一种光伏板角度调整系统的制作方法

本实用新型涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种光伏板角度调整系统。

背景技术：

由于，当太阳直射光伏板时，在其他条件均相同的前提下，光伏板对太阳能的利用率最高，所以为了提高光伏发电对太阳能的利用率，通常会对光伏板的角度进行调整，保证太阳可以一直直射光伏板。

因此，出现了一种可以调整光伏板角度的支撑架，如图1，可以通过滑动轮1和滑动柱2，手动对光伏板的角度进行调整，并且再配合支撑柱3、平衡块4、定位柱5、定位套7、插柱6以及活动帽8，将光伏板固定在指定角度，从而完成对光伏板角度的调整。

但是，由于此方案中，需要手动对光伏板的角度进行调整，因此当此方案应用于包含大规模光伏板的光伏阵列时，需要对光伏阵列中的各个光伏板的角度进行手动调整，使整个过程过于繁琐，耗时耗力。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种光伏板角度调整系统，以实现自动调整光伏阵列中的各个光伏板角度的目的。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：

本申请提供一种光伏板角度调整系统，应用于光伏阵列中的各个光伏板；所述光伏板角度调整系统，包括：智能装置、动力模块、传动模块、n个光伏板支撑架以及n个圆弧导轨架；n为正整数；其中：

所述智能装置的输出端与所述动力模块的控制端相连；

所述传动模块的源动端与所述动力模块的输出端相连；所述传动模块的各个传动端与各自相应的光伏板支撑架相连；

各个光伏板支撑架置于相应的圆弧导轨架上。

可选的，所述传动模块，包括：主动齿轮、z个从动齿轮以及至少一个环形齿条；其中：

所述主动齿轮作为所述传动模块的源动端，各个从动齿轮作为所述传动模块的各个传动端；

所述主动齿轮和z个从动齿轮分别与相应的环形齿条啮合连接。

可选的，若环形齿条的个数为一个，则所述主动齿轮和z个从动齿轮均与环形齿条啮合连接；

若环形齿条的个数为至少两个，则所述主动齿轮和至少一个从动齿轮与同一环形齿条啮合连接，且与所述主动齿轮啮合在同一环形齿条的从动齿轮中的至少一个，还与至少一个其他环形齿条啮合连接。

可选的，每个光伏板支撑架的底部设置有主感应器。

可选的，每个圆弧导轨架上还设置有m个副感应器；m为大于1的整数；其中：

每个副感应器设置于每个圆弧导轨架的相应预设位置；

每个副感应器的输出端均与所述智能装置的传输端相连。

可选的，m个副感应器将每个圆弧导轨架分成m个弧段；其中：

m个弧段的圆心角均相同；

或者，

m个弧段中，至少两个弧段的圆心角不相同。

可选的，当m个弧段的圆心角均相同时，若m＝3，各个副感应器与所述主感应器相遇时，每个光伏板支撑架分别面向正东、正南以及正西。

可选的，每个圆弧导轨架包括至少两个相差预设间距且圆心角相同的圆弧导轨。

可选的，当圆弧导轨为凹型导轨时，相应的光伏板支撑架的底部设置有滚轮，所述滚轮内嵌于圆弧导轨的凹槽中；

或者，

当圆弧导轨为凸型导轨时，相应的光伏板支撑架的底部设置有凹槽，所述凹槽外套在圆弧导轨的凸台上。

可选的，每个光伏板支撑架上设置有d个横向支撑，d为正整数。

可选的，每个光伏板支撑架形状为扇形或者矩形。

可选的，所述动力模块为带限速器的电动机，所述电动机的转轴作为所述动力模块的输出端；所述电动机的控制端作为所述动力模块的控制端。

本申请提供一种光伏板角度调整系统，应用于光伏阵列，包括：智能装置、动力模块、传动模块、n个光伏板支撑架以及n个圆弧导轨架。其中，智能装置的输出端与动力模块的控制端相连；并且传动模块的源动端与动力模块的输出端相连，传动模块的各个传动端与各自相应的光伏板支撑架相连；还有，各个光伏板支撑架设置于各自相应的圆弧导轨架上。与现有技术相比，当对光伏阵列中的各个光伏板进行角度调整时，本申请通过智能装置控制动力模块和传动模块，使各个光伏板支撑架沿相应圆弧导轨架运动到相应预设位置，从而实现各个光伏板支撑架角度的自动调整，进而实现对光伏阵列中各个光伏板角度的自动调整。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的调整光伏板角度的支撑架的示意图；

图2和图3为本申请提供的光伏板角度调整系统的示意图；

图4为现有技术中一种太阳能光伏板角度控制系统的示意图；

图5为本申请实施例提供的光伏板调整系统的具体实施方式的示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

在本申请中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

为了实现自动调整光伏阵列中的各个光伏板角度的目的，本申请提供一种光伏板角度调整系统，应用于光伏阵列中的各个光伏板，具体结构如图2和图3所示，此光伏板角度调整系统，包括：智能装置110、动力模块120、传动模块130、n个光伏板支撑架140以及n个圆弧导轨架150，n为正整数(图2中以n＝2为例进行展示)。

智能装置110的输出端与动力模块120的控制端相连，传动模块130的源动端与动力模块120的输出端相连，传动模块130的各个传动端与各自相应的光伏板支撑架140相连，各个光伏板支撑架140置于各自相应的圆弧导轨架150上。

需要说明的是，在实际应用中，图3中传动模块130、各个光伏板支撑架140以及圆弧导轨架150，并未在同一平面内，所以不会相互影响；另外，一个光伏板支撑架140可以安装至少一个光伏板，此处不做具体限定，可视实际情况而定。

智能装置110可以接收当天的天气类型，并根据当天的天气类型控制动力模块120的开启或关闭。若当天为晴天，则本申请提供的光伏板角度调整系统处于工作状态；若当天为非晴天，则光伏板角度调整系统处于非工作状态。

具体的，若当天的天气类型为晴天，则智能装置110根据地理位置和太阳的偏移特性，将一天分为m个时间段，分别记为第一时间段至第m时间段；相应的，光伏板支撑架140在第一时间段沿相应的圆弧导轨架150移动到的位置记为第一预设位置，在第m时间段沿相应的圆弧导轨架150移动到的位置记为第m预设位置；其中，光伏板支撑架140被调整到第一预设位置表示光伏板被调整到第一预设角度，光伏板支撑架140被调整到第m预设位置表示光伏板被调整到第m预设角度。

当第一时间段开始时，智能装置110通过控制动力模块120，使传动模块130带动各个光伏板支撑架140，沿各自对应的圆弧导轨架150从初始位置运动到第一预设位置，并开始第一次计时。

当第一次计时结束后，即进入第二时间段时，智能装置110通过控制动力模块120，使传动模块130带动各个光伏板支撑架140，沿各自相应的圆弧导轨架150从第一预设位置运动到第二预设位置，并开始第二次计时。

依次进行，直到第m次计时结束后，智能装置110启动复位功能，通过控制动力模块120，使传动模块130带动各个光伏板支撑架140沿各自相应的圆弧导轨架150运动到初始位置，随即光伏板角度调整系统停止工作。

直至等到下一个晴天的启动时间，比如8:00时，该系统才再次开始工作，进行上述过程，如此循环。

需要说明的是，m为大于1的整数，当一天被分为越多的时间段，则对光伏板角度调整的精度越高，从而可以使光伏板接收太阳直射的时间越长，进而使光伏板对太阳能的利用率增加；并且，每个时间段的时长可以相同，也可以不同；另外，本申请提供的光伏板角度调整系统还可以根据用户需求进行修改，使该系统对光伏板角度的调整更加合理。

与现有技术相比，当对光伏板进行角度调整时，本申请通过智能装置110控制动力模块120和传动模块130，使各个光伏板支撑架140沿相应圆弧导轨架150运动到相应预设位置，从而实现对大规模光伏板支撑架140角度的自动调整，进而实现对大规模光伏板角度的自动调整。

另外，现有技术中还出现一种太阳能光伏板角度控制系统，具体结构如图4，该方案通过所在位置的经纬度，利用天文公式计算出太阳的高度角和方位角，再通过单片机控制双轴驱动模块对光伏板的俯仰角度和方位角度进行调整；与此方案相比，本申请省略了对太阳角度的复杂算法，以及对光伏板在两个自由度上进行调整的高精度调整方式，并且通过将一天分为多个时间段，在不同时间段内，在一个自由度上将光伏板角度调整为预设角度，使得本申请提供的光伏板角度调整系统的结构简单，容易实现，且不会出错；并且，降低了系统的造价成本，便于市场竞争以及系统的规模化应用。

为了实现对于圆弧导轨架150停留位置的控制，在实际应用中，在每个光伏板支撑架140的底部设置有主感应器；其中，主感应器可以设置在光伏板支撑架140的底部右下角，也可以设置在光伏板支撑架140的底部左下角，还可以设置在光伏板支撑架140的底部与圆弧导轨架150相对的任何位置，可视具体情况而定，此处不做具体限定。

相应的，在每个圆弧导轨架150上设置有m个副感应模块(如图3中右侧圆弧导轨架上的三个黑点，图3中以m＝3且主感应器可以设置在光伏板支撑架140的底部右下角为例进行展示)；其中，每个副感应器设置于每个圆弧导轨架150的相应预设位置，并且每个副感应器的输出端均与智能装置110的传输端相连。

另外，m个副感应器将每个圆弧导轨架150分成m个弧段，m个弧段的圆心角均相同，或者，m个弧段中，至少两个弧段的圆心不相同；在实际应用中，当m个弧段的圆心均相同时，若m＝3，在各个副感应器与主感应器相遇时，光伏板支撑架140分别面向正东、正南以及正西。

当主感应器与相应的副感应器相遇时，智能装置110接收到相应的副感应器发送的停止信号，使动力模块120停止工作，从而使光伏板支撑架140停在相应的预设位置；但是由于存在惯性，所以最终光伏板支撑架140会停在与相应的预设位置相差一小段距离的某一位置；所以实际应用中，可以根据惯性实验来对各个副感应器的位置进行调整。

需要说明的是，在第一时间段内，智能装置110控制设置在第一预设位置的相应副感应器处于工作状态，而控制其他副感应器处于未工作状态，进而节约供电能量；并且，其余时间段内智能装置110对各感应器的控制情况可由第一时间段推出，此处不再一一赘述。

在实际应用中，圆弧导轨架150包括至少两个相差预设间距且圆心角相同的圆弧导轨151；其中，对每个圆弧导轨架150包括圆弧导轨151的数量以及各个圆弧导轨151之间的预设间距的选择，都是为了保证光伏板支撑架140的平衡，避免光伏板支撑架140发生倾倒，可以视其具体应用环境而定，均在本申请的保护范围内。

可选的，当圆弧导轨151为凹型导轨时，相应的光伏板支撑架140的底部设置有滚轮；并且通过滚轮内嵌于圆弧导轨151的凹槽中，实现光伏板支撑架140与圆弧导轨151的连接。

需要说明的是，在光伏板支撑架140的底部设置滚轮的数量取决于实际情况，当设置的滚轮较多时，光伏板支撑架140的稳定性越好，视其具体应用环境而定，均在本申请的保护范围内。

可选的，当圆弧导轨151为凸型导轨时，相应的光伏板支撑架140的底部设置有凹槽；并且通过凹槽外套于圆弧导轨151的凸台上，实现光伏板支撑架140与圆弧导轨151的连接。

需要说明的是，每个圆弧导轨架150中包括的各个圆弧导轨151的类型可以相同，均是凹型导轨或凸型导轨；各个圆弧导轨151的类型也可以不同，一部分是凹型导轨，另一部分为凸型导轨，但是，采用第二种方案时，要注意凹型导轨和凸型导轨要间隔分布，这样会使光伏板支撑架140的底部受力更加均匀；此处不做具体限定，均在本申请的保护范围内，可视情况进行选择。

可选的，圆弧导轨151的圆心角是根据实际情况进行选取的；比如，270度；但是由于光伏板支撑架140会在惯性的作用下，滑行一小段距离，所以在实际应用中，会选择圆心角稍大于270度的圆弧导轨151，避免光伏板支撑架140撞到圆弧导轨151的边界。

需要说明的是，当圆弧导轨151的圆形角为360度时，圆弧导轨151即为圆环导轨，因此，圆环导轨也在本申请的保护范围内。

在实际应用中，光伏板支撑架140上可以设置有d个横向支撑10，其中，d为正整数；在光伏板支撑架140上设置若干个横向支撑10，则可以为相应的光伏板提供更多的支撑作用；并且，设置的各个横向支撑10之间的间距可以相等，也可以不相等，此处不做具体限定；另外，根据应用场景的不同，光伏板支撑架140的形状可以是扇形，也可以是矩形，此处不做具体限定，可是具体情况而定，但均在本申请的保护范围内。

在实际应用中，动力模块120选择为带限速器的电动机，通过限速器，限制电动机的转速，从而限制传动模块130带动光伏板支撑架140沿圆弧导轨架150运动的速度，保证光伏板支撑架140不会因运动速度过快而发生倾倒事故；其中，电动机的转轴作为动力模块120的输出端，电动机作为的控制端作为动力模块120的控制端。

在实际应用中，智能装置110选择市场上比较成熟的产品即可，此处不再赘述。

本申请另一实施例中，提供传动模块130的一种具体实施方式，如图3，包括：主动齿轮41、z个从动齿轮42以及至少一个环形齿条43，z为正整数，图3仅以z＝2且一个环形齿条43为例进行展示。

主动齿轮41作为传动模块130的源动端，各个从动齿轮42作为传动模块130的各个传动端；主动齿轮41和z个从动齿轮42分别与相应的环形齿条43啮合连接。

可选的，当动力模块120选择为带限速器的电动机时，主动齿轮41设置在该电动机的转轴上，当该电动机转动时，主动齿轮41跟随其一起转动，将动力从动力模块120传递到传动模块130上。

在传动模块130工作过程中，通过环形齿条43，实现动力在传动模块130内部的传递。

可选的，本实施例提供各个从动齿轮42与相应光伏板支撑架140的两种连接方式，第一种连接方式为：各个从动齿轮42通过焊接的连接方式直接与相应的光伏板支撑架140的底部相连；第二种连接方式为：各个从动齿轮42通过竖轴与相应的光伏板支撑架140相连；两种连接方式中，各个从动齿轮42带动相应的光伏板支撑架140一起转动，从而将动力由传动模块130传递到光伏板支撑架140上。

需要说明的是，本实施例仅仅提供了各个从动齿轮42与相应光伏板支撑架140的两种连接方式，而各个从动齿轮42与相应光伏板支撑架140之间还可以采用其他连接方式，比如通过螺钉或螺栓将各个从动齿轮42与相应光伏板支撑架140连接，此处不再一一赘述，可视情况进行选取，但均在本申请的保护范围内。

具体的，当环形齿条43的个数为一个时，主动齿轮41和z个从动齿轮42与此环形齿条43啮合连接。

需要说明的是，此传动形式使得动力的传递次数较少，因而在传递过程中，会造成较少的动力损失，但是此传动形式只适用包括光伏板的数量较少，且光伏板排列整齐的光伏阵列。

当光伏阵列排布较为复杂，或者光伏板的数量较多时，可以通过某些从动齿轮42来实现对多级动力传递。

具体的，当环形齿条43的个数为至少两个时，主动齿轮41和至少一个从动齿轮42与同一环形齿条啮43合连接，并且与主动齿轮41啮合在同一环形齿条43的从动齿轮42中的至少一个，还与至少一个其他环形齿条43啮合连接。

可选的，本实施例提供同时和多个环形齿条啮合连接的从动齿轮42的两种实施方式，第一种实施方式为：将普通齿轮经过特殊处理，将齿宽增大；第二种实施方式为：将多个普通齿轮以一定间距设置于同一个竖轴上。

需要说明的是，本实施例仅仅提供了同时和多个环形齿条43啮合连接的从动齿轮42的两种实施方式，而同时和多个环形齿条43啮合连接的从动齿轮42还可以采用其他实施方式，比如，通过螺栓或螺钉将多个普通的齿轮连接在一起，此处不再一一赘述，可视情况进行选取，但均在本申请的保护范围内。

需要说明的是，此传动形式可以根据各光伏板支撑架140的相对位置，灵活搭配主动齿轮41和从动齿轮42，来为各光伏板支撑架140提供动力，使得光伏阵列中的光伏板可以更加合理的分布。因此，此传动方式适用于包括光伏板数量较多，或者包括光伏板数量较少但排列不整齐的光伏阵列。

在实际应用中，与同一环形齿条43啮合的各个齿轮的第一种分布形式为：各个齿轮处在同一直线上；而第二种分布形式为：各个齿轮之间构成一个三角形；两种分布形式可以根据实际情况进行选取，此处不做具体限定，但均在本申请的保护范围内。

其余结构和工作原理与上述实施例相同，此处不再赘述。

为了具体说明，本实施例提供光伏板角度调整系统的具体实施方式，此系统应用于位于北半球某座城市的光伏阵列。为了方便对整个光伏板角度调整系统进行说明，本实施例以两个光伏板支撑架140以及两个圆弧导轨架150为例，如图5所示。

两个光伏板支撑架140的轮廓形状均为扇形，并且在每个光伏板支撑架140上，设置六个间距均相同的横向支撑10，用于固定光伏板；另外，在每个光伏支撑板的底部右下角设置有主感应器。

在本实施例中，每个圆弧导轨架150均包括两个凹型圆弧导轨151，分别为外圆弧导轨21和内圆弧导轨22；相应的，在每个光伏板支撑架140中的第三横向支撑13的底部设置有适量且均匀排布的滚轮，在第五横向支撑15的底部设置有适量且均匀排布的滚轮，将第三横向支撑13底部的滚轮内嵌于内圆弧导轨22，以及，将第五横向支撑15底部的滚轮内嵌于外圆弧导轨21，进而实现光伏板支撑架140与圆弧导轨151的连接。

在本实施例中，传动模块130仅包括一个主动齿轮41、两个从动齿轮42以及一个环形齿条43；由于动力模块120选择带限速器的电动机；因此，主动齿轮41源动端设置于此电动机的转轴上，两个从动齿轮42的传动端通过竖轴与相应的光伏板支撑架140相连，主动齿轮41和从动齿轮42均与齿条啮合连接；并且，竖轴设置于相应的扇形光伏板支撑架140的圆心处。

在本实施例中，智能装置110选择市场上比较成熟的产品即可。

由于此系统应用于北半球某座城市的光伏阵列，所以选择圆心角稍大于270°的圆弧导轨151，将每个圆弧导轨平均分成三个扇区，分别代表正东、正南以及正西三个位置，在三个扇区的右端分别设置第一副感应器51、第二副感应器52以及第三副感应器53。

在本实施例中，若当天的天气为晴天，则将一天分为三个时间段，8:00-11:00为早，11:00-15:00为中，15:00-18:00为晚。

当时间为8:00时，智能装置110通过控制带限速器的电动机转动，带动主动齿轮41转动，再经过环形齿条43传动，使各个从动齿轮42转动，进而各个从动齿轮42带动各个光伏板支撑架140，沿各自相应的圆弧导轨从初始位置向正东位置运动，当主感应器与第一副感应器51相遇时，智能装置110控制电动机停转，光伏板支撑架140在惯性驱动经过一小段滑行后停止运动，智能装置110开始时长为三小时的第一次计时。

当第一次计时结束后，即当时间为11:00时，智能装置110使各个光伏板支撑架140，沿各自相应的圆弧导轨从正东位置向正南位置运动，当主感应器与第二副感应器52相遇时，智能装置110控制电动机停转，光伏板支撑架140在惯性驱动经过一小段滑行后停止运动，智能装置110开始时长为四小时的第二次计时。

当第二次计时结束后，即当时间为15:00时，智能装置110使各个光伏板支撑架140，沿各自相应的圆弧导轨从正南位置向正西位置运动，当主感应器与第三副感应器53相遇时，智能装置110控制电动机停转，光伏板支撑架140在惯性驱动经过一小段滑行后停止运动，智能装置110开始时长为三小时的第三次计时。

当第三次计时结束后，即当时间为15:00时，智能装置110启动复位功能，使各个光伏板支撑架140沿各自相应的圆弧导轨运动到初始位置，并停止工作。等到下一个晴天的8:00，该系统再次开始工作，进行上述过程，如此循环。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。