太陽能發(fā)電裝置的制造方法
【專利說明】太陽能發(fā)電裝置 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及太陽能發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種太陽能發(fā)電裝置。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 石油、煤炭等傳統(tǒng)能源的大量消耗以及其儲(chǔ)存量有限，并且對環(huán)境存在著嚴(yán)重污 染等缺點(diǎn)，使得風(fēng)能、太陽能等清潔能源越來越受到人們的重視，特別是太陽能受地域限制 較少，并且能源豐富，越來越成為研究的熱點(diǎn)和重點(diǎn)。太陽能發(fā)電技術(shù)不同于利用從太陽發(fā) 出的輻射熱能地太陽熱生成技術(shù)。利用無限清潔能源的太陽能發(fā)電技術(shù)具有若干優(yōu)點(diǎn)，包 括：無需額外能量或驅(qū)動(dòng)源，無論其是小系統(tǒng)或者大系統(tǒng)都具有簡單的結(jié)構(gòu)。
[0003] 傳統(tǒng)太陽能發(fā)電裝置的可再生能源利用效率低，太陽能發(fā)電的能量（amount of energy)可能隨著日照時(shí)間而變化，另外需要大量的光伏模塊來產(chǎn)生相對大量的電力，并且 基于太陽能技術(shù)生成的電力與市電（commercial power)相比更昂貴。此外，首先獲得的是 直流電力。光伏模塊分類為：跟蹤型，以電力驅(qū)動(dòng)方式或者通過設(shè)備操縱來跟蹤太陽，以允 許直射的陽光始終沿直射方向進(jìn)入光伏模塊的前表面，以使發(fā)電效率最大；半固定型，可按 照季節(jié)或者月份在位置上垂直地調(diào)節(jié)光伏模塊；以及固定型，不管相對于太陽的高度而固 定光伏模塊的位置。
[0004] 傳統(tǒng)的太陽能聚光器利用拋物面將太陽能經(jīng)過拋物鏡面反射，然后使太陽光聚集 在拋物面的球心位置，該位置的太陽能不斷增加，人們通?？梢岳镁奂谶@點(diǎn)太陽能進(jìn) 行加熱操作，通過這樣的設(shè)備可以想到這樣一個(gè)思路：如果將該聚光器拋物鏡面改裝成太 陽能電池，制作成拋物面型的太陽能發(fā)電設(shè)備，可以對太陽光進(jìn)行吸收發(fā)電，但是，經(jīng)過分 析會(huì)發(fā)現(xiàn)，如果我們想要達(dá)到對太陽光二次或者多次吸收，這樣的設(shè)計(jì)是不合理的，因?yàn)楦?據(jù)太陽能聚光器的原理，如果太陽光經(jīng)過該拋物面設(shè)備反射后依然會(huì)聚集在球心位置，此 處的能量會(huì)越來越高，不可能什么樣的光電轉(zhuǎn)換設(shè)備能夠承受這樣的溫度，所以想要再次 吸收反射后的太陽能就必須將反射后的太陽能分散開來。 【【實(shí)用新型內(nèi)容】】
[0005] 本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種太陽能發(fā)電裝置，該 裝置能夠?qū)μ柲苓M(jìn)行多次吸收利用，并能夠調(diào)整太陽能發(fā)電裝置的位置。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：
[0007] -種太陽能發(fā)電裝置，包括太陽能吸收裝置和位置調(diào)節(jié)裝置；其中，
[0008] 所述的太陽能吸收裝置包括表面均覆蓋太陽能薄膜電池材料的太陽能吸收曲面 裝置和太陽能吸收桿狀裝置；所述的太陽能吸收曲面裝置通過固定支架設(shè)置在固定平臺(tái) 上，固定平臺(tái)通過支撐桿與底座連接，支撐桿與固定平臺(tái)一端鉸接；所述的太陽能吸收桿狀 裝置設(shè)置在太陽能吸收曲面裝置的中心線上；所述的太陽能吸收曲面裝置為圓錐形結(jié)構(gòu)， 太陽能吸收桿狀裝置一端固定在太陽能吸收曲面裝置的中心，另一端伸出太陽能吸收曲面 裝置。
[0009] 所述的位置調(diào)節(jié)裝置包括驅(qū)動(dòng)太陽能吸收裝置調(diào)節(jié)傾斜角度的齒輪機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng) 太陽能吸收裝置轉(zhuǎn)動(dòng)的凸輪搖桿機(jī)構(gòu)。
[0010] 所述的齒輪機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)、設(shè)置在旋轉(zhuǎn)電機(jī)輸出軸上的第二螺旋傘齒輪和設(shè) 置在支撐桿底部上的第一螺旋傘齒輪，第一螺旋傘齒輪和第二螺旋傘齒輪相嚙合。
[0011] 所述的凸輪搖桿機(jī)構(gòu)包括升降電機(jī)、設(shè)置在升降電機(jī)的輸出軸上的凸輪、連接凸 輪與固定平臺(tái)的多個(gè)連桿和多個(gè)連桿連接用的萬向鉸鏈；凸輪搖桿機(jī)構(gòu)的一連桿與固定平 臺(tái)一端連接。
[0012] 所述的連桿為三個(gè)，萬向鉸鏈為兩個(gè)，三個(gè)連桿通過兩個(gè)萬向鉸鏈連接成搖桿機(jī) 構(gòu)，搖桿機(jī)構(gòu)再與凸輪連接形成凸輪搖桿機(jī)構(gòu)。
[0013] 所述的太陽能吸收曲面裝置的圓錐形母線與太陽能吸收桿狀裝置之間的夾角 θ<-^ 4
[0014] 所述的太陽能薄膜電池材料為CIGS薄膜太陽能電池材料。
[0015] 本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0016] 本實(shí)用新型的太陽能發(fā)電裝置，太陽能吸收曲面和桿狀光電轉(zhuǎn)換器可以對太陽能 進(jìn)行二次或者多次吸收利用。由于該設(shè)備是為了二次吸收太陽光，因此不僅需要高性能的 電池材料而且還要保證降低再次反射的幾率。由于此次設(shè)計(jì)的曲面形狀的特殊性，要求所 選用的太陽能電池材料具有一定的柔軟度。
[0017] 進(jìn)一步，曲面是由一個(gè)個(gè)同心圓累積而成，反射后的太陽能經(jīng)過該曲面后會(huì)聚集 成一個(gè)線狀，這個(gè)線狀正好由各個(gè)同心圓的圓心連接而成。桿狀光電轉(zhuǎn)換器采用高性能的 電池材料而且還要保證降低再次反射的幾率。
[0018] 進(jìn)一步可以實(shí)現(xiàn)光的多次反射，可以提高利用率，達(dá)到光照面積較好又節(jié) 約成本的效果。 【【附圖說明】】
[0019] 圖1是本實(shí)用新型的太陽能發(fā)電裝置組成示意圖。
[0020] 圖2是本實(shí)用新型的太陽能發(fā)電裝置主視圖。
[0021] 圖3是本實(shí)用新型的太陽能發(fā)電裝置左視圖。
[0022] 圖4是本實(shí)用新型的太陽能發(fā)電裝置軸測圖。
[0023] 圖5是本實(shí)用新型的太陽能發(fā)電裝置的工作流程圖。
[0024] 圖6是本實(shí)用新型的太陽能吸收曲面和桿狀光電轉(zhuǎn)化器參數(shù)設(shè)計(jì)圖。
[0025] 圖7是本實(shí)用新型的太陽能吸收曲面設(shè)計(jì)一。
[0026] 圖8是本實(shí)用新型的太陽能吸收曲面設(shè)計(jì)二。
[0027] 圖9是本實(shí)用新型的太陽能吸收曲面設(shè)計(jì)三。
[0028] 圖10是本實(shí)用新型的曲面裝置的面積S隨Θ的變化曲線。
[0029] 圖11是本實(shí)用新型的曲面裝置的高h(yuǎn)隨Θ的變化曲線。
[0030] 附圖符號說明：
[0031]
【【具體實(shí)施方式】】
[0032] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明，本實(shí)用新型不限于以下 實(shí)施例。
[0033] 如圖1所示，本實(shí)用新型一種新型太陽能發(fā)電裝置I主要包括太陽能吸收曲面裝 置1、太陽能吸收桿狀裝置2、光電信號分析系統(tǒng)13、控制系統(tǒng)14、電機(jī)控制模塊20、功耗分 析比較系統(tǒng)17以及光電傳感器3。
[0034] 電機(jī)控制模塊20主要包括升降電機(jī)6以及旋轉(zhuǎn)電機(jī)10,升降電機(jī)6的輸出軸末端 連接凸輪7,凸輪末端通過萬向鉸鏈4以及連桿5和固定平臺(tái)11相連，固定平臺(tái)11主要是 用來支撐并固定太陽能吸收曲面裝置1和太陽能吸收桿狀裝置2。
[0035] 電機(jī)控制模塊20通過驅(qū)動(dòng)位置調(diào)節(jié)裝置間接地連接太陽能多次吸收裝置（太陽 能吸收曲面裝置1和太陽能吸收桿狀裝置2)。太陽能吸收裝置在升降電機(jī)6的驅(qū)動(dòng)下改變 其俯仰角，在旋轉(zhuǎn)電機(jī)10的驅(qū)動(dòng)下使其水平轉(zhuǎn)向不同的方位，最終使太陽能發(fā)電裝置I可 以始終朝向太陽，以獲得更多的太陽能。
[0036] 如圖1所示，位置調(diào)節(jié)裝置包括驅(qū)動(dòng)太陽能吸收裝置調(diào)節(jié)傾斜角度的齒輪機(jī)構(gòu)和 驅(qū)動(dòng)太陽能吸收裝置轉(zhuǎn)動(dòng)的凸輪搖桿機(jī)構(gòu)。齒輪機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)10、設(shè)置在旋轉(zhuǎn)電機(jī)10 輸出軸上的第二螺旋傘齒輪和設(shè)置在支撐桿底部上的第一螺旋傘齒輪8,第一螺旋傘齒輪 8和第二螺旋傘齒輪相嗤合。凸輪搖桿機(jī)構(gòu)包括升降電機(jī)6、設(shè)置在升降電機(jī)6的輸出軸上 的凸輪7、連接凸輪7與固定平臺(tái)11的多個(gè)連桿5和多個(gè)連桿5連接用的萬向鉸鏈4 ;凸輪 搖桿機(jī)構(gòu)的一連桿5與固定平臺(tái)11 一端連接。連桿5為三個(gè)，萬向鉸鏈4為兩個(gè)，三個(gè)連 桿5通過兩個(gè)萬向鉸鏈4連接成搖桿機(jī)構(gòu)，搖桿機(jī)構(gòu)再與凸輪7連接形成凸輪搖桿機(jī)構(gòu)。
[0037] 本實(shí)用新型裝置的原理是對太陽光進(jìn)行多次吸收利用以達(dá)到提高太陽能的轉(zhuǎn)換 效率的目的，實(shí)現(xiàn)這種功能的結(jié)構(gòu)主要由太陽能吸收曲面裝置1和太陽能吸收桿狀裝置2 組成，如圖1中所示，太陽能吸收曲面裝置1其表面由新型薄膜太陽能材料覆蓋，當(dāng)太陽能 入射到其表面時(shí)大部分能量將會(huì)被吸收，一部分光線將會(huì)發(fā)生反射，經(jīng)反射后的光線會(huì)再 次投射到太陽能吸收桿狀裝置2的表面，其表面也有太陽能吸收材料覆蓋，照射的能量會(huì) 被其再次吸收，若還有反射將會(huì)再次投射到曲面1吸收，就這樣經(jīng)過多次反射其首次入射 的光線能量將被多次吸收利用，大大提高光電轉(zhuǎn)換效率。
[0038] 結(jié)合圖1和圖5所示，一種新型太陽能發(fā)電系統(tǒng)，光電信號分析系統(tǒng)13連接在光 電傳感器3和控制系統(tǒng)14之間。光電信號分析系統(tǒng)13將光電傳感器3接收到的信號進(jìn)行 分析，如果不是白天將系統(tǒng)中斷進(jìn)入等待狀態(tài)；如果是白天再分析是否是晴天，若為晴天， 啟動(dòng)光電檢測跟蹤模式，光電信號分析系統(tǒng)13將該模式的光電辨識信號發(fā)送到控制系統(tǒng) 14的綜合判斷單元15,得出方向信號，進(jìn)而傳輸?shù)缴涤?jì)算以及旋轉(zhuǎn)計(jì)算單元16,最后將 旋轉(zhuǎn)信號和升降信號傳輸給電機(jī)控制模塊20,升降電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊18和旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 19同時(shí)對設(shè)備進(jìn)行調(diào)