便携式太阳能电池板系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明总体上涉及光伏太阳能面板部署系统和方法，并且更具体地，涉及用于部署便携式光伏发电系统的系统和方法，以及太阳能电池板跟踪系统。
【背景技术】
[0002]典型的光伏太阳能电池阵列(太阳能电池板)部署系统和方法以及太阳能电池板跟踪系统和方法是非常复杂、昂贵的，并且需要过多的时间和材料来完成。因此，典型的太阳能电池板部署系统和方法消耗掉大量的，在太阳能电池板系统的使用寿命期间可产生的能量。举例来说，典型的太阳能电池板部署系统和方法依赖于大型钢结构以支撑太阳能电池板。大型钢结构需要用大量的劳动力和材料来安装，且需要有混凝土基础来支持钢结构，还需要诸多其他准备工作。在另一个例子中，典型的屋顶太阳能电池板安装除了需要钢结构支撑系统外，还需要对于现有屋顶结构和现有屋顶条件的昂贵的结构学研究以及可能的结构学改进。
[0003]此外，一个典型的太阳能电池板部署的系统和方法往往不包括致动系统，其用于随着太阳从日出到日落地从高空经过而跟踪太阳。跟踪系统增加太阳能电池板的电力产量，但需大量的额外费用。举例来说，通常需要有许多运动部件(例如，齿轮，链条，杠杆和支点)，以为典型太阳能电池板提供跟踪太阳的能力。这些移动部件各自提高了太阳能电池板的支撑结构的成本和复杂性，同时也增加了维护的要求并降低了可靠性。此外,典型的跟踪控制系统需要高功率且昂贵的电子设备以移动太阳能板的位置和方向以用于最大电功率输出。
[0004]有鉴于上述情况，有必要提出一种用于部署、使用和操作太阳能电池板的简化的系统、方法和装置。
【发明内容】
[0005]概括地说，本发明通过提供一种简化的，能够跟踪太阳的便携式太阳能电池板系统来满足上述这些需要。应当理解的是，本发明可以以多种方式来实现，包括实现为过程、装置、系统、计算机可读介质或设备。本发明的若干实施例描述如下。
[0006]一个实施例提供了一种便携式太阳能电池板系统，其包括一支撑结构，安装在所述支撑结构中的一个或多个太阳能电池板，至少三个轮子，其耦合到所述支撑结构且在一个表面上可转动地支承所述支撑结构，控制器，耦合到所述控制器的阳光监测器，以及耦合到所述控制器且机械地连接到所述至少三个轮子中的至少一个的跟踪驱动系统。
[0007]所述支撑结构可以包括基座，以及可调节地耦合到所述基座的面板支撑件。跟踪驱动系统可包括面板驱动系统，其耦合在所述基座和所述面板支撑件之间，能够选择性地改变所述基座和所述面板支撑件之间的倾角。所述支撑结构可以包括基座，可调节地耦合到所述基座的面板支撑件，以及支撑支杆和/或至少一个稳定器。
[0008]所述的太阳能面板系统还可以包括耦合到所述至少一个太阳能电池板的电源调整器。阳光监测器可安装在支撑结构上。阳光监测器可以包括光敏元件和至少一个隧道。阳光监测器可包括在约2至约20度之间的阳光检测角度。
[0009]控制器可以包括逻辑，用于驱动所述至少三个轮子中的至少一个来旋转支撑结构，以实现来自阳光监测器的期望的输出。
[0010]另一个实施例提供用于利用便携式太阳能电池板系统跟踪太阳的方法。所述的便携式太阳能电池板系统包括支撑结构，安装在所述支撑结构中的一个或多个太阳能电池板，至少三个轮子，其耦合到所述支撑结构且在一个表面上可转动地支承所述支撑结构，控制器，耦合到所述控制器的阳光监测器，和耦合到所述控制器且机械地连接到所述至少三个轮子中的至少一个的跟踪驱动系统。该方法还可以包括驱动所述至少三个轮子中的至少一个以旋转所述支撑结构，以实现来自阳光监测器的期望的输出。
[0011]所述方法还可以包括改变支撑结构的基座和面板支撑件之间的倾角，以实现来自阳光监测器的期望的输出。
[0012]驱动所述至少三个轮子中的至少一个来旋转所述支撑结构以实现来自阳光监测器的期望的输出的步骤还可以包括:横向平移所述支撑结构和/或围绕一个选定的固定点转动所述支撑结构。选定的固定点可以是所述至少三个轮子中的一个，或是在支撑结构中的任何选定的点。驱动所述至少三个轮子中的至少一个来旋转所述支撑结构以实现来自阳光监测器的期望的输出的步骤还可以包括:横向平移所述支撑结构，并围绕一个或多个选定的固定点转动所述支撑结构。
[0013]所述方法还可以包括:检测不利的天气条件并最小化倾角。该方法还可以包括检测所述至少一个太阳能电池板的表面上的污染物和清洁所述至少一个太阳能电池板的表面。
[0014]又一个实施例提供一种太阳能电池板系统，其包括支撑结构，所述支撑结构具有基座和可调节地耦合到所述基座的面板支撑件，安装在所述面板支撑件上的一个或多个太阳能电池板，三个轮子，其耦合到所述支撑结构且在不平坦的表面上可旋转地支承所述支撑结构。该系统还可以包括控制器，耦合到所述控制器的阳光监测器，所述阳光监测器被安装在支撑结构上，其中所述阳光监测器包括在约2至约5度之间的阳光检测角，还有耦合到所述控制器且机械地连接于所述至少三个轮子中的至少一个的跟踪驱动系统，其中，所述跟踪驱动系统包括面板驱动系统，其连接在所述基座和面板支撑件之间，能够选择性地改变所述基座和所述面板支撑件之间的倾角。
[0015]根据下面的详细描述，并结合附图(附图以举例的方式说明本发明的原理)，将明白本发明的其它方面和优点。
【附图说明】
[0016]本发明将通过结合附图的以下详细描述而容易地理解。
[0017]图1A是根据本发明的实施例的便携式太阳能发电系统的正视图。
[0018]图1B是根据本发明的实施例的便携式太阳能发电系统的后视图。
[0019]图2A是根据本发明的实施例的便携式太阳能发电系统的前视图，其中基座和面板支承件之间接近最小倾角α。
[0020]图2Β是根据本发明的实施例的面板支撑件的一部分的前视图。
[0021]图2C是根据本发明的实施例的面板支撑件的正视图。
[0022]图3是根据本发明的实施例的跟踪系统的简化框图。
[0023]图4A-4C是根据本发明的实施例的阳光监测器145的简化图。
[0024]图4D是根据本发明的实施例的替代性阳光监测器的简化原理图。
[0025]图5是根据本发明的实施例的利用便携式太阳能发电系统跟踪阳光的方法的流程图。
[0026]图6A是根据本发明的实施例的便携式太阳能发电系统跟踪太阳的时间推移图。
[0027]图6B、图6C1-6C5、图6D1-6D5是根据本发明的实施例的在跟踪太阳的时间推移过程中便携式太阳能发电系统的上方视图。
[0028]图7A和图7B是根据本发明的实施例的轮子驱动系统的更详细的原理图。
[0029]图8A-8C是根据本发明的实施例的面板驱动系统的更详细的原理图。
[0030]图8D示出了根据本发明的实施例的位于存储或安全定向中的便携式太阳能发电系统。
[0031]图SE示出了根据本发明的实施例的可任选的风速和风向检测器。
[0032]图9是根据本发明的实施例的控制器和便携式太阳能电池板系统的框图。
[0033]图10是用于执行至少一个根据本发明的实施例的处理的示例性计算机系统的框图。
【具体实施方式】
[0034]现在将对能够跟踪太阳的经简化的便携式太阳能电池板系统和方法的若干示例性实施例进行说明。本领域技术人员可明白，可以在不采取本文所述的部分或全部具体细节的情况下实施本发明。
[0035]太阳能发电系统有望提供低成本、低维护、低运行成本功耗达较长使用寿命。由太阳能发电系统所产生的实际功率部分地由生产、部署和运营太阳能发电系统所需的材料、人工和能源方面的开支所抵销。资金和劳动力两方面的费用包括以下支出:制造光伏电池阵列(太阳能电池板)、送货、安装工时、安装结构、和长期运营和维护。本文所描述的系统通过提供一个简化的、模块化的、且更为便携的太阳能电池板系统来应对这些支出。
[0036]图1A是根据本发明的实施例的便携式太阳能发电系统100的正视图。图1B是根据本发明的实施例的便携式太阳能发电系统100的背面图。便携式太阳能发电系统100包括框架102和安装在该框架上的多个太阳能电池板104A-H。框架102包括基座102A、面板支撑件102B和支撑支杆102C。基座10