一种应用于能源互联网的三维角度可调节光伏板

1.本发明涉及能源互联网用光伏板技术领域，尤其涉及一种应用于能源互联网的三维角度可调节光伏板。


背景技术：

2.能源是现代社会赖以生存和发展的基础.为了应对能源危机,各国积极研究新能源技术,特别是太阳能,风能,生物能等可再生能源.可再生能源具有取之不竭,清洁环保等特点,受到世界各国的高度重视.可再生能源存在地理上分散、生产不连续、随机性、波动性和不可控等特点,传统电力网络的集中统一的管理方式,难于适应可再生能源大规模利用的要求.对于可再生能源的有效利用方式是分布式的“就地收集,就地存储,就地使用”；能源互联网可理解是综合运用先进的电力电子技术,信息技术和智能管理技术,将大量由分布式能量采集装置,分布式能量储存装置和各种类型负载构成的新型电力网络、石油网络、天然气网络等能源节点互联起来,以实现能量双向流动的能量对等交换与共享网络。
3.在光伏发电系统中，平单轴跟踪支架是最常用的光伏阵列支架之一，由于该支架白天能跟踪太阳方位角变化运行，使得采用该支架的光伏组件全年发电总量要比采用最佳固定倾角支架的光伏组件全年发电总量高出10％
‑
15％。但是在纬度较高的地区，平单轴的发电量远不如斜单轴，但斜单轴由于加工及装配精度要求高，造价高。且由于产品生产、基础施工精度要求高，在恶劣环境下经常容易损坏，后期维护成本高。现有的光伏支架都仅能实现光伏板的俯仰角度可调，并不能实现光伏板一旦安装固定后可以随着太阳光照角度的变化而进行方向改变的功能。


技术实现要素：

4.本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
5.鉴于上述现有应用于能源互联网的三维角度可调节光伏板存在的问题，提出了本发明。
6.因此，本发明目的是提供一种应用于能源互联网的三维角度可调节光伏板。
7.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：包括，支撑单元，所述支撑单元包括第一平台以及第二平台；调节单元，所述调节单元设置在所述支撑单元上；光伏单元，所述光伏单元设置在所述俯仰组件上，以及；转向单元，所述转向单元设置在所述第二平台底部，所述转向单元包括转向调节组件以及安置台，所述调节组件设置在所述安置台与所述第二平台之间。
8.作为本发明所述应用于能源互联网的三维角度可调节光伏板的一种优选方案，其中：所述调节组件包括第一调节齿轮，所述第一调节齿轮通过转轴设置在所述第二平台底部，所述第一调节齿轮上设置有与所述第一调节齿轮啮合的第二调节齿轮，所述安装台安
装面的背部设置有与所述第二调节齿轮连接的第一电机。
9.作为本发明所述应用于能源互联网的三维角度可调节光伏板的一种优选方案，其中：所述调节单元包括旋转组件、俯仰组件以及连接组件，所述旋转组件与所述俯仰组件之间通过所述连接组件进行连接，所述第一平台上设置有第二电机，所述第二电机一端设置有所述旋转组件。
10.作为本发明所述应用于能源互联网的三维角度可调节光伏板的一种优选方案，其中：所述旋转组件包括与所述第二电机连接的主动齿轮，所述主动齿轮一侧与所述第二电机连接，另一端设置有主动半轴；所述主动半轴上设置有主动环，所述主动环上设置有卡合槽，所述主动齿轮上设置有与之啮合的从动齿轮，所述从动齿轮上设置有与所述从动齿轮啮合的齿环，所述齿环两侧边缘上设置有滑动轨道，所述从动齿轮上设置有直角连接件，所述直角连接件的另一端设置有与所述滑动轨道相配合的滚轴。
11.作为本发明所述应用于能源互联网的三维角度可调节光伏板的一种优选方案，其中：所述齿环底部设置有支撑台，所述支撑台不与所述第二平台接触，所述第二平台上设置有多组轨道，所述支撑台两侧设置有第一滑动轮，所述滑动轮设置在所述轨道内，所述支撑台上设置有第一锲型块。
12.作为本发明所述应用于能源互联网的三维角度可调节光伏板的一种优选方案，其中：所述俯仰组件包括从动半轴，所述从动半轴一端设置有从动环，所述从动环上设置有与所述主动环上相同的卡合槽；所述从动半轴另一端设置有从动斜齿轮，所述从动斜齿轮上设置有与所述从动斜齿轮啮合的调节斜齿轮，所述调节斜齿轮齿面侧设置有光伏板支撑杆，所述光伏单元设置在所述光伏支撑杆上。
13.作为本发明所述应用于能源互联网的三维角度可调节光伏板的一种优选方案，其中：所述连接组件包括设置在所述第二平台上的固定块，所述固定块上设置有多组空心圆筒，所述空心圆筒内设置有弹性件，所述弹性件的一端设置在所述固定块上，另一端则设置有配重块，所述配重块顶部设置有安装件，所述安装件上设置有所述卡合槽配合的卡合件，其中所述空心圆筒底部与所述固定块固定连接，顶部不与所述配重块固定连接。
14.作为本发明所述应用于能源互联网的三维角度可调节光伏板的一种优选方案，其中：所述配重块顶部设置有扇形豁口，所述安装件底部设置有扇形支撑块，所述扇形豁口与所述安装件底部的扇形支撑块尺寸相同，并且所述配重块与所述扇形支撑块通过螺纹杆进行连接。
15.作为本发明所述应用于能源互联网的三维角度可调节光伏板的一种优选方案，其中：所述第二平台上还设置有滑动组件，所述滑动组件包括第二锲型块、连接所述第二锲型块的挡板以及位于所述挡板两侧与所述轨道滑动配合的第二滑动轮，所述第二滑动轮与所述第一滑动轮结构一致。
16.作为本发明所述应用于能源互联网的三维角度可调节光伏板的一种优选方案，其中：所述调节斜齿轮另一侧设置有第一圆环，所述从动斜齿轮的从动半轴侧设置有第二圆环，所述第一圆环侧边设置有第一连杆，所述第二圆环上镜像设置有第二连杆与第三连杆，所述第二连杆与所述第一连杆连接，所述第三连杆通过第四连杆与所述从动齿轮连接。
17.本发明的有益效果：
18.1、通过旋转组件可以实现光伏板的圆周角度调节，能够根据太阳光照角度进行实
时追踪，从而保证光伏板能够实现最长光照时长，从而提升光照资源的利用率；
19.2、通过俯仰组件可以调节光伏板的的俯仰角度，从而能够更好的将太阳能利用最大化；
20.3、通过连接组件可以实现单一的调节光伏板的俯仰角度或者圆周角度，以及圆周角度与俯仰角度的同时调节，从而能够更加智能高效的利用太阳能资源。
21.4、通过转向单元可以实现光伏单元的背向调节功能，可以更加高效的利用太阳能资源。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
23.图1为本发明应用于能源互联网的三维角度可调节光伏板的整体结构示意图。
24.图2为本发明应用于能源互联网的三维角度可调节光伏板所述的转向单元与支撑单元的连接结构示意图。
25.图3为本发明应用于能源互联网的三维角度可调节光伏板所述的调节单元与支撑单元以及光伏单元之间的连接结构示意图
26.图4为本发明应用于能源互联网的三维角度可调节光伏板所述的旋转组件部分结构示意图。
27.图5为本发明应用于能源互联网的三维角度可调节光伏板所述的俯仰组件部分结构及轨道结构示意图。
28.图6为本发明应用于能源互联网的三维角度可调节光伏板所述的旋转组件及俯仰组件部分结构示意图。
29.图7为本发明应用于能源互联网的三维角度可调节光伏板所述的连接组件部分结构示意图。
具体实施方式
30.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
31.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
32.其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
33.再其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
34.实施例1
35.参照图1、2，提供了一种应用于能源互联网的三维角度可调节光伏板的整体结构示意图，如图1，一种应用于能源互联网的三维角度可调节光伏板包括支撑单元100、调节单元200、光伏单元300以及转向单元400。
36.具体的，本发明主体结构包括支撑单元100，支撑单元100包括第一平台101以及第二平台102；调节单元200，调节单元200设置在支撑单元100上；光伏单元300，光伏单元300设置在俯仰组件202上，以及；转向单元400，转向单元400设置在第二平台102底部，转向单元400包括转向调节组件401以及安置台402，调节组件401设置在安置台402与第二平台102之间。
37.进一步的，调节组件401包括第一调节齿轮401a，第一调节齿轮401a通过转轴设置在第二平台102底部，第一调节齿轮401a上设置有与第一调节齿轮401a啮合的第二调节齿轮401b，安装台402安装面的背部设置有与第二调节齿轮401b连接的第一电机403，其中安装台402用于安装整个装置，并对其起到一个支撑稳定防潮湿的作用，而通过第一电机403驱动第二调节齿轮401b带动第一调节齿轮401a可以实现安装在支撑单元100上的调节单元200及光伏单元300可以进行转向，从而实现全方位的转向功能。
38.进一步的，调节单元200包括旋转组件201、俯仰组件202以及连接组件203，旋转组件201与俯仰组件202之间通过连接组件203进行连接；以及；光伏单元300，光伏单元300设置在俯仰组件202上；其中支撑单元100用于安装调节单元200，旋转组件201用于调节光伏单元300的圆周角度的调节，俯仰组件202则是用于调节光伏单元300的俯仰角度，而连接组件203则是用于光伏单元300的不同调节方式的切换，第一平台101上设置有第二电机204，第二电机204一端设置有旋转组件201，其中第一平台101的作用则是用于安装第二电机204，而第二电机204的作用则是提供驱动力。
39.实施例2
40.参照图1～7，该实施例不同于第一个实施例的是：旋转组件201包括与第二电机204连接的主动齿轮201a，主动齿轮201a一侧与第二电机204连接，另一端设置有主动半轴201b；主动半轴201b上设置有主动环201c，主动环201c上设置有卡合槽201c
‑
1。
41.具体的，主动齿轮201a上设置有与之啮合的从动齿轮201d，从动齿轮201d上设置有与从动齿轮201d啮合的齿环201e，齿环201e两侧边缘上设置有滑动轨道201e
‑
1，从动齿轮201d上设置有直角连接件201d
‑
1，直角连接件201d
‑
1的另一端设置有与滑动轨道201e
‑
1相配合的滚轴201d
‑
2；齿环201e底部设置有支撑台201e
‑
1，支撑台201e
‑
1不与第二平台102接触，第二平台102上设置有多组轨道102a，支撑台201e
‑
1两侧设置有第一滑动轮201e
‑
2，滑动轮201e
‑
2设置在轨道102a内，支撑台201e
‑
1上设置有第一锲型块201e
‑
4，主动齿轮201a可在第二电机204的带动下驱动从动齿轮201d，而从动齿轮201d通过滚轴201d
‑
2与滑动轨道201e
‑
1的配合，可以使得主动齿轮201a位置不变的情况下带动驱动齿轮201d围绕所述齿环201e转动，而位于齿环201e底部的支撑台201e
‑
2则可以通过第一滑动轮201e
‑
3与轨道102a的配合进行移动，从而可以将从动齿轮201d与齿环201e移动走，使得从动齿轮201d可以不与主动齿轮201a进行配合。
42.进一步的，俯仰组件202包括从动半轴202a，从动半轴202a一端设置有从动环202b，从动环202b上设置有与主动环201c上相同的卡合槽201c
‑
1；从动半轴202a另一端设
置有从动斜齿轮202c，从动斜齿轮202c上设置有与从动斜齿轮202c啮合的调节斜齿轮202d，调节斜齿轮202d齿面侧设置有光伏板支撑杆202e，光伏单元300设置在光伏支撑杆202e上，调节斜齿轮202d另一侧设置有第一圆环202d
‑
1，从动斜齿轮202c的从动半轴202a侧设置有第二圆环202c
‑
1，第一圆环202d
‑
1侧边设置有第一连杆202d
‑
2，第二圆环202c
‑
1上镜像设置有第二连杆202c
‑
2与第三连杆202c
‑
3，第二连杆202c
‑
2与第一连杆202d
‑
2连接，第三连杆202c
‑
3通过第四连杆202c
‑
4与从动齿轮201d连接，从动斜齿轮202c与从动齿轮201d连接，当从动齿轮201d转动时，可以带着从动斜齿轮202c转动，而与之相啮合的调节斜齿轮202d会在第一圆环202d
‑
1与第一连杆202d
‑
2的带动下转动，但值得注意的是，此时的主动半轴201b与从动半轴202a之间无联动关系。
43.更进一步的，连接组件203包括设置在第二平台102上的固定块203a，固定块203a上设置有多组空心圆筒203b，空心圆筒203b内设置有弹性件203c，弹性件203c的一端设置在固定块203a上，另一端则设置有配重块203d，弹性件203c的一种优选方案是采用强力弹簧；配重块203d顶部设置有安装件203e，安装件203e上设置有卡合槽201c
‑
1配合的卡合件203f，其中空心圆筒203b底部与固定块203a固定连接，顶部不与配重块203d固定连接，配重块203d顶部设置有扇形豁口203d
‑
1，安装件203e底部设置有扇形支撑块203e
‑
1，扇形豁口203d
‑
1与安装件203e底部的扇形支撑块203e
‑
1尺寸相同，并且配重块203d与扇形支撑块203e
‑
1通过螺纹杆进行连接；当移动锲型块至配重块203d中心位置底部时，配重块203d会被顶升至一定高度，此时安装件203e上的卡合件203f与卡合槽201c
‑
1卡合，而卡合槽201c
‑
1所在的主动环201c与从动环202b均采用弹性碳素钢制成，因此可以实现主动半轴201b与从动半轴202a之间的联动。
44.再进一步的是，第二平台102上还设置有滑动组件205，滑动组件205包括第二锲型块205a、连接第二锲型块205a的挡板205b以及位于挡板205b两侧与轨道102a滑动配合的第二滑动轮205c，第二滑动轮205c与第一滑动轮201e
‑
3结构一致，而滑动组件205的作用则是可以实现圆周角度与俯仰角度的共同调节。
45.具体的工作原理及流程如下：
46.第一种调节方式：只调节圆周角度，此时的配重块203d与扇形支撑块203e
‑
1通过螺杆连接在一起，移动走滑动组件205后，在配重块203d的自身重量所带来的的重力作用下，卡合件203f与卡合槽201c
‑
1脱离，此时的弹簧在配重块203d的压力下向下压缩，所带来的瞬间拉力会将安装件203e拉下从而脱离主动环201c与从动环202b；因此，此时的主动半轴201b与从动半轴202a为各自独立的，因此主动齿轮201a的转动带动从动齿轮201d转动，通过固定在从动半轴202a上的第二圆环202c
‑
1的带动使得从动半轴202a转动，由于此时的转动时整体性的，而调节斜齿轮202d与从动斜齿轮202c啮合，因此可以实现单一的圆周角度的转动。
47.第二种调节方式：只调节俯仰角度，将齿环201e通过支撑台201e
‑
2的移动，可以将安装件203e卡合在主动环201c与从动环202b上，此时拆下螺杆，便可实现主动半轴201b与从动半轴202a的联动转动，而此时的从动齿轮201d未与主动齿轮201a啮合，因此只有从动斜齿轮202c在主动齿轮201a的带动下转动，而调节斜齿轮202d便可在从动斜齿轮202c的转动下实现绕从动斜齿轮202c的圆周转动，从而实现光伏单元300的单一俯仰角度调节。
48.第三种调节方式，联合角度调节方式，将滑动组件205推动至配重块203d底部，此
时安装件203e
‑
1与主动环201c以及从动环202b连接，拆除螺杆，第二电机204驱动主动齿轮201a，即可实现同时调节光伏单元300的俯仰角度以及圆周角度。
49.第四种调节方式，背向调节，由于上述三种调节方式距无法做到光伏单元300的完整球面转向，当光伏单元300位于左侧时，其仅可完成左侧半球型的角度调节，因此转向单元400则可以通过独立动力输出(第一电机403驱动)对其进行360
°
的转向调节，从而使得光伏单元300可以实现完整的球面角度调节，从而能够更好的去追踪太阳光照，使其被照射面积最大化从而实现太阳能资源利用的最大化。
50.重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本技术的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本发明的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本发明的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本发明不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。
51.此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征(即，与当前考虑的执行本发明的最佳模式不相关的那些特征，或于实现本发明不相关的那些特征)。
52.应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。
53.应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。