太阳能光伏发电装置及发电方法与流程

1.本发明涉及光伏板位置调整装置技术领域，特别涉及太阳能光伏发电装置及发电方法。


背景技术：

2.光伏发电系统是指利用光伏电池的光生伏特效应，将太阳辐射能直接转换成电能的发电系统，光伏发电板是其重要组成部分之一，光伏发电板也是接收太阳辐射的重要部件。
3.现有的光伏发电系统的光伏发电板的使用位置无法调节，安装完成后光伏发电板的朝向和俯仰角度固定，无法跟随太阳的升落改变，导致无法获得最大化的太阳照射范围和质量，光电转化效率不高，实用性较差。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供太阳能光伏发电装置，其具有调节组件，调节组件能够自动根据太阳的照射角度对光伏安装板的转动角度和俯仰角度进行调节，从而使得太阳能够最大化的直射在光伏安装板内部的光伏发电板表面，提高了该装置的光电转化效率，同时该装置光伏安装板在锁止定位状态下能够手动解锁调节光伏安装板的俯仰角度，从而方便在断电状态下将光伏安装板调节至合适俯仰角度以方便检修维护操作，能够适应不同的使用状态，灵活性、适应性和实用性极强。
5.本发明提供了太阳能光伏发电装置，具体包括：安装组件，所述安装组件包括有光伏安装板、连接座和固定座，所述光伏安装板转动连接在连接座的顶部，且光伏安装板的内部安装有光伏发电板，所述光伏安装板的板体顶部安装有光照传感器，连接座的底部转动连接在固定座的内部，所述固定座固定安装在安装支架上；调节组件，所述调节组件包括有俯仰机构和转动机构，所述俯仰机构包括有俯仰电机、驱动蜗杆、定位蜗轮、定位链轮和控制杆，所述俯仰电机固定安装在连接座的侧面，所述驱动蜗杆转动连接在连接座的侧面，且驱动蜗杆的底端与俯仰电机的转轴顶端传动连接，所述定位蜗轮转动连接在连接座的侧面，且定位链轮转动连接在定位蜗轮的内部，所述控制杆插接在定位链轮的内部；所述转动机构包括有转动电机、驱动杆和驱动座，所述转动电机固定安装在固定座的侧面，所述驱动杆转动连接在固定座的内部，且驱动杆的杆体一端与转动电机的转轴一端传动连接，所述驱动座插接在固定座的内部。
6.进一步的，所述光伏安装板的转轴一端设有同步链轮，且同步链轮与定位链轮之间通过链条传动连接。
7.进一步的，所述定位蜗轮的内部设有同步柱，且控制杆的内部设有同步槽，同步柱插接在同步槽的内部。
8.进一步的，所述同步柱的柱体截面形状为正多边形。
9.进一步的，所述同步柱的内部插接有复位顶簧，且复位顶簧的两端分别固定连接
在控制杆的内部和同步柱的内部。
10.进一步的，所述控制杆的中部杆体外部设有同步齿环，且定位链轮的内部设有同步齿槽，同步齿环插接在同步齿槽的内部。
11.进一步的，所述连接座的底部设有转动齿轮，且驱动座顶部的侧面设有转动齿条，转动齿条和转动齿轮的轮齿咬合传动。
12.进一步的，所述驱动杆的杆体外部设有螺纹，且驱动杆通过杆体螺纹拧接在驱动座的内部。
13.进一步的，所述驱动座的座体截面形状为“t”形，且固定座的内部设有轨道槽，驱动座插接在轨道槽的内部。
14.另外，本发明还提供一种太阳能发电方法，该发电方法采用上述的太阳能光伏发电装置进行发电。
15.有益效果
16.1.该装置在使用时，调节组件能够自动根据太阳的照射角度对光伏安装板的转动角度和俯仰角度进行调节，从而使得太阳能够最大化的直射在光伏安装板内部的光伏发电板表面，提高了该装置的光电转化效率，同时该装置光伏安装板在锁止定位状态下能够手动解锁调节光伏安装板的俯仰角度，从而方便在断电状态下将光伏安装板调节至合适俯仰角度以方便检修维护操作，能够适应不同的使用状态，提高了该装置的灵活性、适应性和实用性。
17.2.俯仰机构能够调节光伏安装板的俯仰角度，当俯仰电机转动时俯仰电机带动驱动蜗杆同步转动，驱动蜗杆转动时带动定位蜗轮转动，俯仰机构在复位状态时处于锁止状态，即此时控制杆的同步齿环在复位顶簧的作用下插接在同步齿槽的内部，从而此时定位蜗轮转动时同步柱能够通过同步槽带动控制杆同步转动，控制杆的同步齿环又能够通过同步齿槽带动定位链轮同步转动，从而定位链轮在链条的作用下能够带动同步链轮转动从而改变光伏安装板的俯仰角度，且蜗轮蜗杆具有单向传动的特性，从而当俯仰电机不转动时光伏安装板能够自动保持相应的俯仰角度进行使用，稳定性和灵活性极强。
18.3.转动机构能够控制光伏安装板转动改变使用角度，当转动电机转动时，转动电机能够带动驱动杆转动，驱动杆转动时能够通过杆体螺纹带动驱动座横向移动，驱动座在移动时转动齿条能够通过转动齿轮带动连接座转动，从而改变了光伏安装板的转动使用角度，转动机构、俯仰机构以及光照传感器的配合使用下，能够使得光伏安装板能够跟随太阳的移动而改变使用位置，从而获得最大的光照强度以最大化的实现光电转化效率，实用性极强。
19.4.由于蜗轮蜗杆具有单向传动的特性，所以该装置还设有手动结构实现手动调节光伏安装板俯仰角度的功能，使得该装置在检修维护断电状态下依然能够将光伏安装板调节至合适的俯仰角度以方便检修维护使用，当按下控制杆时，控制杆的同步齿环脱出同步齿槽的内部，从而此时定位链轮、控制杆和定位蜗轮不再是一个整体，且定位链轮能够在定位蜗轮的内部自由转动，从而此时手动即可调节光伏安装板的俯仰角度，调节完成后松开控制杆后控制杆能够在复位顶簧的作用下自动复位恢复俯仰机构对光伏安装板的锁止状态，使用稳定，调节方便灵活，适应性极强。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明的实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。
21.下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制。
22.在附图中：
23.图1是本发明实施例一的整体结构示意图。
24.图2是本发明实施例一调节组件处于复位状态时内部的结构示意图。
25.图3是本发明实施例一按下控制杆后内部的结构示意图。
26.图4是本发明实施例一调节光伏安装板的转动角度和俯仰角度后的结构示意图。
27.图5是本发明实施例一转动机构拆解后的结构示意图。
28.图6是本发明实施例一俯仰机构拆解后的结构示意图.
29.图7是本发明实施例一光伏安装板底部的结构示意图。
30.图8是本发明图2中a部位放大的结构示意图。
31.图9是本发明图3中b部位放大的结构示意图。
32.图10是实施例二中处于非检修状态下俯仰机构的局部结构示意图。
33.图11是实施例二中处于检修状态下俯仰机构的局部结构示意图。
34.附图标记列表
35.1、安装组件；101、光伏安装板；1011、同步链轮；1012、光照传感器；102、连接座；1021、转动齿轮；103、固定座；1031、轨道槽；2、俯仰机构；201、俯仰电机；202、驱动蜗杆；203、定位蜗轮；2031、同步柱；20311、复位顶簧；204、定位链轮；2041、同步齿槽；205、控制杆；2051、同步槽；2052、同步齿环；3、转动机构；301、转动电机；302、驱动杆；303、驱动座；3031、转动齿条；4、检修转换机构；41、转换杆；411、挤压片；412、手柄；413、螺纹部；42、转换弹簧；43、转换环；转换槽2032。
具体实施方式
36.为了使得本发明的技术方案的目的、方案和优点更加清楚，下文中将结合本发明的具体实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。除非另有说明，否则本文所使用的术语具有本领域通常的含义。附图中相同的附图标记代表相同的部件。
37.实施例一：请参考图1至图9所示：
38.本发明提供太阳能光伏发电装置，包括安装组件1，安装组件1包括有光伏安装板101、连接座102和固定座103，光伏安装板101转动连接在连接座102的顶部，且光伏安装板101的内部安装有光伏发电板，光伏安装板101的板体顶部安装有光照传感器1012，连接座102的底部转动连接在固定座103的内部，固定座103固定安装在安装支架上；调节组件，调节组件包括有俯仰机构2和转动机构3，俯仰机构2包括有俯仰电机201、驱动蜗杆202、定位蜗轮203、定位链轮204和控制杆205，俯仰电机201固定安装在连接座102的侧面，驱动蜗杆202转动连接在连接座102的侧面，且驱动蜗杆202的底端与俯仰电机201的转轴顶端传动连接，定位蜗轮203转动连接在连接座102的侧面，且定位链轮204转动连接在定位蜗轮203的内部，控制杆205插接在定位链轮204的内部；转动机构3包括有转动电机301、驱动杆302和驱动座303，转动电机301固定安装在固定座103的侧面，驱动杆302转动连接在固定座103的
内部，且驱动杆302的杆体一端与转动电机301的转轴一端传动连接，驱动座303插接在固定座103的内部。驱动座303与驱动杆302传动连接，驱动座303与转动齿轮1021传动连接，用于驱动转动齿轮1021转动。
39.其中，光照传感器1012、俯仰电机201和转动电机301与外部电源和控制装置电性连接，其具体结构与工作原理为现有成熟技术，在此不做累述。
40.其中，定位蜗轮203的内部设有同步柱2031，且控制杆205的内部设有同步槽2051，同步柱2031插接在同步槽2051的内部，同步柱2031的柱体截面形状为正多边形，同步槽2051与同步柱2031的形状尺寸相匹配(该实施例中，同步槽2051的截面也为正多边形)，两者配合使用，使得同步柱2031与控制杆205能够同步转动，从而使得定位蜗轮203和控制杆205能够同步转动或者锁止，在使用中，当俯仰电机201转动时俯仰电机201带动驱动蜗杆202同步转动，驱动蜗杆202转动时带动定位蜗轮203转动，俯仰机构2在复位状态时处于锁止状态，同步柱2031的内部插接有复位顶簧20311，且复位顶簧20311的两端分别固定连接在控制杆205的内部和同步柱2031的内部，即此时控制杆205的同步齿环2052在复位顶簧20311的作用下插接在同步齿槽2041的内部，从而此时定位蜗轮203转动时同步柱2031能够通过同步槽2051带动控制杆205同步转动，控制杆205的同步齿环2052又能够通过同步齿槽2041带动定位链轮204同步转动，光伏安装板101的转轴一端设有同步链轮1011，且同步链轮1011与定位链轮204之间通过链条传动连接，从而定位链轮204在链条的作用下能够带动同步链轮1011转动从而改变光伏安装板101的俯仰角度，且蜗轮蜗杆具有单向传动的特性，从而当俯仰电机201不转动时光伏安装板101能够自动保持相应的俯仰角度进行使用。
41.其中，控制杆205的中部杆体外部设有同步齿环2052，且定位链轮204的内部设有同步齿槽2041，同步齿环2052插接在同步齿槽2041的内部，在使用中，由于蜗轮蜗杆具有单向传动的特性，所以该装置还设有手动结构实现手动调节光伏安装板101俯仰角度的功能，使得该装置在检修维护断电状态下依然能够将光伏安装板101调节至合适的俯仰角度以方便检修维护使用，当按下控制杆205时，控制杆205的同步齿环2052脱出同步齿槽2041的内部，从而此时定位链轮204、控制杆205和定位蜗轮203不再是一个整体，且定位链轮204能够在定位蜗轮203的内部自由转动，从而此时手动即可调节光伏安装板101的俯仰角度，调节完成后松开控制杆205后控制杆205能够在复位顶簧20311的作用下自动复位恢复俯仰机构2对光伏安装板101的锁止状态，使用稳定，调节方便灵活，适应性极强。
42.该实施例中，定位蜗轮203、定位链轮204和控制杆205同轴设置，定位蜗轮203和定位链轮204沿着轴向方向连接延伸，定位蜗轮203内设有活动槽，控制杆205的第一端设有凸台，凸台容纳于活动槽内并能够沿着活动槽沿着轴向伸缩活动，控制杆205的第一端穿过并外伸出定位链轮204。
43.其中，连接座102的底部设有转动齿轮1021，且驱动座303顶部的侧面设有转动齿条3031，转动齿条3031和转动齿轮1021的轮齿咬合传动，在使用中，转动机构3能够控制光伏安装板101转动改变使用角度，当转动电机301转动时，转动电机301能够带动驱动杆302转动，驱动杆302的杆体外部设有螺纹，且驱动杆302通过杆体螺纹拧接在驱动座303的内部，驱动杆302转动时能够通过杆体螺纹带动驱动座303横向移动，驱动座303在移动时转动齿条3031能够通过转动齿轮1021带动连接座102转动，从而改变了光伏安装板101的转动使用角度，转动机构3、俯仰机构2以及光照传感器1012的配合使用下，能够使得光伏安装板
101能够跟随太阳的移动而改变使用位置，从而获得最大的光照强度以最大化的实现光电转化效率，实用性极强。
44.其中，驱动座303的座体截面形状为“t”形，且固定座103的内部设有轨道槽1031，驱动座303插接在轨道槽1031的内部，在使用中，轨道槽1031能够限制驱动座303的移动轨迹，从而使得驱动座303在移动时不会出现歪斜、扭曲导致装置卡死失效的现象发生，使用稳定。
45.本实施例的具体使用方式与作用：本发明中，调节组件能够自动根据太阳的照射角度对光伏安装板101的转动角度和俯仰角度进行调节，光伏安装板101的顶部设有光照传感器1012，光照传感器1012能够实时监测光伏安装板101被太阳照射的强度，光照传感器1012的监测信号传递给控制装置后，控制装置能够通过调节组件调节光伏安装板101的朝向以及俯仰使用角度，当俯仰电机201转动时俯仰电机201带动驱动蜗杆202同步转动，驱动蜗杆202转动时带动定位蜗轮203转动，俯仰机构2在复位状态时处于锁止状态，即此时控制杆205的同步齿环2052在复位顶簧20311的作用下插接在同步齿槽2041的内部，从而此时定位蜗轮203转动时同步柱2031能够通过同步槽2051带动控制杆205同步转动，控制杆205的同步齿环2052又能够通过同步齿槽2041带动定位链轮204同步转动，从而定位链轮204在链条的作用下能够带动同步链轮1011转动从而改变光伏安装板101的俯仰角度，且蜗轮蜗杆具有单向传动的特性，从而当俯仰电机201不转动时光伏安装板101能够自动保持相应的俯仰角度进行使用，转动机构3能够控制光伏安装板101转动改变使用角度，当转动电机301转动时，转动电机301能够带动驱动杆302转动，驱动杆302转动时能够通过杆体螺纹带动驱动座303横向移动，驱动座303在移动时转动齿条3031能够通过转动齿轮1021带动连接座102转动，从而改变了光伏安装板101的转动使用角度(即朝向)，该装置在后期检修和维护时，由于蜗轮蜗杆具有单向传动的特性，所以该装置还设有手动结构实现手动调节光伏安装板101俯仰角度的功能，使得该装置在检修维护断电状态下依然能够将光伏安装板101调节至合适的俯仰角度以方便检修维护使用，当按下控制杆205时，控制杆205的同步齿环2052脱出同步齿槽2041的内部，从而此时定位链轮204、控制杆205和定位蜗轮203不再是一个整体，且定位链轮204能够在定位蜗轮203的内部自由转动，从而此时手动即可调节光伏安装板101的俯仰角度，调节完成后松开控制杆205后控制杆205能够在复位顶簧20311的作用下自动复位恢复俯仰机构2对光伏安装板101的锁止状态。
46.实施例二：
47.如图10和图11，该实施例中，与实施例一所不同的是：
48.该实施例中的太阳能光伏发电装置，俯仰机构2设有检修转换机构4，检修转换机构4包括转换杆41、转换弹簧42、转换环43和转换槽2032，转换杆41的第一端设有圆形的挤压片411，转换杆41的第二端设有手柄412，控制杆205上设有螺纹腔，转换杆41穿设于螺纹腔，手柄412位于控制杆205的外部，转换杆41的第一端位于定位蜗轮203和定位链轮204之间形成的空腔内，转换杆41上设有螺纹部413，螺纹部413相对挤压片411更加靠近手柄412设置，螺纹部413与螺纹腔相匹配，螺纹部413能够旋拧于螺纹腔，转换杆41上手柄412和螺纹部413之间设有滑动部，滑动部的直径小于螺纹部413的直径，同理滑动部的直径也小于螺纹腔的直径，使得滑动部能够在螺纹腔内滑动。
49.转换槽2032开设于定位蜗轮203上，转换弹簧42套设于转换杆41上，并且转换弹簧
42位于复位顶簧20311(图8和图9中未示出)的内部，两者同轴设置并在周向上间隔设置，使得两者能够独立动作；转换环43连接于转换弹簧42的第一端，转换环43内圈的直径小于挤压片411的直径，转换环43外圈的直径大于转换槽2032的直径，挤压片411的直径小于转换槽2032的直径，从而使得挤压片411能够容纳于转换槽2032内，转换环43用于顶设于定位蜗轮203上或者与挤压片411挤压接触，转换弹簧42的第二端顶设于控制杆205上。
50.图10和图11是对俯仰机构的剖视图的投影，相关部件的剖视角度可参见图8。另外为了清楚的示出该实施例中检修转换机构4的内部结构，复位顶簧在图10和图11中未示出。
51.该实施例中的太阳能光伏发电装置，参考图10，在非检修状态下，挤压片411在转换弹簧42的作用下，受到转换环43的挤压作用而挤压入转换槽2032，此时，转换环43挤压于定位蜗轮203上，弹簧的另一端(第二端)挤压于控制杆205上，转换杆41的滑动部位于控制杆205的螺纹腔内。
52.参考图11，当处于检修状态时，通过手柄412外拉转换杆41至螺纹部413靠近螺纹腔并使得螺纹部413旋入螺纹腔，通过不断外旋转换杆41，使得挤压片411通过转换环43挤压转换弹簧42，使得挤压弹簧朝向手柄412的方向挤压预设距离，该预设距离大于同步齿环2052的宽度，此时转换弹簧42处于收起转换状态，不对控制杆205起到外顶作用；然后，下压控制杆205，根据需要对光伏组件1的角度进行调节，此时由于仅仅是复位顶簧对控制杆205起到外顶作用，使得对控制杆205的下压力大大减小，降低了检修时的操作难度。
53.当检修完，内旋转换杆41，使得转换杆41的螺纹部413脱离控制杆205，此时检修转换机构4在转换弹簧42的作用下，复位至图10的状态，复位顶簧和转换弹簧42共同施加复位外顶力，将控制杆205外顶复位，使得定位蜗轮203、定位链轮204和控制杆205三者再次结合为一体。
54.该实施例中，对控制杆205进行复位外顶的力可由两部分提供，一是有复位顶簧提供，二是由转换弹簧42选择性提供，因此，复位顶簧可以设置合适的强度，即复位顶簧的弹性系数可以设置合适大小的参数，使得检修人员能够对控制杆205进行有效内推，从而对光伏组件1进行角度调节。如此，尤其适用于规格较大的位置自动调整装置，此时，避免单一复位顶簧强度过度适应性调整造成的检修无法有效进行的问题。
55.该实施例中，由于设置了检修转换机构4，能够高质高效对该光伏安装板101进行检修，并且使用范围广，尤其适合规格较大的位置自动调整装置。
56.最后，需要说明的是，本发明在描述各个构件的位置及其之间的配合关系等时，通常会以一个/一对构件举例而言，然而本领域技术人员应该理解的是，这样的位置、配合关系等，同样适用于其他构件/其他成对的构件。
57.以上所述仅是本发明的示范性实施方式，而非用于限制本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求确定。