈出。兩個液體箱8通過一根繩索19分別繞過兩個小滑輪5和大滑輪4，繩索19繞過大滑輪4上的孔固定。兩個液體箱8內(nèi)部裝有液體傳感器15，下端通過一根皮管18連接，皮管18中間裝有雙向可控閥14 (本實施例采用的是水泵)，水泵的信號由雙向閥控制器16控制。雙向閥控制器16的信號控制端與控制系統(tǒng)的控制信號輸出端相連接。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)動水泵工作時，兩個液體箱8之間會有重力差，通過小滑輪5帶動大滑輪4旋轉(zhuǎn)，第二公共軸13-2也會隨之旋轉(zhuǎn)，從而帶動主動齒輪6旋轉(zhuǎn)，進而帶動從動齒輪7旋轉(zhuǎn)，從動齒輪7上端帶動上支撐柱10轉(zhuǎn)動，安裝于上支撐柱10上端的平臺支撐架2及光伏組件I轉(zhuǎn)動，這就實現(xiàn)在東西方位角的跟
足示O裝置最初狀態(tài)時液位差為零，當(dāng)產(chǎn)生液位差后開始轉(zhuǎn)動，最后消除液位差靜止在某個位置，從而實現(xiàn)復(fù)位，如此往復(fù)。參見圖4，本實施例中，太陽能光伏組件I安裝面積為41m2，方位角跟蹤角度范圍±145°，單臺最大功率為4KW。為了實現(xiàn)方位角跟蹤角度范圍為±145°，從動齒輪7的旋轉(zhuǎn)角度即為±145°，主動齒輪6可以實現(xiàn)150°的旋轉(zhuǎn)，從而可知主動齒輪6的齒輪數(shù)是從動齒輪7的齒輪數(shù)的兩倍即可。液體箱8容積為lm3。本發(fā)明適合于各類型的太陽能組件，與現(xiàn)有技術(shù)相比較，大大簡化了結(jié)構(gòu)，降低了成本，提高了性價比，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發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求
1.一種用于光伏發(fā)電的基于液位驅(qū)動的主動追日系統(tǒng)，其特征在于，包括太陽能光伏組件(I)、支架、傳動機構(gòu)、兩個液體箱(8)和控制系統(tǒng)； 所述支架包括用于安裝太陽能光伏組件(I)的平臺支撐架(2)、安裝在地面上的下支撐柱(11)和與平臺支撐架(2)活動連接的上支撐柱(10)； 所述傳動機構(gòu)包括安裝在上支撐柱(10)下端的從動齒輪(7)、主動齒輪(6)、位于主動齒輪(6)下方的大滑輪(4)、至少兩個小滑輪(5)、安裝在下支撐柱(11)上的第一轉(zhuǎn)動軸(13-1)及第二轉(zhuǎn)動軸(13-2)和繞過小滑輪(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；所述從動齒輪(7)安裝在第一轉(zhuǎn)動軸(13-1)上，所述主動齒輪(6)和大滑輪(4)安裝在第二轉(zhuǎn)動軸(13-2)上，所述主動齒輪(6)與從動齒輪(7)咬合；所述繩索(19)的兩端固定在兩個液體箱(8)上； 所述控制系統(tǒng)包括安裝在每個液體箱(8)內(nèi)部的液體傳感器(15)、接收液體傳感器(15)輸出信號的雙向閥控制器(16)和接收雙向閥控制器(16)輸出信號的雙向可控閥(14)； 兩個所述液體箱(8)之間通過帶有雙向可控閥(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)動的主動追日系統(tǒng)，其特征在于， 所述平臺支撐架(2 )通過軸銷(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)動的主動追日系統(tǒng)，其特征在于， 所述第一轉(zhuǎn)動軸(13-1)和第二轉(zhuǎn)動軸(13-2)均通過多個轉(zhuǎn)動軸承(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)動的主動追日系統(tǒng)，其特征在于， 所述轉(zhuǎn)動軸承(12)設(shè)有兩個，分別為上轉(zhuǎn)動軸承和下轉(zhuǎn)動軸承。
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)動的主動追日系統(tǒng)，其特征在于， 所述上轉(zhuǎn)動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)動的主動追日系統(tǒng)，其特征在于， 所述下支撐柱(11)通過結(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任意一項所述的用于光伏發(fā)電的基于液位驅(qū)動的主動追日系統(tǒng)，其特征在于， 所述主動齒輪(6)的齒輪數(shù)是從動齒輪(7)的齒輪數(shù)的兩倍。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6任意一項所述的用于光伏發(fā)電的基于液位驅(qū)動的主動追日系統(tǒng)，其特征在于， 所述雙向可控閥(14)具體采用的是水泵。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于光伏發(fā)電的基于液位驅(qū)動的主動追日系統(tǒng)，包括太陽能光伏組件、支架、傳動機構(gòu)、兩個液體箱和控制系統(tǒng)；支架包括用于安裝太陽能光伏組件的平臺支撐架、下支撐柱和與平臺支撐架活動連接的上支撐柱；傳動機構(gòu)包括從動齒輪、主動齒輪、大滑輪、至少兩個小滑輪、第一轉(zhuǎn)動軸及第二轉(zhuǎn)動軸和繞過小滑輪及大滑輪的繩索；從動齒輪安裝在第一轉(zhuǎn)動軸上，主動齒輪和大滑輪安裝在第二轉(zhuǎn)動軸上，主動齒輪與從動齒輪咬合；控制系統(tǒng)包括安裝在每個液體箱內(nèi)部的液體傳感器、接收液體傳感器輸出信號的雙向閥控制器和接收雙向閥控制器輸出信號的雙向可控閥；兩個液體箱之間通過帶有雙向可控閥的皮管相連接。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，成本低，機械磨損小。
文檔編號H02N6/00GK103064428SQ20121051647
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月5日
發(fā)明者湯奕, 任鵬, 高丙團, 寧佳, 魯針針 申請人:蘇州市思瑪特電力科技有限公司