一种太阳能双轴跟踪装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开一种太阳能双轴跟踪装置，包括太阳能电池板，用于驱动太阳能电池板俯仰运动和旋转运动的驱动总成，太阳能电池板与驱动总成之间连接有支架。本实用新型的驱动总成中设置有电机，所述驱动总成中的电机在工作时驱动太阳能电池板做俯仰运动和/或旋转运动，从而使太阳能电池板时刻保持与太阳光相垂直的状态，因此本实用新型使得单位时间内，太阳能电池板的产电量保持最大值。本实用新型结构简单，设计合理，而且还可以实现全自动智能化控制，使用操作便捷，实现了对太阳光的平稳跟踪，提高了光伏发电装置的发电能力。
【专利说明】一种太阳能双轴跟踪装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于光伏发电【技术领域】，具体涉及一种太阳能双轴跟踪装置。
【背景技术】
[0002]当今世界能源问题日益严重，新型能源技术当中的能量捕捉技术和能量传输技术变得越来越重要。近年来，光伏技术作为一种新型、清洁的新能源得到迅猛发展。
[0003]目前常规的做法是将太阳能电池板倾斜一定的角度设置在地面上，以尽可能的使能量收集效率最大化，这种设置方式在一定程度上可以提高太阳能转化效率，但是由于太阳能电池板在一天的各个时间段里并不全处于和太阳光线相垂直的状态，尤其是在早晨和晚上两个时间段，太阳能电池板的能量输出效率非常低，因此如何提高太阳能电池板的能量收集效率是一个亟待解决的技术问题。
实用新型内容
[0004]为解决现有技术中因光线移动而不能充分利用太阳能的问题，本实用新型提供了一种太阳能双轴跟踪装置。本实用新型能够使太阳能电池板做俯仰运动和旋转运动，从而为太阳能电池板能够及时地跟踪太阳光线建立了坚实的结构基础。
[0005]为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案:
[0006]一种太阳能双轴跟踪装置，包括太阳能电池板，还包括用于驱动太阳能电池板俯仰运动和旋转运动的驱动总成，太阳能电池板与驱动总成之间连接有支架。
[0007]本实用新型还可以通过以下步骤进一步实现。
[0008]进一步的，所述驱动总成包括俯仰机构、旋转机构和安装支座，所述支架与所述俯仰机构连接；
[0009]所述安装支座包括自下而上设置的底座、下支撑板和上支撑板，所述底座与下支撑板固接，所述旋转机构安装于所述底座与下支撑板之间，所述俯仰机构固设在上支撑板的上侧；所述旋转机构的旋转轴向上穿过下支撑板并带动上支撑板及所述俯仰机构一起旋转。
[0010]进一步的，所述旋转机构包括安装于底座上的旋转电机，所述旋转电机的输出端通过第一联轴器与所述旋转轴联接，所述旋转轴的穿过上支撑板的轴身处套设有轴承。
[0011]进一步的，所述俯仰机构包括蜗杆、与蜗杆啮合的蜗轮，还包括分别固定在上支撑板上的俯仰电机、蜗轮座和蜗杆支承座，该俯仰电机的输出端通过第二联轴器与蜗杆的一端相连，蜗杆的另一端连接所述蜗杆支撑座，蜗轮套设于蜗轮支撑轴上，蜗轮支撑轴的端部与设置在蜗轮座上的深沟球轴承连接；所述支架固定设置在所述蜗轮支撑轴上。
[0012]优选的，所述支架为两个三角架，两个三角架分设在蜗轮两侧的蜗轮支撑轴上；所述三角架的一个角部与蜗轮支撑轴固接，三角架的与此角部对应的边部与所述太阳能电池板固接。
[0013]更进一步的，本装置还包括主控制器、太阳能充电管理器、储能蓄电池、逆变器、太阳能利用装置和设置在太阳能电池板上的传感装置；该主控制器的输入端与所述传感装置相连，输出端分别与旋转电机、俯仰电机以及太阳能充电管理器的输入端相连；所述太阳能充电管理器的输入端与太阳能电池板相连，太阳能充电管理器输出端与储能蓄电池相连，储能蓄电池的输出端与太阳能利用装置通过逆变器相连。
[0014]优选的，所述传感装置为四象限光电传感器。
[0015]优选的，所述太阳能利用装置为无线充电板。
[0016]本实用新型的有益效果在于:
[0017]I)驱动总成中的电机驱动太阳能电池板做俯仰运动和旋转运动，使太阳光时刻垂直于太阳能电池板上，使得单位周期时间内，太阳能电池板的产电量保持最大值，其结构简单，设计合理，智能化程度高，使用操作便捷，能够实现对太阳光的平稳跟踪，提高光伏发电装置的发电能力。
[0018]需要特别指出的是，本发明中的驱动总成可以采用全自动控制方式，也可以由人工控制；当由人工控制驱动总成动作时，可以每过一段时间，由操作人员启动驱动总成中的电机，使太阳能电池板重新对准太阳即可。
[0019]2)本发明中设置了主控制器，可根据当地日照情况，也可根据传感器检测到的光照信息，直接驱动旋转电机和俯仰电机运动，可以实现无人操纵、过程自动控制及远程监控。
[0020]3)本发明中的太阳能利用装置为无线充电板，采用无线充电板不仅可以为各种接口型号的电器充电，同时减少了充电线，方便使用，外形简洁。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为本实用新型的主视图。
[0022]图2为本实用新型的立体示意图。
[0023]图3为本实用新型的方框图。
[0024]图4为本实用新型中主控制器的框图。
[0025]图中标注符号的含义如下:
[0026]10—传感装置20—太阳能电池板21—支架
[0027]30—驱动总成31—安装支座311—底座312—下支撑板
[0028]313—上支撑板32—旋转机构321—旋转电机322—第一联轴器
[0029]323—旋转轴33—俯仰机构331—俯仰电机332—第二联轴器
[0030]333一蜗杆334—蜗杆支承座335—蜗轮座336—蜗轮
[0031]337—蜗轮支撑轴338—深沟球轴承34—轴承40—主控制器
[0032]50—太阳能充电管理器60—储能蓄电池70—逆变器
[0033]80一太阳能利用装置41一单片机控制主芯片42—AD输入模块
[0034]43 — PWM脉宽调制输出模块44一触摸屏45—直流电源
[0035]46一彳目号调理电路47—步进电机驱动电路
【具体实施方式】
[0036]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。
[0037]参照图1、图2和图3，一种太阳能双轴跟踪装置，包括传感装置10、太阳能电池板
20、驱动总成30、主控制器40、太阳能充电管理器50、储能蓄电池60、逆变器70和太阳能利用装置80，传感装置10为四象限光电传感器设置在太阳能电池板20上，用于时刻检测太阳光线与太阳能电池板20所在平面的夹角，四象限光电传感器的输出端与主控制器40的输入端相连；
[0038]主控制器40的输出端与驱动总成30相连，主控制器40接收并处理四象限光电传感器输入的信息，从而控制驱动总成30运动，带动设置在驱动总成30上方的太阳能电池板20作旋转运动或者俯仰运动；
[0039]太阳能充电管理器50的输入端分别与太阳能电池板20的输出端和主控制器40的输出端相连，太阳能充电管理器50的输出端与储能蓄电池60的输入端相连,太阳能充电管理器50将太阳能转化后得到的电能输入储能蓄电池60中；
[0040]储能蓄电池60的输出端通过逆变器70与太阳能利用装置80相连，逆变器70将直流电转化成交流电，供给太阳能利用装置80即无线充电板，实现太阳能的利用。
[0041]所述驱动总成30包括俯仰机构33、旋转机构32和驱动安装支座31，所述太阳能电池板20通过支架21与所述俯仰机构33连接；
[0042]所述安装支座31包括U型底座311、下支撑板312和上支撑板313，该底座311与下支撑板312焊接，所述上支撑板313与下支撑板312通过轴承34转接，轴承34的上端与上支撑板313固接，下端与所述旋转机构32相连，该旋转机构32安装于所述底座311与下支撑板312之间，带动上支撑板313及设置于上支撑板313上的俯仰机构33 —起旋转。
[0043]所述安装支座31上开设有若干不影响使用的孔，节约材料，降低成本。
[0044]所述旋转机构32包括安装于底座311上的旋转电机321、第一联轴器322和旋转轴323，该旋转电机321的输出端与旋转轴323通过第一联轴器322联接，所述旋转轴323的另一端穿过上支撑板313与轴承34连接。
[0045]进一步的，所述俯仰机构33包括蜗杆333、与蜗杆333啮合的蜗轮336，和分别固定在上支撑板313上的俯仰电机331、蜗轮座335和蜗杆支承座334，
[0046]该俯仰电机331的输出端通过第二联轴器332与蜗杆333的一端相连，蜗杆333的另一端连接所述蜗杆支撑座334，蜗轮336套设于蜗轮支撑轴337上，蜗轮支撑轴337与设置在蜗轮座335上的深沟球轴承338连接，该蜗轮支撑轴337与支架21相连。
[0047]优选的，所述支架21为两个三角架，分别设置于蜗轮336两侧的蜗轮支撑轴337上，连接太阳能电池板20。
[0048]参照图4，所述主控制器40包括单片机控制主芯片41、触摸屏44、直流电源45、信号调理电路46和步进电机驱动电路47，该单片机主芯片41上设置有AD输入模块42和PWM脉宽调制输出模块43，单片机主芯片41与触摸屏44相连；信号调理电路46的输入端与四象限光电传感器相连，输出端与AD输入模块42连接,用于对四象限光电传感器输出的信号进行放大、滤波和A/D转换处理；PWM脉宽调制输出模块43与步进电机驱动电路47的输入端相连，步进电机驱动电路47的输出端与驱动总成30中的电机相连；直流电源45分别给四象限光电传感器、单片机控制主芯片41、信号调理电路46、步进电机驱动电路47以及电机供电。
[0049]本实用新型的工作原理:太阳光照射到太阳能电池板20上，设置于太阳能电池板20上的四象限光电传感器实时监测太阳光线与太阳能电池板20所在平面的夹角值，并将该夹角值传递到主控制器40，当二者夹角值偏离垂直位置时，主控制器40驱动旋转电机321和俯仰电机331，使太阳能电池板20作旋转运动或者俯仰运动，直至夹角值恢复到90 °，在此过程中，太阳能电池板20将转化的电能通过太阳能充电管理控制器50给储能蓄电池60充电，储能蓄电池60通过逆变器70将直流电转化成交流电，并供给无线充电板或者普通家用电器充电，将安装了配对接收线圈的被充电电器放置在无线充电板上，就可以实现对被充电电器进行充电。
【权利要求】
1.一种太阳能双轴跟踪装置，包括太阳能电池板(20)，其特征在于:还包括用于驱动太阳能电池板(10)俯仰运动和旋转运动的驱动总成(30)，太阳能电池板(20)与驱动总成(30)之间连接有支架(21)； 所述驱动总成(30)包括俯仰机构(33)、旋转机构(32)和安装支座(31)，所述支架(21)与所述俯仰机构(33)连接； 所述安装支座(31)包括自下而上设置的底座(311)、下支撑板(312)和上支撑板(313)，所述底座(311)与下支撑板(312)固接，所述旋转机构(32)安装于所述底座(311)与下支撑板(312)之间，所述俯仰机构(33)固设在上支撑板(313)的上侧；所述旋转机构(32)的旋转轴(323)向上穿过下支撑板(312)并带动上支撑板(313)及所述俯仰机构(33)一起旋转； 所述旋转机构(32)包括安装于底座(311)上的旋转电机(321)，所述旋转电机(321)的输出端通过第一联轴器(322)与所述旋转轴(323)联接，所述旋转轴(323)穿过上支撑板(312)的轴身处套设有轴承(34)； 所述俯仰机构(33)包括蜗杆(333)、与蜗杆(333)啮合的蜗轮(336)，还包括分别固定在上支撑板(313)上的俯仰电机(331)、蜗轮座(335)和蜗杆支承座(334)，该俯仰电机(331)的输出端通过 第二联轴器(332)与蜗杆(333)的一端相连，蜗杆(333)的另一端连接所述蜗杆支撑座(334)，蜗轮(336)套设于蜗轮支撑轴(337)上，蜗轮支撑轴(337)的端部与设置在蜗轮座(335)上的深沟球轴承(338)连接；所述支架固定设置在所述蜗轮支撑轴(337)上； 所述支架(21)为两个三角架，两个三角架分设在蜗轮(336)两侧的蜗轮支撑轴(337)上；所述三角架的一个角部与蜗轮支撑轴(337)固接，三角架的与此角部对应的边部与所述太阳能电池板(20)固接。
2.如权利要求1所述的太阳能双轴跟踪装置，其特征在于:本装置还包括主控制器(40)、太阳能充电管理器(50)、储能蓄电池(60)、逆变器(70)、太阳能利用装置(80)和设置在太阳能电池板(20)上的传感装置(10);该主控制器(40)的输入端与所述传感装置(10)相连，输出端分别与旋转电机(321)、俯仰电机(331)以及太阳能充电管理器(50)的输入端相连；所述太阳能充电管理器(50)的输入端与太阳能电池板(20)相连，太阳能充电管理器(50)输出端与储能蓄电池(60)相连，储能蓄电池(60)的输出端与太阳能利用装置(80)通过逆变器(70)相连。
3.如权利要求6所述的太阳能双轴跟踪装置，其特征在于:所述传感装置(10)为四象限光电传感器。
4.如权利要求7所述的太阳能双轴跟踪装置，其特征在于:所述太阳能利用装置(80)为无线充电板。
【文档编号】G05D3/12GK203858516SQ201420122856
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年3月18日 优先权日:2014年3月18日
【发明者】柴业郡 申请人:柴业郡