一种无限反射式光伏发电装置
文献发布时间:2024-04-18 19:58:21
技术领域
本发明涉及高效光伏发电的技术领域,尤其涉及一种无限反射式光伏发电装置。
背景技术
光伏发电中一般通过增加减反膜和设置复杂的陷光结构的方式来减少阳光的反射损失提高发电效率,但是实际的光伏发电中仍然有很大一部分阳光白白反射掉了,即便是目前顶尖的技术,通过实验检测发现仍有12.8%的阳光反射掉了,如果避免了反射损失,光伏发电的效率将至少提高10%。另外,硅片很薄,本身性能很脆,安装时需要外露接受阳光,很难做出很好的保护,在雨雪风霜冰雹的长期侵袭下很容易损坏,硅片表面落灰后会大大降低光伏转化效率,而且不好清理,安装维护不便。
发明内容
针对上述产生的光伏发电中反射损失较高、保护性差、难以清洁维护的问题,本发明的目的在于提供一种无限反射式光伏发电装置,反射光从狭缝逃逸的机率小于1%,完美避免了光伏发电中阳光的反射损失,同时采用内藏式结构,脆弱的硅晶层被保护在狭缝钢管中并密封起来,由外露的直线型菲涅尔透镜接收阳光,可实现自清洗,并且安装维护方便。
为了实现上述目的,本发明采取的技术方案为:
一种无限反射式光伏发电装置,其中,包括:光伏发电单元1和两自由度回转平台,多个所述光伏发电单元1均安装在所述两自由度回转平台上,多个所述光伏发电单元1等间距阵列设置,多个所述光伏发电单元1方向一致且均朝向阳光;还包括:两自由度阳光跟踪传感器12和第一步进电机14,所述两自由度阳光跟踪传感器12和第一步进电机14均安装在所述两自由度回转平台上,所述两自由度阳光跟踪传感器12用于检测阳光的照射方向,所述第一步进电机14用于驱动多个所述光伏发电单元1朝向阳光;
所述光伏发电单元1包括:直线型菲涅尔透镜101、狭缝钢管102、耐高温绝缘层103、端板106和侧板107,所述端板106上设有与直线型菲涅尔透镜101相匹配的第一条形槽1061和与狭缝钢管102相匹配的环形槽1062,所述侧板107上设有与直线型菲涅尔透镜101相匹配的第二条形槽1071,直线型菲涅尔透镜101的前、后两侧的侧边分别插入一个端板106的第一条形槽1061内,直线型菲涅尔透镜101的左、右两侧的侧边分别插入一个侧板107的第二条形槽1071内,通过两个端板106和两个侧板107组成壳体结构,狭缝钢管102上开设有便与光线通入的直线形狭缝,所述狭缝钢管102安装在所述壳体结构内,狭缝钢管102的前、后两端分别插入一个端板106的环形槽1062内,狭缝钢管102的直线形狭缝朝向所述直线型菲涅尔透镜101,狭缝钢管102的内表面设有一层耐高温绝缘层103,耐高温绝缘层103的内表面铺设有硅晶层,所述硅晶层包括:排列设置的多个所述P型晶体硅104和多个所述N型硅晶体105,任意相邻的两个所述P型晶体硅104之间设有一个所述N型硅晶体105。
上述的无限反射式光伏发电装置,其中,所述两自由度回转平台包括:支架2、旋转平台3、支座4、第二步进电机13和转轴8,所述支座4安装在支架2的顶部,所述第二步进电机13安装在所述支座4上,所述旋转平台3通过所述转轴8安装在所述支座4上,所述第二步进电机13用于驱动所述转轴8转动进而带动所述旋转平台3在水平方向转动。
上述的无限反射式光伏发电装置,其中,所述两自由度回转平台还包括:安装板5、俯仰伸缩杆6和步进电机安装座9,所述两自由度阳光跟踪传感器12安装在安装板5的顶边上,安装板5的底边和旋转平台3的一侧边转动连接,旋转平台3的另一侧边和步进电机安装座9转动连接,所述第一步进电机14安装在所述步进电机安装座9上,所述俯仰伸缩杆6安装在所述第一步进电机14上,所述第一步进电机14用于驱动俯仰伸缩杆6沿其轴线移动,俯仰伸缩杆6的端部和安装板5的底面中部转动连接,所述第一步进电机14用于调节安装板5与旋转平台3之间的夹角角度。
上述的无限反射式光伏发电装置,其中,所述两自由度回转平台还包括:旋转平台轴7,所述旋转平台3和所述步进电机安装座9通过所述旋转平台轴7转动连接。
上述的无限反射式光伏发电装置,其中,所述两自由度回转平台还包括:小支座10和小支座轴11,所述小支座10安装在旋转平台3的一侧边,安装板5的底边和所述小支座10通过所述小支座轴11转动连接。
一种无限反射式光伏发电装置,其中,包括:光伏发电单元1和百叶窗式回转平台,多个所述光伏发电单元1均安装在所述百叶窗式回转平台上,多个所述光伏发电单元1等间距阵列设置,多个所述光伏发电单元1方向一致且均朝向阳光;还包括:两自由度阳光跟踪传感器12和电机驱动装置,所述两自由度阳光跟踪传感器12和电机驱动装置均安装在所述百叶窗式回转平台上,所述两自由度阳光跟踪传感器12用于检测阳光的照射方向,电机驱动装置用于驱动多个所述光伏发电单元1朝向阳光;
所述光伏发电单元1包括:直线型菲涅尔透镜101、狭缝钢管102、耐高温绝缘层103、端板106和侧板107,所述端板106上设有与直线型菲涅尔透镜101相匹配的第一条形槽1061和与狭缝钢管102相匹配的环形槽1062,所述侧板107上设有与直线型菲涅尔透镜101相匹配的第二条形槽1071,直线型菲涅尔透镜101的前、后两侧的侧边分别插入一个端板106的第一条形槽1061内,直线型菲涅尔透镜101的左、右两侧的侧边分别插入一个侧板107的第二条形槽1071内,通过两个端板106和两个侧板107组成壳体结构,狭缝钢管(102)上开设有便与光线通入的直线形狭缝,所述狭缝钢管102安装在所述壳体结构内,狭缝钢管102的前、后两端分别插入一个端板106的环形槽1062内,狭缝钢管102的直线形狭缝朝向所述直线型菲涅尔透镜101,狭缝钢管102的内表面设有一层耐高温绝缘层103,耐高温绝缘层103的内表面铺设有硅晶层,所述硅晶层包括:排列设置的多个所述P型晶体硅104和多个所述N型硅晶体105,任意相邻的两个所述P型晶体硅104之间设有一个所述N型硅晶体105。
上述的无限反射式光伏发电装置,其中,所述百叶窗式回转平台包括:安装支架22、俯仰支架23、摆动支架24、十字孔座28和十字铰接支架29,每一个光伏发电单元1上安装有一个所述十字孔座28和一个所述十字铰接支架29,所述光伏发电单元1和十字孔座28的一端转动连接,所述摆动支架24和十字孔座28的另一端转动连接,所述安装支架22和所述俯仰支架23分别与所述十字铰接支架29的一个连接杆转动连接。
上述的无限反射式光伏发电装置,其中,所述电机驱动装置包括:第三步进电机43、第四步进电机44、俯仰电机伸缩杆25、摆动电机伸缩杆26、步进电机安装座9和导向结构35,所述俯仰支架23上安装有两个所述步进电机安装座9,所述第三步进电机43和所述第四步进电机44分别安装在一个所述步进电机安装座9上,俯仰电机伸缩杆25安装在第三步进电机43上,所述第三步进电机43用于驱动俯仰电机伸缩杆25沿其轴线方向移动,俯仰电机伸缩杆25的端部和所述安装支架22转动连接,用于安装所述第三步进电机43的所述步进电机安装座9与所述俯仰支架23转动连接,摆动电机伸缩杆26安装在第四步进电机44上,所述第四步进电机44用于驱动摆动电机伸缩杆26沿其轴线方向移动,导向结构35包括:导向底座和摆杆,导向底座安装在摆动支架24上,摆杆的一端和导向底座转动连接,摆杆的另一端和摆动电机伸缩杆26的端部转动连接;当所述百叶窗式回转平台竖直布置时,所述第三步进电机43用于驱动俯仰支架23靠近或远离所述安装支架22以调节多个所述光伏发电单元1的俯仰角度,所述第四步进电机44用于驱动摆动支架24相对于俯仰支架23进行左、右移动以调节多个所述光伏发电单元1的摆动角度。
上述的无限反射式光伏发电装置,其中,所述百叶窗式回转平台还包括:阳光跟踪传感器安装架36,所述阳光跟踪传感器安装架36安装在任一个光伏发电单元1上,所述两自由度阳光跟踪传感器12安装在所述阳光跟踪传感器安装架36上。
上述的无限反射式光伏发电装置,其中,所述百叶窗式回转平台还包括:小支座10和小支座轴11,安装支架22上安装有小支座10,俯仰电机伸缩杆25的端部和所述小支座10通过一个所述小支座轴11转动连接,所述摆动电机伸缩杆26的端部和摆杆的另一端通过另一个所述小支座轴11转动连接。
本发明由于采用了上述技术,使之与现有技术相比具有的积极效果是:
(1)本发明中,本发明有效地避免了光伏发电中的反射损失,光伏发电的效率将至少提高10%;
(2)本发明中,本发明避免了在硅片上加工复杂的陷光结构,阳光在狭缝钢管中的每一次反射均通过光伏效应进行光能和电能的转化,从而降低了硅晶体的制造成本;
(3)本发明中,本发明采用内藏式结构,脆弱的硅晶层被保护在狭缝钢管中并密封起来,不需要清洗和维护,由外露的直线型菲涅尔透镜接收阳光,直线型菲涅尔透镜一般由亚克力材质制造,可以承受一定的冲击,在雨水的冲刷下可实现自清洗,即便损坏也容易更换,安装维护方便;
(4)本发明中,本发明的应用场所较广,采用两自由度回转平台的方式,占用空间大,但是受光面积大,输出功率高,可安装在荒野、山丘、屋顶等较为空旷的地方,采用百叶窗式回转平台的方式,受光面积小,但是机构紧凑,可以安装在建筑物墙面、屋顶等处。
附图说明
图1是本发明的一种无限反射式光伏发电装置的光伏发电单元的结构示意图;
图2是光伏发电单元的剖面图;
图3是图2的局部放大图;
图4是光伏发电单元的的端板的结构示意图;
图5是光伏发电单元的的侧板的结构示意图;
图6是多个光伏发电单元安装在两自由度回转平台的侧视图;
图7是多个光伏发电单元安装在两自由度回转平台的正视图;
图8是多个光伏发电单元安装在两自由度回转平台的结构示意图;
图9是多个光伏发电单元安装在百叶窗式回转平台的正视图;
图10是多个光伏发电单元安装在百叶窗式回转平台的侧视图;
图11是多个光伏发电单元安装在百叶窗式回转平台的结构示意图;
图12是十字孔座的结构示意图;
图13是十字铰接支架的结构示意图;
图14是支座的结构示意图;
图15是转轴的结构示意图;
图16是图11的第一实施例图;
图17是图11的第二实施例图;
图18是图8的第一实施例图;
图19是图8的第二实施例图。
附图中:1、光伏发电单元;101、直线型菲涅尔透镜;102、狭缝钢管;103、耐高温绝缘层;104、P型晶体硅;105、N型硅晶体;106、端板;1061、第一条形槽;1062、环形槽;107、侧板;1071、第二条形槽;108、沉头螺钉;2、支架;3、旋转平台;4、支座;5、安装板;6、俯仰伸缩杆;7、旋转平台轴;8、转轴;9、步进电机安装座;10、小支座;11、小支座轴;12、两自由度阳光跟踪传感器;13、第二步进电机;14、第一步进电机;22、安装支架;23、俯仰支架;24、摆动支架;25、俯仰电机伸缩杆;26、摆动电机伸缩杆;28、十字孔座;29、十字铰接支架;35、导向结构;36、阳光跟踪传感器安装架;43、第三步进电机;44、第四步进电机。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明,但不作为本发明的限定。
请参照图1至图8、图14、图15、图18和图19所示,示出了一种无限反射式光伏发电装置,其中,包括:光伏发电单元1和两自由度回转平台,多个光伏发电单元1均安装在两自由度回转平台上,多个光伏发电单元1等间距阵列设置,多个光伏发电单元1方向一致且均朝向阳光;还包括:两自由度阳光跟踪传感器12和第一步进电机14,两自由度阳光跟踪传感器12和第一步进电机14均安装在两自由度回转平台上,两自由度阳光跟踪传感器12用于检测阳光的照射方向,第一步进电机14用于驱动多个光伏发电单元1朝向阳光;
光伏发电单元1包括:直线型菲涅尔透镜101、狭缝钢管102、耐高温绝缘层103、端板106和侧板107,端板106上设有与直线型菲涅尔透镜101相匹配的第一条形槽1061和与狭缝钢管102相匹配的环形槽1062,侧板107上设有与直线型菲涅尔透镜101相匹配的第二条形槽1071,直线型菲涅尔透镜101的前、后两侧的侧边分别插入一个端板106的第一条形槽1061内,直线型菲涅尔透镜101的左、右两侧的侧边分别插入一个侧板107的第二条形槽1071内,通过两个端板106和两个侧板107组成壳体结构,狭缝钢管102安装在壳体结构内,狭缝钢管102的前、后两端分别插入一个端板106的环形槽1062内,狭缝钢管102的缝隙朝向直线型菲涅尔透镜101,狭缝钢管102的内表面设有一层耐高温绝缘层103,耐高温绝缘层103的内表面铺设有硅晶层,硅晶层包括:排列设置的多个P型晶体硅104和多个N型硅晶体105,任意相邻的两个P型晶体硅104之间设有一个N型硅晶体105。
进一步,在一种较佳实施例中,两自由度回转平台包括:支架2、旋转平台3、支座4、第二步进电机13和转轴8,支座4安装在支架2的顶部,第二步进电机13安装在支座4上,旋转平台3通过转轴8安装在支座4上,第二步进电机13用于驱动转轴8转动进而带动旋转平台3在水平方向转动。
进一步,在一种较佳实施例中,两自由度回转平台还包括:安装板5、俯仰伸缩杆6和步进电机安装座9,两自由度阳光跟踪传感器12安装在安装板5的顶边上,安装板5的底边和旋转平台3的一侧边转动连接,旋转平台3的另一侧边和步进电机安装座9转动连接,第一步进电机14安装在步进电机安装座9上,俯仰伸缩杆6安装在第一步进电机14上,第一步进电机14用于驱动俯仰伸缩杆6沿其轴线移动,俯仰伸缩杆6的端部和安装板5的底面中部转动连接,第一步进电机14用于调节安装板5与旋转平台3之间的夹角角度。
进一步,在一种较佳实施例中,两自由度回转平台还包括:旋转平台轴7,旋转平台3和步进电机安装座9通过旋转平台轴7转动连接。
进一步,在一种较佳实施例中,两自由度回转平台还包括:小支座10和小支座轴11,小支座10安装在旋转平台3的一侧边,安装板5的底边和小支座10通过小支座轴11转动连接。
请参照图1至图5、图9至图13、图16和图17所示,示出了一种无限反射式光伏发电装置,其中,包括:光伏发电单元1和百叶窗式回转平台,多个光伏发电单元1均安装在百叶窗式回转平台上,多个光伏发电单元1等间距阵列设置,多个光伏发电单元1方向一致且均朝向阳光;还包括:两自由度阳光跟踪传感器12和电机驱动装置,两自由度阳光跟踪传感器12和电机驱动装置均安装在百叶窗式回转平台上,两自由度阳光跟踪传感器12用于检测阳光的照射方向,电机驱动装置用于驱动多个光伏发电单元1朝向阳光;
光伏发电单元1包括:直线型菲涅尔透镜101、狭缝钢管102、耐高温绝缘层103、端板106和侧板107,端板106上设有与直线型菲涅尔透镜101相匹配的第一条形槽1061和与狭缝钢管102相匹配的环形槽1062,侧板107上设有与直线型菲涅尔透镜101相匹配的第二条形槽1071,直线型菲涅尔透镜101的前、后两侧的侧边分别插入一个端板106的第一条形槽1061内,直线型菲涅尔透镜101的左、右两侧的侧边分别插入一个侧板107的第二条形槽1071内,通过两个端板106和两个侧板107组成壳体结构,狭缝钢管102安装在壳体结构内,狭缝钢管102的前、后两端分别插入一个端板106的环形槽1062内,狭缝钢管102的缝隙朝向直线型菲涅尔透镜101,狭缝钢管102的内表面设有一层耐高温绝缘层103,耐高温绝缘层103的内表面铺设有硅晶层,硅晶层包括:排列设置的多个P型晶体硅104和多个N型硅晶体105,任意相邻的两个P型晶体硅104之间设有一个N型硅晶体105。
进一步,在一种较佳实施例中,百叶窗式回转平台包括:安装支架22、俯仰支架23、摆动支架24、十字孔座28和十字铰接支架29,每一个光伏发电单元1上安装有一个十字孔座28和一个十字铰接支架29,光伏发电单元1和十字孔座28的一端转动连接,摆动支架24和十字孔座28的另一端转动连接,安装支架22和俯仰支架23分别与十字铰接支架29的一个连接杆转动连接。
进一步,在一种较佳实施例中,电机驱动装置包括:第三步进电机43、第四步进电机44、俯仰电机伸缩杆25、摆动电机伸缩杆26、步进电机安装座9和导向结构35,俯仰支架23上安装有两个步进电机安装座9,第三步进电机43和第四步进电机44分别安装在一个步进电机安装座9上,俯仰电机伸缩杆25安装在第三步进电机43上,第三步进电机43用于驱动俯仰电机伸缩杆25沿其轴线方向移动,俯仰电机伸缩杆25的端部和安装支架22转动连接,用于安装第三步进电机43的步进电机安装座9与俯仰支架23转动连接,摆动电机伸缩杆26安装在第四步进电机44上,第四步进电机44用于驱动摆动电机伸缩杆26沿其轴线方向移动,导向结构35包括:导向底座和摆杆,导向底座安装在摆动支架24上,摆杆的一端和导向底座转动连接,摆杆的另一端和摆动电机伸缩杆26的端部转动连接;当百叶窗式回转平台竖直布置时,第三步进电机43用于驱动俯仰支架23靠近或远离安装支架22以调节多个光伏发电单元1的俯仰角度,第四步进电机44用于驱动摆动支架24相对于俯仰支架23进行左、右移动以调节多个光伏发电单元1的摆动角度。
进一步,在一种较佳实施例中,百叶窗式回转平台还包括:阳光跟踪传感器安装架36,阳光跟踪传感器安装架36安装在任一个光伏发电单元1上,两自由度阳光跟踪传感器12安装在阳光跟踪传感器安装架36上。
进一步,在一种较佳实施例中,百叶窗式回转平台还包括:小支座10和小支座轴11,安装支架22上安装有小支座10,俯仰电机伸缩杆25的端部和小支座10通过一个小支座轴11转动连接,摆动电机伸缩杆26的端部和摆杆的另一端通过另一个小支座轴11转动连接。
以上仅为本发明较佳的实施例,并非因此限制本发明的实施方式及保护范围。
本发明在上述基础上还具有如下实施方式:
本发明的进一步实施例中,每一个光伏发电单元1中,通过两个端板106和两个侧板107组成壳体结构,端板106和侧板107之间采用多个沉头螺钉108连接。
本发明的进一步实施例中,第一步进电机14、第三步进电机43和第四步进电机44均为贯通式86步进电机,第二步进电机13为57中空步进电机。
本发明的进一步实施例中,数十个光伏发电单元1安装在两自由度回转平台,第二步进电机13通过开口销安装在支座4上,小支座10和安装板5通过多个螺母连接固定,安装板5的底部安装有小支座10,位于旋转平台3上的小支座10和安装板5底部的小支座10通过小支座轴11转动连接,安装板5的底部和小支座10通过多个螺钉连接,第一步进电机14和步进电机安装座9通过多个螺钉连接。
本发明的进一步实施例中,数十个光伏发电单元1安装在百叶窗式回转平台,导向结构35包括:导向底座和摆杆,摆杆和摆动电机伸缩杆26的端部通过小连杆转动连接,且连接处设有轴用弹性挡圈并用螺钉限位避免小连杆滑脱,十字铰接支架29与光伏发电单元1的连接处设有轴用弹性挡圈,十字铰接支架29与光伏发电单元1转动连接,安装支架22和俯仰支架23分别与十字铰接支架29的一个连接杆通过小光轴转动连接,导向底座和摆杆通过导向轴转动连接。
本发明的进一步实施例中,数十个光伏发电单元1安装在百叶窗式回转平台,两自由度阳光跟踪传感器12和阳光跟踪传感器安装架36通过多个螺钉连接,阳光跟踪传感器安装架36和光伏发电单元1通过多个螺钉连接,第三步进电机43和第四步进电机44分别与一个步进电机安装座9通过多个螺钉连接,十字孔座28和光伏发电单元1通过转轴转动连接,十字孔座28内安装有螺钉以便于对该转轴限位,避免转轴滑脱,导向底座和摆杆通过转轴转动连接,该转轴通过螺钉锁固,避免滑脱。
本发明的进一步实施例中,本发明采用集成式结构,由数十个光伏发电单元1通过两自由度回转平台或者百叶窗式回转平台集成到一起构成。两自由度回转平台或者百叶窗式回转平台用于确保数十个光伏发电单元1朝向一致并正对着阳光。
本发明的进一步实施例中,光伏发电单元1由直线型菲涅尔透镜101、狭缝钢管102、耐高温绝缘层103、硅晶层、侧板107、端板106等构成,狭缝钢管102狭缝钢管102上开有一个直线形狭缝,狭缝钢管102内壁涂有耐高温绝缘层103,耐高温绝缘层103外侧是实现光伏转化的硅晶层,硅晶层由P型晶体硅104和N型硅晶体105交叠排列构成。
本发明的进一步实施例中,阳光从垂直角度照射直线型菲涅尔透镜101,经汇聚后通过狭缝钢管102上的直线形狭缝射入狭缝钢管102中,在狭缝钢管102中经过多次反射,因为狭缝的宽度远小于狭缝钢管102的周长,反射光从狭缝逃逸的机率小于1%,每一次反射均通过光伏效应进行光能和电能的转化,从而大幅减少了发射损失,提高了转化效率。
本发明的进一步实施例中,本发明有效地避免了光伏发电中的反射损失,光伏发电的效率将至少提高10%。
本发明的进一步实施例中,本发明避免了在硅片上加工复杂的陷光结构,阳光在狭缝钢管102中的每一次反射均通过光伏效应进行光能和电能的转化,从而降低了硅晶体的制造成本。
本发明的进一步实施例中,本发明采用内藏式结构,脆弱的硅晶层被保护在狭缝钢管102中并密封起来,不需要清洗和维护,由外露的直线型菲涅尔透镜101接收阳光,直线型菲涅尔透镜101一般由亚克力材质制造,可以承受一定的冲击,在雨水的冲刷下可实现自清洗,即便损坏也容易更换,安装维护方便。
本发明的进一步实施例中,本发明的应用场所较广,采用两自由度回转平台的方式,占用空间大,但是受光面积大,输出功率高,可安装在荒野、山丘、屋顶等较为空旷的地方,采用百叶窗式回转平台的方式,受光面积小,但是机构紧凑,可以安装在建筑物墙面、屋顶等处。
本发明的进一步实施例中,光伏发电单元1包括:阳光直射直线型菲涅尔透镜101,直线型菲涅尔透镜101表面有一层减反膜,进一步减少阳光的反射损失。狭缝钢管102可由金属材料制造,考虑到硅晶层和狭缝钢管102之间需要绝缘,硅晶层在制造过程中需要高温,在狭缝钢管102内壁和硅晶层之间增加了一层耐高温绝缘层103,耐高温绝缘层103可以通过涂敷的方式来加工。狭缝钢管102上开有一个直线形狭缝,狭缝刚好处于直线型菲涅尔透镜101的焦点位置。狭缝钢管102内壁为P型晶体硅104和N型硅晶体105交叠排列的硅晶层。阳光经直线型菲涅尔透镜101汇聚后以棱锥形状射入狭缝钢管102中,在硅晶层表面通过光伏效应将光能转化为电能,因为狭缝钢管102内壁为圆柱面,被硅晶层表面反射的阳光在新的位置再次照射硅晶层,再次通过光伏效应将光能转化为电能,以此反复,直至能量衰减消失,因为狭缝的宽度远小于狭缝钢管102内壁的周长,反射光从狭缝逃逸的机率小于1%,从而有效避免了光伏发电中的反射损失。
本发明的进一步实施例中,一个直线型菲涅尔透镜101、一个狭缝钢管102、两个端板106和两个侧板107组成个密闭的腔体,有效防止了灰尘的进入,同时脆弱的硅晶层附着在狭缝钢管102的内壁上,被很好地保护起来,不会受到直接的冲击,因此,硅晶层可以做到免维护。直线型菲涅尔透镜101由亚克力材质制造,可以承受一定的冲击,在雨水的冲刷下可实现自清洗,即便损坏也容易更换。
本发明的进一步实施例中,两自由度回转平台系统包括:由光伏发电单元1、支架2、第二步进电机13、旋转平台3、支座4、第一步进电机14、俯仰伸缩杆6、两自由度阳光跟踪传感器12等组成。几十个光伏发电单元1排列成方阵固定安装在安装板5上,两自由度阳光跟踪传感器12安装在安装板5的顶端,两自由度阳光跟踪传感器12与直线型菲涅尔透镜101平面保持一致。
本发明的进一步实施例中,太阳升起,系统启动,旋转平台3位于初始方位并大致正对着阳光。由两自由度阳光跟踪传感器12检测到方位偏差信息并传给单片机,由单片机计算出所需修正的俯仰角和摆动角,第一步进电机14接收到单片机的修正指令,驱动俯仰伸缩杆6伸缩相应的距离,将俯仰角调整正确,第二步进电机13接收到单片机的修正指令,驱动旋转平台3转过相应的角度,将摆动角调整正确,从而使光伏发电单元1正对着阳光。光伏发电单元1开始工作。因俯仰角每年调整的角度范围约为±23.5°,摆动角每半天的调整范围最大为±90°,系统矫正完成后,可以关闭第一步进电机14,而第二步进电机13按照360°/天的速度旋转并每隔半小时修正一次。在太阳落山时,摆动角度接近极限位置,光伏发电单元1也接收不到足够的阳光,此时第二步进电机13反转180°,系统复位。
本发明的进一步实施例中,百叶窗式回转平台系统包括:由安装支架22、俯仰支架23、摆动支架24、十字铰接支架29、光伏发电单元1、十字孔座28、第四步进电机44、第三步进电机43、摆动电机伸缩杆26、俯仰电机伸缩杆25、两自由度阳光跟踪传感器12等组成。
本发明的进一步实施例中,安装支架22通过膨胀螺栓固定在墙体上,光伏发电单元1和摆动支架24通过十字孔座28铰接,光伏发电单元1和俯仰支架23通过十字铰接支架29铰接,光伏发电单元1和安装支架22通过十字铰接支架29铰接,十字孔座28的一端和光伏发电单元1转动连接,十字孔座28的另一端和摆动支架24转动连接,通过调节俯仰支架23与摆动支架24间相对地左、右位移,可实现多个光伏发电单元1的同步摆动,通过调节安装支架22与俯仰支架23间的间距,可实现多个光伏发电单元1的同步俯仰,几十个光伏发电单元1排列成方阵,并保持一致的方位,随着俯仰支架23和摆动支架24的运动同步旋转。
本发明的进一步实施例中,几十个光伏发电单元1排列成方阵,并保持一致的方位,随着俯仰支架23和摆动支架24的运动同步旋转。
本发明的进一步实施例中,第三步进电机43动作,俯仰电机伸缩杆25伸缩,带动俯仰支架23平动,俯仰支架23驱动十字铰接支架29同步旋转,实现几十个光伏发电单元1的同步俯仰动作。
本发明的进一步实施例中,第四步进电机44动作,摆动电机伸缩杆26伸缩,带动摆动支架24平动,摆动支架24通过十字孔座28驱动几十个光伏发电单元1同步摆动。
本发明的进一步实施例中,太阳升起,系统启动,摆动支架24位于初始位置,几十个光伏发电单元1的方位一致并大致正对着阳光。由两自由度阳光跟踪传感器12检测到方位偏差信息并传给单片机,由单片机计算出所需修正的俯仰角和摆动角,进而计算出俯仰电机伸缩杆25和摆动电机伸缩杆26的伸缩量。第三步进电机43接收到单片机的修正指令,驱动俯仰电机伸缩杆25伸缩相应的距离,第四步进电机44接收到单片机的修正指令,驱动摆动电机伸缩杆26伸缩相应的距离,从而调整好摆动支架24的位置,使几十个光伏发电单元1同步正对着阳光。光伏发电单元1开始工作。因俯仰角每年调整的角度范围约为±23.5°,摆动角每半天的调整范围最大为±90°,系统矫正完成后,可以关闭第三步进电机43,而第四步进电机44按照360°/天的速度旋转并每隔半小时修正一次。在太阳落山时,摆动角度接近极限位置,光伏发电单元1也接收不到足够的阳光,此时第四步进电机44反转180°,系统复位。
本发明的进一步实施例中,参见图1至3及图6至8所示为一种无限反射式光伏发电装置,图中多个光伏发电单元1安装在两自由度回转平台上,两自由度回转平台顶部安装有两自由度阳光跟踪传感器12,通过两自由度阳光跟踪传感器12采集阳光的照射方向,两自由度阳光跟踪传感器12和多个光伏发电单元1的朝向相同,均安装在安装板5上,安装板5转动安装在旋转平台3,第二步进电机13驱动旋转平台3在水平方向转动以实现多个光伏发电单元1的同步摆动,第一步进电机14驱动安装板5相对于旋转平台3发生转动,改变安装板5与旋转平台3之间的夹角大小以实现多个光伏发电单元1的同步俯仰,通过第一步进电机14和第二步进电机13以保证多个光伏发电单元1均朝向阳光。
本发明的进一步实施例中,参见图1至3及图9至图11所示为一种无限反射式光伏发电装置,图中多个光伏发电单元1安装在百叶窗式回转平台上,百叶窗式回转平台上的某一光伏发电单元1上安装有两自由度阳光跟踪传感器12,通过两自由度阳光跟踪传感器12采集阳光的照射方向,两自由度阳光跟踪传感器12和多个光伏发电单元1的朝向相同,第三步进电机43驱动摆动支架24靠近或远离安装支架22以实现多个光伏发电单元1的同步俯仰,第四步进电机44驱动俯仰支架23相对于安装支架22左、右摆动以实现多个光伏发电单元1的同步摆动,通过第三步进电机43和第四步进电机44以保证多个光伏发电单元1均朝向阳光。
本发明的进一步实施例中,参见图18所示,图中多个光伏发电单元1安装在两自由度回转平台上,多个光伏发电单元1处于躺倒的状态,该状态主要运用于赤道附近区域。
本发明的进一步实施例中,参见图6至8所示的无限反射式光伏发电装置,图中多个光伏发电单元1安装在两自由度回转平台上,在哈尔滨,多个光伏发电单元1的全年俯仰角变化范围大概是21.5—68.5度。
以上仅为本发明较佳的实施例,并非因此限制本发明的实施方式及保护范围,对于本领域技术人员而言,应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案,均应当包含在本发明的保护范围内。
- 一种清洁太阳能光伏发电板的装置
- 一种光伏-风力-雨水发电一体化装置
- 一种反射式太阳能光伏发电增效装置
- 一种反射式太阳能光伏发电装置