一种可随太阳照射方向转动的光伏发电系统的制作方法

本实用新型属于太阳能光伏发电领域，尤其是涉及一种可随太阳照射方向转动的光伏发电系统。

背景技术：

现有的光伏发电系统一般仅仅在东西方向上跟随太阳照射方向转动，其在南北方向上为固定设置，但是实际上由于季节时令的更替、各地区所处地势的不同、气候的变化等因素，太阳的直射点不仅仅在东西方向上发生改变，从而现有的光伏发电系统不能充分、有效地利用太阳能。

针对上述问题，也有光伏发电系统在南北方向上转动以吸收更多的太阳能，如中国专利CN 205049977公开了一种推杆式双轴光伏跟踪系统，其马达运转通过传动机构带动梁杭架在东西方向上翻转；推动第二推杆实现太阳能板在南北方向上的翻转。但是其在东西方向上的翻转和在南北方向上的翻转为独立进行，东西方向上的光伏跟踪和南北方向上的光伏跟踪也为独立进行，不能精确地跟踪太阳直射的方向和角度，翻转的角度范围也较小，从而无法尽可能多地采集太阳光，结构复杂的同时还降低了太阳能光伏发电的效率。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足,本实用新型提供一种能精准地跟踪太阳的直射方向、太阳能吸收效率高、发电效率高的可随太阳照射方向转动的光伏发电系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种可随太阳照射方向转动的光伏发电系统，包括用于采集太阳光的采集模块、用于驱动采集模块移动的驱动模块及控制器，所述驱动模块包括用于驱动采集模块在东西方向上转动的第一驱动模块和用于驱动采集模块在南北方向上移动的第二驱动模块，所述第一驱动模块和第二驱动模块分别与控制器电连。随着太阳直射方向在东西方向上的变化，第一驱动模块带动采集装置在东西方向上转动，由于季节的交替变化、光伏发电系统所处区域纬度的不同，太阳直射方向在南北方向上也有小幅度的变化，因此第二驱动模块在随着第一驱动模块东西方向上转动的同时在南北方向上也会同时移动，增加了采集装置的角度变化范围，进而增加了采集装置吸收的太阳能；第一驱动模块和第二驱动模块由同一个控制器控制，即第一驱动模块和第二驱动模块在由不同的驱动装置的驱动下又相互联动，第一驱动模块与第二驱动模块相连，能更加精确地跟随太阳照射方向转动，进而最大限度地采集太阳光。

进一步的，所述采集模块上设有至少一用于跟踪太阳光的感应装置，所述感应装置与控制器电连。感应装置的设置使得采集装置有效跟踪到太阳的直射方向，便于尽可能多地收集太阳能。

进一步的，还包括用于将采集模块恢复初始位置的复位模块。当太阳升起时，采集装置跟着太阳自东向西转动、在南北方向上移动，太阳落山后，复位模块将采集装置复位至初始状态，完成一次调整，采集装置重复跟着太阳转动。

进一步的，所述复位模块包括与采集模块配合的传动机构和动力模块，所述动力模块与控制器电连。

进一步的，还包括用于控制第二驱动模块移动行程的限位模块。限位模块可以避免太阳能光伏板在南北方向过度偏转而导致损坏，限定了第二驱动模块水平移动的行程。

进一步的，所述采集模块包括多个呈阵列排布的太阳能光伏板和与太阳能光伏板相连的支架，所述第一驱动模块与支架传动连接。有效利用土地面积，在单位面积内最大限度地采集太阳光能。

进一步的，所述多个太阳能光伏板位于同一高度上。

进一步的，所述采集模块设于位于支架上，该支架与地面的距离至少为5m。将支架设置在高空中，缩短了采集模块与太阳的距离，增加了吸收的太阳能总量，而且避免了采集模块背面的高温影响对应于采集模块下方的地面，可以有效利用支架下方的土地。

本实用新型的有益效果是：采集模块不仅在东西方向上可以跟随太阳的直射方向发生偏转，而且同时可以在南北方向上跟随太阳的直射方向发生偏转，且东西方向和南北方向上的移动由同一个控制器控制，偏转的角度范围更广，更加精准，吸收的太阳能更多，结构简单，操作方便。

附图说明

图1为本实用新型的控制结构示意图。

图2为本实用新型的结构示意图。

图3为采集模块的排布结构示意图。

图4为第一驱动模块和采集模块配合的侧视结构示意图。

图5为采集模块的部分结构示意图。

图6为第一驱动模块的结构示意图。

图7为第二驱动模块的结构示意图。

图8为限位结构的侧视结构示意图。

图9为限位结构的主视结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好的理解本实用新型方案，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、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

参照图1-9所示，一种可随太阳照射方向转动的光伏发电系统，包括用于采集太阳光的采集模块1、驱动模块、控制器及感应装置11，其中驱动模块包括用于带动采集模块1在东西方向上转动的第一驱动模块和用于带动采集模块1在南北方向上移动的第二驱动模块。感应装置11的数量为至少一个，其连接在采集模块1上，用于追踪太阳直射的方向，控制器分别与感应装置11、第一驱动模块及第二驱动模块电连，即感应装置11接收到太阳直射角度变化后，向控制器发送信号，控制器分别向第一驱动模块和第二驱动模块发送信号，调节第一驱动模块的转动速度和转动角度，调节第二驱动模的移动速度和移动距离，直到采集模块1的吸收面正对太阳直射方向。

第一驱动模块和第二驱动模块相互联动设置，即第一驱动模块的转动速度和转动角度由控制器的其中一区域单独控制、第二驱动模块的移动速度和移动距离由控制器的另一区域单独控制的前提下，第一驱动模块在驱动采集模块1东西方向转动的同时，带动第二驱动模块同步转动，而且第二驱动模块可以在南北方向上水平移动。

还包括复位模块，复位模块包括传动机构和动力模块，动力模块与控制器相电连。当太阳落山后，采集模块的朝向停留在正对太阳落山时太阳的直射方向上，通过复位模块将采集模块恢复至初始太阳刚升起时的朝向，当太阳升起时，重复继续下一天的太阳能吸收。上述功能为现有技术可以实现不再赘述。

采集模块1包括多组呈阵列排布的太阳能光伏板，串联的每组太阳能光伏板包括多块固定连接的太阳能光伏板111，于本实施例中为三块太阳能光伏板111横向并列连接。每块太阳能光伏板111的背面转动连接有第一支撑杆112，太阳能光伏板111的背面还固定连接有第二支撑杆113。感应装置11只需要安装在其中一块太阳能光伏板上即可。为了收集到更多的太阳能，采集模块被安装在支架6上，支架6位于高空中，即支架6距离地面至少5m。

第一驱动模块包括主轴21、第一驱动装置22及限位结构，主轴21南北朝向地水平架设在高空中，主轴21的纵截面呈中空方形结构，减轻了主轴21的重量，也便于主轴21绕着其中心轴在东西方向上的翻转。

第二驱动模块包括推杆31、第二驱动装置32及传动组件。推杆31与主轴21平行设置，传动组件包括传动杆331、内套332及固定架333，于本实施例中第二驱动装置32为固定连接在固定架333端部的电机，传动杆331平行地固定在推杆31和主轴21之间位置，固定架333内电机上连接有内套332，内套332上设有内螺纹，该内螺纹与传动杆331上的外螺纹适配，即传动杆331为丝杆结构，当电机转动带动内套332转动时，内套332上的内螺纹驱动传动杆331向左或向右运动，带动推杆31在南北水平方向上的移动。固定架333固定连接在主轴21上，具体的，主轴21的外围套设有四个U型连接件71，U型连接件71的开口朝上设置，U型连接件71将主轴21包覆在内部，且U型连接件71的内壁与主轴21的外壁贴合，两个U型连接件71的上部开口之间固定连接有连接板72，连接板72上固定连接有对称设置的连接片73，两个连接片73之间卡设有限位轴74，固定架333卡设在限位轴74、连接片73及连接72板之间形成的空间内，不会产生移动。

还包括与第二驱动模块配合的限位模块。限位模块包括主轴21上设置的两个限位开关211，当推杆31被推动至触发左侧的限位开关时，左侧的限位开关向控制装置发送信号，控制装置将信号传输至第二驱动装置32，强制控制第二驱动装置32停止驱动推杆31继续向左移动；当推杆31被推动至触发右侧的限位开关时，右侧的限位开关向控制装置发送信号，控制装置将信号传输至第二驱动装置32，强制控制第二驱动装置32停止驱动推杆31继续向右移动，即两个限位开关211限定了推杆31在水平方向上的移动距离，进而限定了太阳能光伏面板在南北方向上的移动角度范围，也在人为推动推杆时，起到了保护的作用，界定了推杆左右移动的极限位置，避免过度推动推杆，有效保护太阳能光伏面板不被过度拉动而损坏。

第一驱动模块的限位结构包括上部体231和下部体232，下部体232包括套设在主轴21外围的两个U型连接件，U型连接件的开口朝上设置，U型连接件将主轴21包覆在内部，且U型连接件的内壁与主轴21的外壁贴合，U型连接件的上部开口处固定连接有连接板，该连接板的上方固定连接有上部体231，上部体231内形成一空腔，空腔内活动连接有上滚轮233和下滚轮234，上滚轮233和下滚轮234之间供推杆31穿过，推杆31的纵截面也呈中空方形结构，上滚轮233通过第一滚动轴235连接在空腔的上部，下滚轮234通过第二滚动轴236连接在空腔的下部，上滚轮233可绕着第一滚动轴235滚动，下滚轮234可绕着第二滚动轴236滚动。从而推杆31水平移动时，推杆31贴合上滚轮233和下滚轮234移动，上滚轮233和下滚轮234可以减小其移动的摩擦力，而且上滚轮233和下滚轮234对推杆31起到一个限位和支撑的作用，避免推杆由于长度过长而发生轻微的弯曲。

第一支撑杆112的另一端活动连接在推杆31上，具体的，推杆31的外围套设有两个U型连接件，U型连接件的开口朝上设置，U型连接件将推杆31包覆在内部，且U型连接件的内壁与推杆31的外壁贴合，U型连接件的上部开口处固定连接有连接板，连接板上固定连接有对称设置的连接片，两个连接片之间卡设有支轴，第一支撑杆112转动连接在支轴上。第二支撑杆113的另一端转动连接在上部体231的侧壁上，其可以转动连接在第一滚动轴235或第二滚动轴236上。

第一驱动装置22包括动力模块223和减速机构224，减速机构224上设有输入端和输出端，动力模块223与输入端相连，输出端上设有传动轴221，传动轴221上设有至少两个可同步转动的连接端222，于本实施例中有同轴设置的两个连接端，两个连接端位于减速机构224的两侧，每个连接端上连接有主轴，从而一个第一驱动装置就可以同时驱动两个主轴同步转动，进而带动连接在主轴上的采集装置同步转动，减少了动力模块的设置数量。动力模块223和传动轴221之间通过蜗轮蜗杆减速器传动，减速机构224上还设有用于防止传动轴反向转动的自锁结构，上述功能为现有技术可以实现不再赘述，从而在高空中风较大时，可以有效避免大风吹动主轴逆向转动，提高采集装置的翻转精度，有利于采集更多的太阳能。

上述具体实施方式用来解释说明本实用新型，而不是对本实用新型进行限制，在本实用新型的精神和权利要求的保护范围内，对本实用新型作出的任何修改和改变，都落入本实用新型的保护范围。