用于偏远地区的智能太阳能发电装置的安装方法与流程

文档序号:15232638发布日期:2018-08-21 19:48阅读:177来源:国知局

本发明涉及太阳能领域,具体涉及用于偏远地区的智能太阳能发电装置的安装方法。



背景技术:

太阳能是一种可再生的新能源,在人们生活、工作中有广泛的作用,其中之一就是把太阳能转换为电能,太阳能电池就是利用太阳能工作的。而太阳能热电站的工作原理则是利用汇聚的太阳光,把水烧至沸腾变为水蒸气,然后用来发电。太阳能发电可分为太阳光发电和太阳热发电。太阳能光发电是将太阳能直接转变成电能的一种发电方式。它包括光伏发电、光化学发电、光感应发电和光生物发电四种形式,在光化学发电中有电化学光伏电池、光电解电池和光催化电池。太阳能热发电是先将太阳能转化为热能,再将热能转化成电能,它有两种转化方式。一种是将太阳热能直接转化成电能,如半导体或金属材料的温差发电,真空器件中的热电子和热电离子发电,碱金属热电转换,以及磁流体发电等。另一种方式是将太阳热能通过热机(如汽轮机)带动发电机发电,与常规热力发电类似,只不过是其热能不是来自燃料,而是来自太阳能。

照射在地球上的太阳能非常巨大,大约40分钟照射在地球上的太阳能,足以供全球人类一年能量的消费。可以说,太阳能是真正取之不尽、用之不竭的能源。而且太阳能发电绝对干净,不产生公害。所以太阳能发电被誉为是理想的能源。

太阳能发电是利用电池组件将太阳能直接转变为电能的装置。太阳能电池组件是利用半导体材料的电子学特性实现p-v转换的固体装置,在广大的无电力网地区,该装置可以方便地实现为用户照明及生活供电,一些发达国家还可与区域电网并网实现互补。

现有的太阳能发电装置,如公布号为cn107579699a的一种基于bp神经网络调节角度的太阳能光伏发电装置及其调节方法中公布了通过环境温度、环境湿度、光照强度阳光入射角度等因素调节太阳能板进而使太阳光在太阳能板内部形成多次反射进而提高太阳能的利用率;同时公布号为cn104635756a的一种太阳能跟踪器跟踪角度偏差测量方法与装置,得到精确的太阳跟踪器跟踪角度,进而使太阳能发电状发电效率最大化。

以上方法确实能提高太阳能的利用率,但是当用于偏远环境艰苦的地区时,以上两个专利中所采用的电器元件均为精密的电器元件,并且长期放置在暴晒或风吹雨打之地时,这样的电子元件的精确度会受到严重影响,并且在长期使用过程中,不仅极易损坏,使用寿命不长,并且其测量的精确度也会逐渐降低,进而影响太阳能的利用率。

并且,现有的用于偏远地区的太阳能发电装置在安装时,操作繁琐,不能快速的进行安装,并且在太阳能发电装置的支架一部分发生损坏时,需要将整个支架拆卸再进行更换,这样不仅操作麻烦并且效率低下。

同时,现有的用于偏远地区的太阳能发电装置由于每天天气不定,太阳每天提供的能量都是未知数,因此,在偏远地区的电力十分不稳定,器太阳能发电装置的太阳能转化的效率较低,不便于长期使用。

因此,一种结构简单,使用寿命更长,并且能有效提高太阳能利用率的用于偏远地区的太阳能发电装置是迫切需要的。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题是现有的用于偏远地区的太阳能发电装置的安装更换效率低,并且其太阳能的转化效率也低下,不便于长期使用,目的在于提供用于偏远地区的智能太阳能发电装置的安装方法,解决太阳能发电装置的安装使用的问题。

本发明通过下述技术方案实现:

用于偏远地区的智能太阳能发电装置的安装方法,包括以下步骤:

(1)将用于支撑太阳能板的支撑架结构连接固定,连接好后,将太阳能板放置在支撑架上,在支撑架上的输入面板上输入此时的日期以及时刻;

(2)输入后,输入面板将信息发送给控制器,同时,支撑架上的gps定位装置进行定位,控制器定位信息进行判断,若定位为北半球,则转入步骤(3),若定位为南半球,则转入步骤(4);

(3)控制器将信息发送给分析模块a,分析模块a内,3~5月太阳能板的旋转速度为8.6~10.3度/小时,在19点时太阳能板转回原始7点时的角度;6~8月太阳能板的旋转速度为7.9~9.1度/小时,在19.5点时太阳能板转回原始6点时的角度;9~11月太阳能板的旋转速度为9.2~10.6度/小时,在19点时太阳能板转回原始7点时的角度;12~2月太阳能板的旋转速度为10.2~11.6度/小时,在18.5点时太阳能板转回原始8点时的角度;分析模块a根据信息中的日期和时刻将太阳能板调节到对应的角度;

(4)控制器将信息发送给分析模块b,分析模块b内,3~5月太阳能板的旋转速度为9.2~10.6度/小时,在17.5点时太阳能板转回原始7点时的角度;6~8月太阳能板的旋转速度为10.2~11.6度/小时,在18.5点时太阳能板转回原始8点时的角度;9~11月太阳能板的旋转速度为8.6~10.3度/小时,在19点时太阳能板转回原始7点时的角度;12~2月太阳能板的旋转速度为7.9~9.1度/小时,在19.5点时太阳能板转回原始6点时的角度;分析模块b根据信息中的日期和时刻将太阳能板调节到对应的角度。

其中,步骤(3)控制器将信息发送给分析模块a,分析模块a内,3~5月太阳能板的旋转速度为10.1度/小时,在19点时太阳能板转回原始7点时的角度;6~8月太阳能板的旋转速度为8.4度/小时,在19.5点时太阳能板转回原始6点时的角度;9~11月太阳能板的旋转速度为10.2度/小时,在19点时太阳能板转回原始7点时的角度;12~2月太阳能板的旋转速度为10.4度/小时,在18.5点时太阳能板转回原始8点时的角度;分析模块a根据信息中的日期和时刻将太阳能板调节到对应的角度;步骤(4)中控制器将信息发送给分析模块b,分析模块b内,3~5月太阳能板的旋转速度为10.2度/小时,在17.5点时太阳能板转回原始7点时的角度;6~8月太阳能板的旋转速度为10.4度/小时,在18.5点时太阳能板转回原始8点时的角度;9~11月太阳能板的旋转速度为10.1度/小时,在19点时太阳能板转回原始7点时的角度;12~2月太阳能板的旋转速度为8.4度/小时,在19.5点时太阳能板转回原始6点时的角度;分析模块b根据信息中的日期和时刻将太阳能板调节到对应的角度。

用于偏远地区的智能太阳能发电装置的安装方法,所述支撑架包括用于固定太阳能板的连接杆,所述连接杆的上端设置有连接槽,连接槽的一端贯穿连接杆的一端,连接槽的长度为连接杆的长度的二分之一,太阳能板通过卡入连接槽内与连接杆固定连接,所述连接杆的下端设置有凹槽,并且凹槽的两端分别铰链连接有连杆a和连杆b,连杆a和连杆b以连接杆的连接点可旋转0~90度,并且连杆a和连杆b旋转的方向相对,连杆a和连杆b的下端均连接有可伸缩的圆柱杆,圆柱杆上设置有放置槽,所述连杆a上的圆柱杆缩短后旋转放置在连接杆下端的凹槽内,所述连杆b上的圆柱杆缩短后旋转放置在连杆a上的圆柱杆的放置槽内;所述圆柱杆的下端连接有稳固装置,所述稳固装置将支撑架固定在放置面上;并且太阳能板通过连杆a和连杆b的下端的圆柱杆的伸缩进行旋转;所述连接杆上设置有垂直穿过连接槽的通孔,太阳能板通过通孔固定在连接杆上。

进一步的,在使用时,首先将支撑架安装放置好,将连接杆下端的连杆a和连杆b分别旋转出,其下端的圆柱杆均为缩短状态,再将圆柱杆的下端与稳固装置连接固定好,通过稳固装置与地面进行固定放置,再将太阳能板从连接杆一端上的连接槽滑入,进而使太阳能板固定卡入连接槽中,使太阳能板与连接杆进行固定,再在连接杆上的输入面板上输入此时此刻的日期和时刻,gpa定位装置定位出本装置此时的位置,进而进入分析模块a或分析模块b,再根据此时的时刻,自动调节两个圆柱杆的长度,使太阳能板旋转到合适的位置,进而吸收的太阳能最多,转化的电能也更多,同一时间同样大小的太阳能板,转化的电能更多,效率也更高。

更进一步的,本装置通过将月份按照季节分为四个阶段,在每个阶段中通过其每天平均日照时间,太阳的旋转弧度,分别得到四个阶段的旋转时间,以及开始旋转和结束旋转的时间。并且在本装置的旋转的时间和速度下,得到的太阳能多于现有的太阳能装置,在偏远地区中,更有利于电力的稳定,更有利于电力的使用。

本发明将太阳能板的旋转速度分为四个阶段的原理为:

根据四季将12个月分为四个阶段,在四个阶段中通过计算每一天光斑移动的角度以及时间,确定出太阳在改天中移动的速度以及角度,进而得到改时间段改天中太阳能光板需要移动的位置和角度,再根据太阳能偏差传感器确定偏差,进而对太阳能板的旋转角度以及方向进行调节,通过激光测量模块,得到太阳能板与太阳光之间的偏差,通过调节器进行调节,最后通过实验以及计算,得到太阳能板的旋转速度和角度的范围,通过实验得到,当太阳能板的旋转速度和方向在本发明的范围内时,太阳能的利用率更大。

同时,本装置不需要使用螺钉等连接结构,本装置的连杆a和连杆b与圆柱杆通过螺纹连接,在拆卸安装时都能快速直接的进行安装,并且在不使用时,连杆a及其下端的圆柱杆放置在连接杆下端的凹槽内,连杆b及其下端的圆柱杆放置在连杆a的下端圆柱杆的放置槽内,这样在收纳放置时更加方便,并且本装置一部分发生损坏时,不需要像现有的支撑架一样,将其全部拆卸,在进行更换维修,本装置每一部分都可单独卸下,例如圆柱杆损坏时,可将圆柱杆的上下两端分别进行旋转分离,进而可直接进行更换,不需要拆卸所有的部件,使用更加方便,效率也更高。

更进一步的,用于偏远地区的智能太阳能发电装置的安装方法,所述稳固装置包括球形水泥柱,以及套装在水泥柱上的连接套,圆柱杆与水泥柱通过螺纹连接,所述连接套上均匀分布有三个可伸缩的支撑杆,所述支撑杆的下端为尖端状。圆柱杆的下端连接有球形的水泥柱,水泥柱由于重量较大进而可对连接杆稳固在下方,将水泥柱设置为球形,因而在不平的山坡上时,水泥柱能更容易放置在土壤中,并通过套装在水泥柱上的支撑杆,进一步插入土壤中,使其固定更加稳固,使用更加方便。

具体的,用于偏远地区的智能太阳能发电装置的安装方法,所述连接槽的竖直切面的形状为等腰梯形,太阳能板的下端的中线上连接有连接块,所述连接块的侧面为等腰梯形,并且太阳能板通过连接块卡入连接槽中进行固定连接,并且连接块上设置有用于卡入通孔内的弹簧杆。本装置的连接槽为等腰梯形,在固定连接时,太阳能板上的连接块从连接槽贯穿连接杆的一端滑下,由于为等腰梯形,连接槽的上端为短上边,下端为长下边,并且太阳能板上的连接块与其相对应,因此在连接时,能较好的卡入,连接方便。在连接块滑入连接槽内时弹簧杆滑入通孔内,进行固定,因此在连接杆进行旋转时太阳能板不会从连接杆上滑下,能稳固的进行固定,需要取下时,通过通孔从外将弹簧杆向内按压,进而使太阳能板从连接槽内滑下,在取下时也更加方便。

优选的,用于偏远地区的智能太阳能发电装置的安装方法,所述太阳能板的下端通过至少两个连接杆进行连接。使用至少两个连接杆对太阳能板进行固定,连接时更加稳固,使用更加方便。

优选的,用于偏远地区的智能太阳能发电装置的安装方法,所述太阳能板日出前与水平直线之间的夹角为60度,并且太阳能板朝向东面,日落时太阳能板与水平直线之间的夹角为60度,并且太阳能板朝向西面。将其与水平直线之间的夹角设置为60度,设置为60度的角度,在接收太阳能时能吸收更多的太阳能,使用更加方便。

本发明与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:

1、本发明用于偏远地区的智能太阳能发电装置的安装方法,本装置能根据输入的日期和时间以及其处于的地理位置,根据分析模块a或分析模块b中设定的位置,使其自动调整为该位置,因此在吸收太阳能时,本装置接收的太阳能更多,与相同面积的现有的太阳能板相比,本装置吸收的太阳能更多,更有利于电力的使用;

2、本发明用于偏远地区的智能太阳能发电装置的安装方法,本装置的支撑架便于安装使用,并且在其中一个部件发生损坏时,不需要将本装置全部拆卸进行安装,直接拆卸需要更换的部件即可,操作更加简单方便,效率也更高;

3、本发明用于偏远地区的智能太阳能发电装置的安装方法,本装置结构简单,不需要较多的精密电子器件,因此对于偏远环境艰苦的环境是,不仅能充分的利用太阳光,有效的提高太阳能的转化率,并且具有较高的使用寿命,不易损坏。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本发明实施例的限定。在附图中:

图1为本发明结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称:

1-连接杆,2-连接槽,3-连杆a,4-连杆b,5-圆柱杆,6-放置槽,7-水泥柱,8-连接套,9-支撑杆。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本发明作进一步的详细说明,本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明,并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1所示,本发明用于偏远地区的智能太阳能发电装置的安装方法,包括以下步骤:

(1)将用于支撑太阳能板的支撑架结构连接固定,连接好后,将太阳能板放置在支撑架上,在支撑架上的输入面板上输入此时的日期以及时刻;

(2)输入后,输入面板将信息发送给控制器,同时,支撑架上的gps定位装置进行定位,控制器定位信息进行判断,若定位为北半球,则转入步骤(3),若定位为南半球,则转入步骤(4);

(3)控制器将信息发送给分析模块a,分析模块a内,3~5月太阳能板的旋转速度为10.1度/小时,在19点时太阳能板转回原始7点时的角度;6~8月太阳能板的旋转速度为8.4度/小时,在19.5点时太阳能板转回原始6点时的角度;9~11月太阳能板的旋转速度为10.2度/小时,在19点时太阳能板转回原始7点时的角度;12~2月太阳能板的旋转速度为10.4度/小时,在18.5点时太阳能板转回原始8点时的角度;分析模块a根据信息中的日期和时刻将太阳能板调节到对应的角度;

(4)中控制器将信息发送给分析模块b,分析模块b内,3~5月太阳能板的旋转速度为10.2度/小时,在17.5点时太阳能板转回原始7点时的角度;6~8月太阳能板的旋转速度为10.4度/小时,在18.5点时太阳能板转回原始8点时的角度;9~11月太阳能板的旋转速度为10.1度/小时,在19点时太阳能板转回原始7点时的角度;12~2月太阳能板的旋转速度为8.4度/小时,在19.5点时太阳能板转回原始6点时的角度;分析模块b根据信息中的日期和时刻将太阳能板调节到对应的角度。所述支撑架包括用于固定太阳能板的连接杆1,所述连接杆1的上端设置有连接槽2,连接槽2的一端贯穿连接杆1的一端,连接槽2的长度为连接杆1的长度的二分之一,太阳能板通过卡入连接槽2内与连接杆1固定连接,所述连接杆1的下端设置有凹槽,并且凹槽的两端分别铰链连接有连杆a3和连杆b4,连杆a3和连杆b4以连接杆1的连接点可旋转0~90度,并且连杆a3和连杆b4旋转的方向相对,连杆a3和连杆b4的下端均连接有可伸缩的圆柱杆5,圆柱杆5上设置有放置槽6,所述连杆a3上的圆柱杆5缩短后旋转放置在连接杆1下端的凹槽内,所述连杆b4上的圆柱杆5缩短后旋转放置在连杆a3上的圆柱杆5的放置槽6内;所述圆柱杆5的下端连接有稳固装置,所述稳固装置将支撑架固定在放置面上;并且太阳能板通过连杆a3和连杆b4的下端的圆柱杆5的伸缩进行旋转,所述连接杆1上设置有垂直穿过连接槽2的通孔,太阳能板通过通孔固定在连接杆1上。所述稳固装置包括球形水泥柱7,以及套装在水泥柱7上的连接套8,圆柱杆5与水泥柱7通过螺纹连接,所述连接套8上均匀分布有三个可伸缩的支撑杆9,所述支撑杆9的下端为尖端状。所述连接槽2的竖直切面的形状为等腰梯形,太阳能板的下端的中线上连接有连接块,所述连接块的侧面为等腰梯形,并且太阳能板通过连接块卡入连接槽2中进行固定连接,并且连接块上设置有用于卡入通孔内的弹簧杆。所述太阳能板的下端通过至少两个连接杆1进行连接。所述太阳能板日出前与水平直线之间的夹角为60度,并且太阳能板朝向东面,日落时太阳能板与水平直线之间的夹角为60度,并且太阳能板朝向西面。

实施例2

用于偏远地区的智能太阳能发电装置的安装方法,在实施例1的基础上,分析模块a内,3~5月太阳能板的旋转速度为7.3度/小时,在19点时太阳能板转回原始7点时的角度;6~8月太阳能板的旋转速度为6.4度/小时,在19.5点时太阳能板转回原始6点时的角度;9~11月太阳能板的旋转速度为8.1度/小时,在19点时太阳能板转回原始7点时的角度;12~2月太阳能板的旋转速度为9.2度/小时,在18.5点时太阳能板转回原始8点时的角度;分析模块a根据信息中的日期和时刻将太阳能板调节到对应的角度;

(4)控制器将信息发送给分析模块b,分析模块b内,3~5月太阳能板的旋转速度为8.2度/小时,在17.5点时太阳能板转回原始7点时的角度;6~8月太阳能板的旋转速度为9.3度/小时,在18.5点时太阳能板转回原始8点时的角度;9~11月太阳能板的旋转速度为7.9度/小时,在19点时太阳能板转回原始7点时的角度;12~2月太阳能板的旋转速度为6.7度/小时,在19.5点时太阳能板转回原始6点时的角度;分析模块b根据信息中的日期和时刻将太阳能板调节到对应的角度。

实施例4

在实施例1的基础上,实施例1中分析模块a内,3~5月太阳能板的旋转速度为11.2度/小时,在19点时太阳能板转回原始7点时的角度;6~8月太阳能板的旋转速度为9.8度/小时,在19.5点时太阳能板转回原始6点时的角度;9~11月太阳能板的旋转速度为11.2度/小时,在19点时太阳能板转回原始7点时的角度;12~2月太阳能板的旋转速度为12.3度/小时,在18.5点时太阳能板转回原始8点时的角度;分析模块a根据信息中的日期和时刻将太阳能板调节到对应的角度;

(4)控制器将信息发送给分析模块b,分析模块b内,3~5月太阳能板的旋转速度为11.3度/小时,在17.5点时太阳能板转回原始7点时的角度;6~8月太阳能板的旋转速度为12.1度/小时,在18.5点时太阳能板转回原始8点时的角度;9~11月太阳能板的旋转速度为11.2度/小时,在19点时太阳能板转回原始7点时的角度;12~2月太阳能板的旋转速度为9.9度/小时,在19.5点时太阳能板转回原始6点时的角度;分析模块b根据信息中的日期和时刻将太阳能板调节到对应的角度。

实施例5

实施例1中,分析模块a内,3~5月太阳能板的旋转速度为8.6度/小时,在19点时太阳能板转回原始7点时的角度;6~8月太阳能板的旋转速度为7.9度/小时,在19.5点时太阳能板转回原始6点时的角度;9~11月太阳能板的旋转速度为9.2度/小时,在19点时太阳能板转回原始7点时的角度;12~2月太阳能板的旋转速度为10.2度/小时,在18.5点时太阳能板转回原始8点时的角度;分析模块a根据信息中的日期和时刻将太阳能板调节到对应的角度;

(4)控制器将信息发送给分析模块b,分析模块b内,3~5月太阳能板的旋转速度为9.2度/小时,在17.5点时太阳能板转回原始7点时的角度;6~8月太阳能板的旋转速度为10.2度/小时,在18.5点时太阳能板转回原始8点时的角度;9~11月太阳能板的旋转速度为8.6度/小时,在19点时太阳能板转回原始7点时的角度;12~2月太阳能板的旋转速度为7.9度/小时,在19.5点时太阳能板转回原始6点时的角度;分析模块b根据信息中的日期和时刻将太阳能板调节到对应的角度。

将实施例1~5以及现有的太阳能发电装置采用相同面积以及材料的太阳能板,在相同的位置同时进行太阳能发电,并且在该环境中模拟暴晒的环境,平均一年每平方米得到电量如下表:

综上所述,在本发明的旋转速度以及角度下,再根据本发明的旋转时间,每年产生的电量多余现有太阳能发电装置1600.6瓦/平方米,因此相对于现有的太阳能发电装置吸收的太阳能更多,更有利于电能的转化,效率更高。

对于不同的旋转速度,在实施例1中的旋转速度下,得到的电量也多于实施例2~5中得到值,因此在本发明的旋转速度以及旋转角度下,所吸收的太阳能更多,进一步的提高了电能的转化。

并且对于现有专利一种太阳能跟踪器跟踪角度偏差测量方法与装置中的转速下,由于长时间处于环境较差的环境中,其中精密的电子器件的损坏程度严重,因此严重影响了后期的的测量程度,进而整体上减少了太阳能的利用率。

综上所述,本发明在本发明的速度范围内,并且在本发明的装置以及操作方法下,能进一步的提高太阳能的利用率,使用更加方便并增长了使用寿命,更适用于偏远以及环境恶劣的地区。

以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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