[发明专利]具有二维光伏定日机构的光伏发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种光伏采光装置，特别涉及的是一种通过一台电机实现 光伏电池板进行太阳跟踪的二维机构。

背景技术

众所周知，当太阳光入射角与光伏电池板垂直时，光伏电池板发电量最大。 因此，跟踪太阳运动轨迹，使得太阳光入射角始终与电池板垂直，将能最大限 度的提高光伏电池板发电量。目前市场上的光伏定日装置从机械结构上大致可 分为两种：一维式和二维式。一维式跟踪器俯仰角（即太阳高度角）固定，只 跟踪太阳的纬度变化，通常每天由东向西进行追踪。如中国专利 CN200710020572.6中公开了一种一维式太阳跟踪装置。该装置无需配置蓄电池 及充放电控制器，无需控制和驱动电机用电子元器件。其光伏驱动器由两块分 别沿转动轴背向安装的光伏组件构成，输出串联后与一减速电机连接，驱动其 带动转动轴、光伏电池板跟踪太阳运动轨迹。两块光伏组件输出额定电压为 5-7V，额定电流为1-2A。当太阳对太阳电池阵的入射角度超过设定值时，光伏 驱动器将驱动减速电机和转动轴转动，使太阳电池阵列对准太阳。

该专利结构较为简单，但只能对太阳的纬度角进行跟踪，且由于没有电子 器件控制，跟踪的准确性较低，对光伏电池板整体发电效率的提升并不显著。

二维式跟踪器不仅调整纬度，还对太阳高度角进行跟踪，能够更精确的对 太阳定位，最大限度提高光伏电池板的发电量，其发电效率往往较一维式更高。 如中国专利CN200510094900.8中公开了一种二维式太阳跟踪装置及跟踪方法。 该装置具有铰链、支撑杆、立柱和高度调节杆，并具有高度角传感器和方位角 传感器，单片机可控制高度角驱动电机和方位角驱动电机控制。其跟踪方法是 根据经度、纬度和日期时间实时计算太阳方位角和高度角期望值，与高度角传 感器和方位角传感器反馈值比较，得出控制信号，驱动高度角电机及方位角电 机，利用闭环控制实现实时跟踪。

该装置能够比较准确的实现太阳的跟踪定位，但机械结构较为复杂，需要 方位角驱动电机和高度角驱动电机共两台，成本也相应的提高，不仅功耗增大， 也降低了系统可靠性。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和创造终于获得了本创作。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种具有二维太阳跟踪机构的光伏采光装置，用 以克服上述缺陷。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案在于，提供一种具有二维太阳跟 踪功能的光伏采光装置，其包括：一光伏电池板以及一支撑柱，还包括：一二 光伏定日踪结构，其包括：

一第一多转向元件，设置在所述支撑轴侧缘上，该第一多转向元件具有一 球型转向输出；

一第二多转向元件，设置于所述光伏电池板后部，该第二多转向元件具有 一球型转向输出；

一连接件，其连接在所述的第一多转向元件和第二多转向元件的转向输出 端；

一一维转向单元，其包括：一个电机以及传动装置，所述的电机受一驱动 单元的控制，实现所述的光伏电池板沿所述的支撑柱轴向转动；所述的传动装 置为一涡轮蜗杆机构，其中，所述的电机的输出轴与所述的蜗杆的输入轴相接， 所述的传动装置与所述的支撑柱的顶端相固接。。

一连接座，其设置在所述的光伏电池板和所述的涡轮的输出部之间，所述 的连接座具有俯仰的自由度。

较佳的，所述的连接座包括：一第一连接部和一第二连接部，所述的第一 连接部和所述的涡轮输出部相固接，所述的第二连接部与所述的光伏电池板相 固接，其中，所述的第一连接部和第二连接部之间铰接。

较佳的，还包括一基座，所述的基座固定设置在所述的支撑柱的侧缘上， 所述的第一多转向元件通过所述的基座与所述的支撑柱相连接。

较佳的，在所述的第一多转向元件和所述的连接件的连接处，或所述的第 二多转向元件和所述的连接件的连接处至少其一罩设有橡胶保护罩。

其中，所述的驱动单元包括：

一电源电路；

一检测电路，其用以对采集到的光强以及光伏电池板的转角位置进行判断， 分别输出一光强检测信号和位置检测信号；

一处理器，其接收所述的光强检测信号及位置检测信号，并依据其内部存 储的太阳运动轨迹数据库，根据时钟芯片提供的时间信息，输出一控制信号；

一驱动电路，其接收所述的控制信号，转换为直流驱动信号传输给所述的 电机。