太阳能发电装置的制造方法
【专利说明】太阳能发电装置 【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及太阳能发电技术领域，特别涉及一种太阳能发电装置。 【【背景技术】】
[0002] 石油、煤炭等传统能源的大量消耗以及其储存量有限，并且对环境存在着严重污 染等缺点，使得风能、太阳能等清洁能源越来越受到人们的重视，特别是太阳能受地域限制 较少，并且能源丰富，越来越成为研究的热点和重点。太阳能发电技术不同于利用从太阳发 出的辐射热能地太阳热生成技术。利用无限清洁能源的太阳能发电技术具有若干优点，包 括：无需额外能量或驱动源，无论其是小系统或者大系统都具有简单的结构。
[0003] 传统太阳能发电装置的可再生能源利用效率低，太阳能发电的能量（amount of energy)可能随着日照时间而变化，另外需要大量的光伏模块来产生相对大量的电力，并且 基于太阳能技术生成的电力与市电（commercial power)相比更昂贵。此外，首先获得的是 直流电力。光伏模块分类为：跟踪型，以电力驱动方式或者通过设备操纵来跟踪太阳，以允 许直射的阳光始终沿直射方向进入光伏模块的前表面，以使发电效率最大；半固定型，可按 照季节或者月份在位置上垂直地调节光伏模块；以及固定型，不管相对于太阳的高度而固 定光伏模块的位置。
[0004] 传统的太阳能聚光器利用抛物面将太阳能经过抛物镜面反射，然后使太阳光聚集 在抛物面的球心位置，该位置的太阳能不断增加，人们通常可以利用聚集在这点太阳能进 行加热操作，通过这样的设备可以想到这样一个思路：如果将该聚光器抛物镜面改装成太 阳能电池，制作成抛物面型的太阳能发电设备，可以对太阳光进行吸收发电，但是，经过分 析会发现，如果我们想要达到对太阳光二次或者多次吸收，这样的设计是不合理的，因为根 据太阳能聚光器的原理，如果太阳光经过该抛物面设备反射后依然会聚集在球心位置，此 处的能量会越来越高，不可能什么样的光电转换设备能够承受这样的温度，所以想要再次 吸收反射后的太阳能就必须将反射后的太阳能分散开来。 【【实用新型内容】】
[0005] 本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种太阳能发电装置，该 装置能够对太阳能进行多次吸收利用，并能够调整太阳能发电装置的位置。
[0006] 为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
[0007] -种太阳能发电装置，包括太阳能吸收装置和位置调节装置；其中，
[0008] 所述的太阳能吸收装置包括表面均覆盖太阳能薄膜电池材料的太阳能吸收曲面 装置和太阳能吸收杆状装置；所述的太阳能吸收曲面装置通过固定支架设置在固定平台 上，固定平台通过支撑杆与底座连接，支撑杆与固定平台一端铰接；所述的太阳能吸收杆状 装置设置在太阳能吸收曲面装置的中心线上；所述的太阳能吸收曲面装置为圆锥形结构， 太阳能吸收杆状装置一端固定在太阳能吸收曲面装置的中心，另一端伸出太阳能吸收曲面 装置。
[0009] 所述的位置调节装置包括驱动太阳能吸收装置调节倾斜角度的齿轮机构和驱动 太阳能吸收装置转动的凸轮摇杆机构。
[0010] 所述的齿轮机构包括旋转电机、设置在旋转电机输出轴上的第二螺旋伞齿轮和设 置在支撑杆底部上的第一螺旋伞齿轮，第一螺旋伞齿轮和第二螺旋伞齿轮相啮合。
[0011] 所述的凸轮摇杆机构包括升降电机、设置在升降电机的输出轴上的凸轮、连接凸 轮与固定平台的多个连杆和多个连杆连接用的万向铰链；凸轮摇杆机构的一连杆与固定平 台一端连接。
[0012] 所述的连杆为三个，万向铰链为两个，三个连杆通过两个万向铰链连接成摇杆机 构，摇杆机构再与凸轮连接形成凸轮摇杆机构。
[0013] 所述的太阳能吸收曲面装置的圆锥形母线与太阳能吸收杆状装置之间的夹角 θ<-^ 4
[0014] 所述的太阳能薄膜电池材料为CIGS薄膜太阳能电池材料。
[0015] 本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
[0016] 本实用新型的太阳能发电装置，太阳能吸收曲面和杆状光电转换器可以对太阳能 进行二次或者多次吸收利用。由于该设备是为了二次吸收太阳光，因此不仅需要高性能的 电池材料而且还要保证降低再次反射的几率。由于此次设计的曲面形状的特殊性，要求所 选用的太阳能电池材料具有一定的柔软度。
[0017] 进一步，曲面是由一个个同心圆累积而成，反射后的太阳能经过该曲面后会聚集 成一个线状，这个线状正好由各个同心圆的圆心连接而成。杆状光电转换器采用高性能的 电池材料而且还要保证降低再次反射的几率。
[0018] 进一步可以实现光的多次反射，可以提高利用率，达到光照面积较好又节 约成本的效果。 【【附图说明】】
[0019] 图1是本实用新型的太阳能发电装置组成示意图。
[0020] 图2是本实用新型的太阳能发电装置主视图。
[0021] 图3是本实用新型的太阳能发电装置左视图。
[0022] 图4是本实用新型的太阳能发电装置轴测图。
[0023] 图5是本实用新型的太阳能发电装置的工作流程图。
[0024] 图6是本实用新型的太阳能吸收曲面和杆状光电转化器参数设计图。
[0025] 图7是本实用新型的太阳能吸收曲面设计一。
[0026] 图8是本实用新型的太阳能吸收曲面设计二。
[0027] 图9是本实用新型的太阳能吸收曲面设计三。
[0028] 图10是本实用新型的曲面装置的面积S随Θ的变化曲线。
[0029] 图11是本实用新型的曲面装置的高h随Θ的变化曲线。
[0030] 附图符号说明：
[0031]
【【具体实施方式】】
[0032] 下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步说明，本实用新型不限于以下 实施例。
[0033] 如图1所示，本实用新型一种新型太阳能发电装置I主要包括太阳能吸收曲面装 置1、太阳能吸收杆状装置2、光电信号分析系统13、控制系统14、电机控制模块20、功耗分 析比较系统17以及光电传感器3。
[0034] 电机控制模块20主要包括升降电机6以及旋转电机10,升降电机6的输出轴末端 连接凸轮7,凸轮末端通过万向铰链4以及连杆5和固定平台11相连，固定平台11主要是 用来支撑并固定太阳能吸收曲面装置1和太阳能吸收杆状装置2。
[0035] 电机控制模块20通过驱动位置调节装置间接地连接太阳能多次吸收装置（太阳 能吸收曲面装置1和太阳能吸收杆状装置2)。太阳能吸收装置在升降电机6的驱动下改变 其俯仰角，在旋转电机10的驱动下使其水平转向不同的方位，最终使太阳能发电装置I可 以始终朝向太阳，以获得更多的太阳能。
[0036] 如图1所示，位置调节装置包括驱动太阳能吸收装置调节倾斜角度的齿轮机构和 驱动太阳能吸收装置转动的凸轮摇杆机构。齿轮机构包括旋转电机10、设置在旋转电机10 输出轴上的第二螺旋伞齿轮和设置在支撑杆底部上的第一螺旋伞齿轮8,第一螺旋伞齿轮 8和第二螺旋伞齿轮相嗤合。凸轮摇杆机构包括升降电机6、设置在升降电机6的输出轴上 的凸轮7、连接凸轮7与固定平台11的多个连杆5和多个连杆5连接用的万向铰链4 ;凸轮 摇杆机构的一连杆5与固定平台11 一端连接。连杆5为三个，万向铰链4为两个，三个连 杆5通过两个万向铰链4连接成摇杆机构，摇杆机构再与凸轮7连接形成凸轮摇杆机构。
[0037] 本实用新型装置的原理是对太阳光进行多次吸收利用以达到提高太阳能的转换 效率的目的，实现这种功能的结构主要由太阳能吸收曲面装置1和太阳能吸收杆状装置2 组成，如图1中所示，太阳能吸收曲面装置1其表面由新型薄膜太阳能材料覆盖，当太阳能 入射到其表面时大部分能量将会被吸收，一部分光线将会发生反射，经反射后的光线会再 次投射到太阳能吸收杆状装置2的表面，其表面也有太阳能吸收材料覆盖，照射的能量会 被其再次吸收，若还有反射将会再次投射到曲面1吸收，就这样经过多次反射其首次入射 的光线能量将被多次吸收利用，大大提高光电转换效率。
[0038] 结合图1和图5所示，一种新型太阳能发电系统，光电信号分析系统13连接在光 电传感器3和控制系统14之间。光电信号分析系统13将光电传感器3接收到的信号进行 分析，如果不是白天将系统中断进入等待状态；如果是白天再分析是否是晴天，若为晴天， 启动光电检测跟踪模式，光电信号分析系统13将该模式的光电辨识信号发送到控制系统 14的综合判断单元15,得出方向信号，进而传输到升降计算以及旋转计算单元16,最后将 旋转信号和升降信号传输给电机控制模块20,升降电机驱动模块18和旋转电机驱动模块 19同时对设备进行调