一种太阳能发电光伏瓦组件及其光伏建筑系统和方法与流程

1.本发明涉及光伏设备技术领域，具体为一种太阳能发电光伏瓦组件及其光伏建筑系统和方法。


背景技术：

2.目前，大型地面光伏电站中超过90％的电站是采用晶硅光伏组件的串并联，加上 支架、汇流箱、逆变器、监控系统等部件，通过各种线缆的连接，最终向光伏电网输出电力。尽管这种光伏电站已尽可能地降低了整体造价，但是其光伏发电成本与常规火电成本相比，价格仍然高出至少一倍；究其原因，主要是由于光伏电站中，光伏组件所占成本较高，然而，由于绝大部分地区一年中的辐照度平均不超过600瓦/平方米，仅约为标准测试条件1000瓦/平方米的60％，因此光伏组件绝大部分时间都是处于低辐照度下运行，即光伏组件绝大部分时间的入光量都较少，而在发电面积不变的情况下入光量较少即意味着光伏组件的发电量较低，光伏组件的发电量低即导致最终光伏电站的光伏发电成本相对提高了。因此，太阳能光伏组件运行过程中，增加光伏组件入光量是提高其发电量进而降低光伏发电成本的有效途径之一。
3.现有太阳能发电光伏瓦组件增加了光照强度的方法多为光伏板通过增加调节支架，根据当天的光照强度和光照角度进行调节，由于光伏板的面积较大和质量较重，对太阳能发电光伏瓦组件中的光伏板进行调节，不仅费时费力，运维成本高，不易操作等问题，并且光伏组件入光量增加效果不明显，发电量一般，为此我们提出一种太阳能发电光伏瓦组件及其光伏建筑系统和方法。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种太阳能发电光伏瓦组件及其光伏建筑系统和方法，目的在于通过设置光伏聚光装置在每个光伏板的侧方，并根据光照角度进行调节，可以实现光伏板吸收光量少的问题，提供了一个很好的聚光效果，增加了光照强度，解决了发电量较少、进而导致光伏发电成本相对较高的问题。
5.为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：一种太阳能发电光伏瓦组件，包括光伏聚光装置和光伏板，所述光伏聚光装置和光伏板的下方设有安装架，所述安装架固定连接光伏板；所述光伏聚光装置对称状的设置在光伏板的两侧，所述光伏聚光装置包括用于聚光的反光板、用于调节所述反光板的光伏聚光调节设备、用于响应所述光伏聚光调节设备发出控制指令的驱动装置、用于安装所述反光板的固定架，所述反光板呈对称状的设置在光伏聚光调节设备的两侧，且反光板的底部对称安装有至少两个固定架，每个所述固定架的底部均安装有连接架，并通过连接架紧固连接安装架，所述光伏聚光装置活动连接安装架，所述光伏聚光调节设备包括外壳和设置在外壳中的处理单元，以及与所述处理单元电性连接的检测单元、控制单元、i/o通讯单元和供电单元；
其中，供电单元对所述光伏聚光调节设备进行供电，所述光伏聚光调节设备中的检测单元可以检测光照强度和光照时间，通过处理单元的处理，向控制单元发出控制指令，或通过i/o通讯单元连接的外部工控机发出控制指令至控制单元，所述驱动装置响应所述光伏聚光调节设备发出控制指令并对应的控制反光板的倾斜角。
6.优选地，上述一种太阳能发电光伏瓦组件中，所述处理单元的芯片基于dsp芯片、igbt芯片中任意一种设置；所述检测单元设有光照强度传感和时间传感，所述光照强度传感设置在所述外壳的顶部，所述时间传感设置在所述外壳的内部；所述控制单元与所述驱动装置电性连接；所述i/o通讯单元与外部工控机电性连接；所述供电单元与所述光伏板的储能设备电性连接。
7.基于上述，光伏聚光调节设备整体结构设置合理，运维成本低廉，响应速度快。
8.优选地，上述一种太阳能发电光伏瓦组件中，所述驱动装置采用伺服电机，并安装在所述光伏聚光调节设备的外壳侧壁上。
9.基于上述，伺服电机可控制效果佳，通过控制转动角度来实现对反光板倾斜角调节的控制。
10.优选地，上述一种太阳能发电光伏瓦组件中，所述驱动装置包括壳体和安装在壳体中的蜗杆驱动机构、蜗轮、传动锥齿、动力轴以及轴体；所述蜗杆驱动机构的蜗杆与蜗轮啮合，所述蜗轮安装在轴体上，所述轴体的两端均安装有传动锥齿，并通过传动锥齿传动连接动力轴，所述动力轴连接固定架。
11.基于上述，通过蜗杆驱动机构的设置，不仅运行成本更加低廉，具有锁死功能，且可同步带动两个动力轴进行转动，同步性佳。
12.优选地，上述一种太阳能发电光伏瓦组件中，所述驱动装置连接其中一个所述固定架，另一所述固定架通过销轴和支架活动连接安装架。
13.基于上述，结构设置合理，通过固定架可带动反光板进行转动。
14.优选地，上述一种太阳能发电光伏瓦组件中，所述反光板为弧形内凹陷形反光板、倾斜平面形反光板或在倾斜平板上呈等分设置的凸起形反光板其中的一种设置。
15.基于上述，反光板的结构种类设置丰富。
16.优选地，上述一种太阳能发电光伏瓦组件中，所述反光板的倾斜角设为反光板与垂直线之间的角度，倾斜角设置0-30
°
。
17.基于上述，反光板的倾斜角设置合理。
18.一种太阳能光伏建筑系统，所述太阳能光伏建筑系统应用上述太阳能发电光伏瓦组件，所述太阳能发电光伏瓦组件为等分排列安装。
19.一种太阳能发电光伏瓦组件的方法，包括以下步骤：s1，太阳能光伏建筑系统的组建，首先根据太阳能光伏建筑场地进行布局，进行排列等分安装，将光伏聚光装置安装在光伏板两侧，交叉安装光伏聚光装置和光伏板，使得光伏聚光装置中的反光板朝向内侧的光伏板，光伏聚光装置底部通过连接架底部的紧固件紧固连接安装架，再将光伏聚光调节设备通过i/o通讯单元与外部工控机连接，控制单元连接驱动装置，供电单元和驱动装置的线体均接入所述光伏板的储能设备进行供电；
s2，发电光伏瓦组件的调试，使用工控机向控制单元发出控制指令，控制单元可发出控制指令至光伏聚光调节设备，控制指令为反光板的倾斜角，倾斜角与光照强度和光照时间信号为适配比例，所述驱动装置响应所述光伏聚光调节设备发出控制指令并对应的控制反光板的倾斜角，倾斜角为反光板根据光照强度和光照角度进行调节；s3，太阳能光伏建筑系统的运行，根据检测单元检测的信号，获得的光照强度和光照时间信号，传输至处理单元中，根据模拟信号的转换和处理，控制单元可发出控制指令至光伏聚光调节设备，控制指令为反光板的倾斜角，倾斜角与光照强度和光照时间信号为适配比例，所述驱动装置响应所述光伏聚光调节设备发出控制指令并对应的控制反光板的倾斜角。
20.与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本发明整体结构设置合理，通过设置光伏聚光装置在每个光伏板的侧方，可以实现光伏板吸收光量少的问题，提供了一个很好的聚光效果，增加了光照强度，解决了发电量较少、进而导致光伏发电成本相对较高的问题。
21.2、同时通过驱动机构驱动，反光板根据光照强度和光照角度进行调节，可实现对反光板反射光的角度进行调节，以此保障较大的光伏组件入光量，进一步的增加了光照入射量，提高了对光伏板的照射效果，综上所述，此太阳能发电光伏瓦组件及其光伏建筑系统具有整体结构设置合理，便于安装组建，运维成本低廉，调节智能，省时省力，便于控制，进而提高了太阳能发电光伏瓦组件和光伏建筑系统整体的发电量。
附图说明
22.图1为本发明实施例一和二中光伏瓦组件的结构示意图；图2为本发明实施例一和二中光伏聚光装置的结构示意图；图3为本发明实施例二中驱动装置的结构示意图；图4为本发明实施例一和二中太阳能发电光伏瓦组件的方法的流程框图；图5为本发明实施例一和二中光伏聚光调节设备的模块化组成图；图6为本发明实施例一和二中光伏建筑系统的整体示意图；图7为本发明实施例一和二中反光板10a、反光板10b和反光板10c的结构示意图。
23.图中标号：1、光伏聚光装置；2、光伏板；20、安装架；10、反光板；11、光伏聚光调节设备；111、处理单元；112、检测单元；113、控制单元；114、i/o通讯单元；115、供电单元；12、驱动装置；121、蜗杆驱动机构；122、蜗轮；123、传动锥齿；124、动力轴；125、轴体；126、壳体；13、固定架；14、连接架。
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
25.实施例1，请参阅图1、2、4-7，本发明提供一种技术方案：一种太阳能发电光伏瓦组件及其光伏建筑系统和方法，包括光伏聚光装置1和光伏板2，光伏聚光装置1和光伏板2的
下方设有安装架20，安装架20固定连接光伏板2；光伏聚光装置1对称状的设置在光伏板2的两侧，光伏聚光装置1包括用于聚光的反光板10、用于调节反光板10的光伏聚光调节设备11、用于响应光伏聚光调节设备11发出控制指令的驱动装置12、用于安装反光板10的固定架13，反光板10呈对称状的设置在光伏聚光调节设备11的两侧，且反光板10的底部对称安装有至少两个固定架13，每个固定架13的底部均安装有连接架14，并通过连接架14紧固连接安装架20，光伏聚光装置1活动连接安装架20，光伏聚光调节设备11包括外壳和设置在外壳中的处理单元111，以及与处理单元111电性连接的检测单元112、控制单元113、i/o通讯单元114和供电单元115；其中，供电单元115对光伏聚光调节设备11进行供电，光伏聚光调节设备11中的检测单元112可以检测光照强度和光照时间，通过处理单元111的处理，向控制单元113发出控制指令，或通过i/o通讯单元114连接的外部工控机发出控制指令至控制单元113，驱动装置12响应光伏聚光调节设备11发出控制指令并对应的控制反光板10的倾斜角。
26.具体的，处理单元111的芯片基于dsp芯片、igbt芯片中任意一种设置； 检测单元112设有光照强度传感和时间传感，光照强度传感设置在外壳的顶部，时间传感设置在外壳的内部；113与驱动装置12电性连接；i/o通讯单元114与外部工控机电性连接；供电单元115与光伏板2的储能设备电性连接。光伏聚光调节设备11整体结构设置合理，运维成本低廉，响应速度快。
27.进一步的，驱动装置12采用伺服电机，并安装在光伏聚光调节设备11的外壳侧壁上，伺服电机可控制效果佳，通过控制转动角度来实现对反光板10倾斜角调节的控制。
28.较佳的，驱动装置12连接其中一个固定架13，另一固定架13通过销轴和支架活动连接安装架20，结构设置合理，通过固定架13可带动反光板10进行转动。
29.需要说明的，参考图7，反光板10可为镜面或涂刷反光涂料的板面，反光板10为弧形内凹陷形反光板10a、倾斜平面形反光板10b或在倾斜平板上呈等分设置的凸起形反光板10c其中的一种设置，反光板10的结构种类设置丰富。弧形内凹陷形反光板10a对光线具有聚拢、聚光效果；倾斜平面形反光板10b对光线具有反射效果；凸起形反光板10c对光线具有反射效果；在实时操作中，内凹陷形反光板10a的聚光效果，相比倾斜平面形反光板10b和在倾斜平板上呈等分设置的凸起形反光板10c的聚光效果更佳，为此优选弧形内凹陷形反光板10a，作为本实施例的反光板10结构。
30.同时反光板10的倾斜角设为反光板10与垂直线之间的角度，倾斜角设置0-30
°
，反光板10的倾斜角设置合理。
31.参考图6，为一种太阳能光伏建筑系统，太阳能光伏建筑系统应用上述太阳能发电光伏瓦组件，太阳能发电光伏瓦组件为等分排列安装。
32.参考图4，为一种太阳能发电光伏瓦组件的方法，包括以下步骤：s1，太阳能光伏建筑系统的组建，首先根据太阳能光伏建筑场地进行布局，进行排列等分安装，将光伏聚光装置1安装在光伏板2两侧，交叉安装光伏聚光装置1和光伏板2，使得光伏聚光装置1中的反光板10朝向内侧的光伏板2，光伏聚光装置1底部通过连接架14底部的紧固件紧固连接安装架20，再将光伏聚光调节设备11通过i/o通讯单元114与外部工控机连接，控制单元113连接驱动装置12，供电单元115和驱动装置12的线体均接入光伏板2的储能设备进行供电；
s2，发电光伏瓦组件的调试，使用工控机向控制单元113发出控制指令，控制单元113可发出控制指令至光伏聚光调节设备11，控制指令为反光板10的倾斜角，倾斜角与光照强度和光照时间信号为适配比例，驱动装置12响应光伏聚光调节设备11发出控制指令并对应的控制反光板10的倾斜角，倾斜角为反光板10根据光照强度和光照角度进行调节；s3，太阳能光伏建筑系统的运行，根据检测单元112检测的信号，获得的光照强度和光照时间信号，传输至处理单元111中，根据模拟信号的转换和处理，控制单元113可发出控制指令至光伏聚光调节设备11，控制指令为反光板10的倾斜角，倾斜角与光照强度和光照时间信号为适配比例，驱动装置12响应光伏聚光调节设备11发出控制指令并对应的控制反光板10的倾斜角。
33.实施例2，请参阅图3，本发明提供一种技术方案：本实施例与实施例1的区别在于驱动装置12，驱动装置12包括壳体126和安装在壳体129中的蜗杆驱动机构121、蜗轮122、传动锥齿123、动力轴124以及轴体125；蜗杆驱动机构121的蜗杆与蜗轮122啮合，蜗轮122安装在轴体125上，轴体125的两端均安装有传动锥齿123，并通过传动锥齿123传动连接动力轴124，动力轴124连接固定架13。
34.相比实施例1，通过蜗杆驱动机构121的设置，不仅运行成本更加低廉，具有锁死功能，且可同步带动两个动力轴124进行反向相对的转动，同步性佳，所以优选实施例2中的驱动装置12进行驱动。
35.综上所述，本发明整体结构设置合理，通过设置光伏聚光装置在每个光伏板的侧方， 可以实现光伏板吸收光量少的问题，提供了一个很好的聚光效果，增加了光照强度，解决了发电量较少、进而导致光伏发电成本相对较高的问题。同时通过驱动机构驱动，反光板根据光照强度和光照角度进行调节，可实现对反光板反射光的角度进行调节，以此保障较大的光伏组件入光量，进一步的增加了光照入射量，提高了对光伏板的照射效果，综上所述，此太阳能发电光伏瓦组件及其光伏建筑系统具有整体结构设置合理，便于安装组建，运维成本低廉，调节智能，省时省力，便于控制，进而提高了太阳能发电光伏瓦组件和光伏建筑系统整体的发电量。
36.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。