[实用新型]光伏发电系统输出功率最大点自动跟踪装置

说明书

技术领域

本实用新型属于太阳能发电技术领域，具体为光伏发电系统输出功率最大点自动跟踪装置。

背景技术

近些年，随着经济的发展，社会观念的逐渐转变，环境问题及可持续发展被越来越多的人所关注。在此背景下，国家大力发展可再生能源发电，这一领域的地位也逐步提高。太阳能发电作为可再生能源发电中的佼佼者，其与传统能源发电相比，有着设备投资合理、系统成型时间短、工作环保无污染、适用范围广阔及能源取之不尽等的优点，正在我国逐步普及。目前我们所见到的大多是固定式的太阳能电池板，固定式太阳能电池板虽然造价较低且安装方便，但由于太阳能电池发电的原理是光生伏特效应，太阳能电池板只有在阳光直射时才能将发电效率最大化。显然固定式的光伏发电系统效率较低，难以充分利用太阳能的同时也一定程度上不利于了太阳能发电的普及。所以，研制一种可监测太阳方位还能自动调整太阳能电池板受光角度即光伏发电系统输出功率最大点自动跟踪装置在提高产品工作效率、提高产品性价比、充分利用太阳能及相关装置的普及方面有重大的意义。

当前，在太阳监测方面，已有的装置或专利有计算预测太阳的运行轨迹从而进行追踪的，有用光电传感器监测阳光的，还有的用图像识别技术识别太阳的。第一种装置存在着计算复杂、预测不精确、不同地方调试不同程序致使其相对繁琐的的问题；第二种装置存在着受外部影响较大，光电传感器使用条件较为苛刻的问题；第三种装置存在着图像识别不准确、不精确的问题。这三种装置均不能及时准确地自动监测太阳，提升光伏发电装置的工作效率有限。在电池板转动装置或专利方面，有的只能进行稍微的转动，有的转动只能旋转太阳能电池板的朝向而不能改变电池板与地面的夹角，有的可以达到太阳能电池板跟踪太阳方位的要求但其使用电机较多导致装置本身耗电不可忽视，还有的装置过于复杂。另外，太阳能电池板在应对强风时的自我保护能力也应在设计的考虑范围之内。

实用新型内容

针对现有装置或方案的不足，本实用新型拟解决的技术问题是，提供光伏发电系统输出功率最大点自动跟踪装置，该装置使用单步进电机控制，通过空心蜗杆齿轮、齿轮架内两轴上的皮带与同步器以及中心杆和力敏电阻的组合等设计，解决了现有光伏发电系统输出功率最大点自动跟踪装置耗电量较大、转动不灵活、只能旋转朝向、较为复杂、不能有效自我保护的问题。本装置提升了相关设备的效率、准确性和设备本身的安全性，保证了太阳能电池板始终处于最优的工作状态。

本实用新型技术方案为：

光伏发电系统输出功率最大点自动跟踪装置，该装置包括太阳能电池板转动模块、太阳监测模块、风力风向监测模块、控制模块和蓄电模块；

所述太阳能电池板转动模块固定在地面上；太阳监测模块和风力风向监测模块分别固定在比太阳能电池板平放时高的平台上；控制模块分别与太阳能电池板转动模块、太阳监测模块及风力风向监测模块相连；蓄电模块分别与太阳能电池板转动模块、太阳监测模块、风力风向监测模块、控制模块相连；

所述太阳能电池板转动模块包括支撑底座、支撑杆、齿轮变换连接器、步进电机、步进电机驱动器、空心蜗杆齿轮、太阳能电池板架、类球形万向头、太阳能电池板、齿轮架、方向齿轮、齿轮轴、滚轮、滚轮轴、链条和激光矫正器；支撑底座直接固定在地面上；支撑杆竖直地固定在支撑底座中央；齿轮变换连接器固定在支撑杆下部，步进电机的齿轮与齿轮变换连接器的齿轮相啮合；空心蜗杆齿轮套在支撑杆上，与齿轮变换连接器的齿轮啮合；太阳能电池板架通过类球形万向头安装在支撑杆的顶部；太阳能电池板固定在太阳能电池板架上；四个相同的齿轮架分别固定在支撑底座的四个方向上；每个齿轮架上有上下两排孔，每排孔呈水平设置，滚轮轴的两端安装在上排孔，齿轮轴的两端安装在下排孔；每个齿轮架上，方向齿轮固定在齿轮轴中间，方向齿轮与空心蜗杆齿轮的空心蜗杆部分相啮合；滚轮固定在滚轮轴中间；链条的一端固定在对应滚轮上，另一端固定在太阳能电池板架上；四个相同的激光矫正器固定在太阳能电池板架的四个角上；

所述太阳能电池板转动模块的每个齿轮架一侧的内部还包括皮带和同步器；其中，皮带分别与齿轮轴的齿轮部分和滚轮轴的齿轮部分相啮合；同步器设在滚轮轴上，位于皮带和滚轮之间；

所述的齿轮变换连接器的固定片的一端套入支撑杆，固定片的另一端安装有转轴，大齿轮安装在转轴上方，小齿轮安装在转轴下方；步进电机步进电机固定在支撑杆旁，且其转轴上的电机齿轮与齿轮变换连接器的小齿轮相啮合；步进电机驱动器固定在步进电机下方；