一种基于室内的太阳能光伏面板采光装置

技术领域

本发明属于太阳能光伏面板技术领域，特别涉及一种基于室内的太阳能光伏面板采光装置。

背景技术

太阳能与常规能源相比，其优点为：它是人类可以利用的最丰富的能源之一，可以就地开发利用，不存在运输问题；是一种洁净的能源，在开发利用时，不会产生废渣、废水、废气、也没有噪音，更不会影响生态平衡，绝对不会造成污染和公害。因此，太阳能在人类现在和以后的生产生活中将起到越来越重要的作用。

为了让中职高职业学院学生对太阳能光伏发电原理有更多的了解，本申请实施例提供该系统，主要用于室内实验，采用模拟光源代替太阳光，由于室内空间位置有限，模拟光源放置位置的选择过近或者过远都会导致采光效果较差，无法满足后期发电的功能，对放置位置的选择是很重要的。

发明内容

针对现有技术的不足，本申请实施例提供一种基于室内的太阳能光伏面板采光装置，解决现有技术中模拟光源放置位置的选择过近或者过远都会导致采光效果较差，无法满足后期发电的功能的技术问题。

本申请实施例提供一种基于室内的太阳能光伏面板采光装置，包括一立柱框架、一模拟光源以及光伏面板采光机构，所述立柱框架为反向L型结构，所述模拟光源被安装在一立柱框架的上端部，所述模拟光源的发光面与立柱框架上端部的夹角为α,所述模拟光源最高点与地平面的垂直距离为H，所述光伏面板采光机构为工型结构，由下到上包括依次连接的一水平框架，追踪单元、以及两太阳能光伏面板，所述追踪单元位于所述两太阳能光伏面板中心对称位置, 所述太阳能光伏面板与所述追踪单元的上端固定连接，所述太阳能光伏面板的斜面长度为L，所述太阳能光伏面板底端距离地平面的垂直距离为H1,所述太阳能光伏面板的中心位置与模拟光源的水平间距S，0

优选的，本申请实施例还公开所述太阳能光伏面板的中心位置与模拟光源的水平间距S=1/4L(1-sinα)+ 1/2 (H-H1)tanα。

优选的，本申请实施例还公开追踪单元为双轴追踪型，由下到上包括依次连接的追踪单元A轴、追踪单元B轴和照度传感器，所述追踪单元A轴驱动该追踪单元沿水平方向旋转运动，所述追踪单元B轴驱动该光伏面板采光机构沿垂直方向旋转运动，所述照度传感器用于采集模拟光源的照度值，所述照度传感器（43）与可编程逻辑控制器连接。

优选的，本申请实施例还公开所述照度传感器与编程逻辑控制器连接，被安装在所述追踪单元的顶端，且位于所述两太阳能光伏面板中心对称位置。

优选的，本申请实施例还公开所述模拟光源一侧安装有控制器，所述控制器输入端与被配置在所述立柱框架中端部的插座连接，所述控制器输出端与模拟光源的输入端连接。

本申请实施例提供的技术方案，至少具有如下显著的技术效果：

由于用于室内实验，采用模拟光源代替太阳光，当模拟光源处于A点时，此时模拟光源发出的光源未与光伏面板接触，照度传感器采集的光源为0，当模拟光源处于B点时，此时模拟光发出的光源未与光伏面板5接触，照度传感器采集的光源为0，测量该模拟光源的发光面与立柱框架1上端部的夹角α, 模拟光源最高点与地平面的垂直距离H，太阳能光伏面板的斜面长度为L，太阳能光伏面板底端距离地平面的垂直距离为H1，以两光伏面板中心对称位置为参考点，此时模拟光源应位于A与B之间即0

附图说明

图1为本申请实施例中一种基于室内的太阳能光伏面板采光装置结构示意图。

图2为本申请实施例中一种基于室内的太阳能光伏面板采光装置平角图。

其中附图标记为：1、立柱框架，2、模拟光源，3、水平框架，41、追踪单元A轴，42、追踪单元B轴，43、照度传感器，5、太阳能光伏面板。

具体实施方式

本申请实施例提供一种基于室内的太阳能光伏面板采光装置，解决现有技术中模拟光源放置位置过近或者过远都可能导致采光效果较差，无法满足后期发电的功能。

具体思路如下：为了让中职高职业学院学生对太阳能光伏发电原理有更多的了解，本申请实施例提供该系统，主要用于室内实验，采用模拟光源代替太阳光，由于室内空间位置有限，模拟光源放置的过近或者过远都会导致采光效果较差，如何合理放置还是很重要的，在本申请实施例的过程中，通过多次实验得出影响其距离的因素主要包括模拟光源距离地面的高度、光伏面板的长度、光伏面板距离地面的高度、模拟光源入射角有关，以上数据皆可通过测量所得，通过以上数据即可测出模拟光源的放置位置。

如图1-2所示，一种基于室内的太阳能光伏面板采光装置，包括模拟光源部分、光伏面板采光机构，模拟光源部分包括一立柱框架1，该立柱框架1为铝型材反向L型结构，该立柱框架的底部设有万向轮；一模拟光源，该模拟光源2，该模拟光源2被安装在一立柱框架1的上端部，该模拟光源2一侧安装有控制器，该控制器输入端与被配置在该立柱框架1中端部的插座连接，该控制器输出端与模拟光源2的输入端连接；该模拟光源的入射角为α即模拟光源2的发光面与立柱框架1上端部的夹角为α, 该模拟光源2最高点与地平面的垂直距离为H。

光伏面板采光部分包括一光伏面板采光机构, 该光伏面板采光机构为工型结构，由下到上包括依次连接的一水平框架3，追踪单元、两太阳能光伏面板5，该水平框架为铝型材材质，且底部安装有万向轮；该追踪单元为双轴追踪型，由下到上包括依次连接的追踪单元A轴41、追踪单元B轴42和照度传感器43，该追踪单元A轴41驱动该追踪单元沿水平方向旋转运动，该追踪单元B轴42驱动该光伏面板采光机构沿垂直方向旋转运动，该照度传感器43用于采集模拟光源的照度值；该照度传感器43与编程逻辑控制器连接，被安装在该追踪单元的顶端，且位于该两太阳能光伏面板5中心对称位置；该追踪单元位于该两太阳能光伏面板5中心对称位置, 两太阳能光伏面板5与该追踪单元B轴的上端固定连接，该太阳能光伏面板5的斜面长度为L，该太阳能光伏面板5底端距离地平面的垂直距离为H1, 该太阳能光伏面板5的中心位置与模拟光源的水平间距S，0

优选的当太阳能光伏面板的中心位置与模拟光源的水平间距S=1/4L(1-sinα)+1/2 (H-H1)tanα，采光效果最佳。

工作过程：

按照上述连接方式进行连接，采用模拟光源代替太阳光进行实验，当模拟光源2处于A点时，此时模拟光源2发出的光源未与光伏面板5接触，照度传感器43采集的光源为0，当模拟光源处于B点时，此时模拟光源2发出的光源未与光伏面板5接触，照度传感器43采集的光源为0，测量该模拟光源2的发光面与立柱框架1上端部的夹角α, 模拟光源2最高点与地平面的垂直距离H，太阳能光伏面板的斜面长度为L，太阳能光伏面板底端距离地平面的垂直距离为H1，以两太阳能光伏面板中心对称位置为参考点，此时模拟光源2应位于A与B之间即0

以模拟光源最高点与地平面的垂直距离H为2m, 太阳能光伏面板的斜面长度为L为1m, 太阳能光伏面板底端距离地平面的垂直距离为H1为0.5m为例进行实验。

当模拟光源入射角α为30°，根据公式0

当模拟光源入射角45°根据公式0

当模拟光源入射角60°根据公式0

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域技术人员一旦得知了基本创造性的概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改，所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围，这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。