[发明专利]太阳能房非感应式追踪的光电和光热一体化系统

权利要求书

1.太阳能房非感应式追踪的光电和光热一体化系统，包含有太阳能角度控制器、支柱、光伏板、集热装置，追踪系统分为1维度或2维度追踪两种不同的类型，这两种类型当中又分为1+1和1+N两种不同的模式，1+1模式中有自转支柱和移动支柱或自转支柱和移动托架的两种不同组合体，所述1+1模式的自转支柱是一种智能电动柱，固定在地面，其柱体主要由轴、空心管所构成，空心管固定在轴上随轴一起旋转而不能上下移动，所述移动支柱由T型空心管、基座所构成，基座是一个多边形或圆形的柱体，其中心有个圆形的接口，四周安装有K个脚，每个脚都固定安装1个万向轮，T型空心管的顶端固定一根横梁，其下端插入基座的接口内固定在基座上，所述移动托架是由倒立的U框、梁、万向轮所构成，梁的底部固定安装X个滑轮或万向轮，梁的上部固定安装倒立的U框，倒立的U框的上部开有接口，所述1+N模式是指采用1台驱动电机和机械传动的组合体，驱动非自转支柱的不同组合体的转动，不同组合体第一种是N根的转动支柱和N根移动支柱，第二种是N根转动支柱和W组移动托架，转动支柱通过机座固定在地面上，其机座内除了没有安装电机和机械传动机构之外，其余的包括柱体都与1+1模式的智能电动柱的相同，但轴上多增加了一根两端都带有圆环的双环构件或一个齿轮，所述双圆环构件中的一端是固定安装在空心管之下并固定在轴上，另外一端是螺栓固定在东向或西向的一根梁上，杆上固定安装有N个双圆环构件，梁带有圆环的另一端固定在立轴上，立轴是机械传动机构中的轴，所述齿轮固定安装在转动支柱的空心管之下并固定在轴上，N个转动支柱的齿轮通过一根闭合的链条链接为一体，链条的一端与机械传动机构链接，驱动电机通过包含了双圆环构件或链条的机械传动机构共同驱动N个转动支柱同时转动，1+1模式的自转支柱或1+N模式的非自转支柱与移动支柱或托架之间是通过一个与地面倾斜的多边形框架连为一体，所述的多边形框架，其一端通过P个三角形的支架固定在智能电动柱或转动支柱的柱体上，另一端固定在移动支柱或移动托架上，所述三角形支架中最底端的是固定在移动支柱或移动托架上，其余的与框架固定，框架和移动支柱或移动托架通过三角形支架随同智能电动柱或转动支柱的转动而产生圆周运动，在1纬度追踪系统当中，其没有驱动装置，只是调节方位角；在2纬度追踪系统当中，有驱动装置，同时调节方位角和倾角；由此构建了一个1纬度或2维度的追踪系统的1+1模式或1+N模式，系统上安装了光伏板则成为追日型的光伏发电系统，安装了光伏板和集热装置则成为光电和光热一体化追日系统，在这两种不同的系统当中，在智能电动支柱或转动支柱的顶端都单独安装光伏板，在1纬度光电追踪系统当中，光伏板是固定安装在所述的四方形框架内，安装在智能电动支柱或转动支柱顶端上的光伏板，其底部固定有Ⅱ型构件，一根弯曲的立柱固定在Ⅱ型构件上使得光伏板与地面倾斜，弯曲立柱底部固定安装在智能电动支柱或转动支柱的顶端；在2纬度追踪系统当中，光伏板分别采用固定和铰接两种不同类型的连接，光伏板固定在所述四方形框架内的安装方式与上述的相同，单独安装在智能电动柱或转动支柱顶端的光伏板采用铰接连接，其底部固定有Ⅱ型构件，一根空心管固定在Ⅱ型构件上，两根T型空心管的顶端通过铰接装置的构件铰接连接形成一个铰接装置，其中一根T型空心管插入智能电动柱或转动支柱的顶端固定连接，另一根T型空心管插入或套在光伏板底部的空心管内螺栓固定连接，驱动装置的安装，在1+1模式或1+N模式的每根智能电动支柱或转动支柱上都固定安装一根，驱动装置的顶端与光伏板底部进行螺栓连接，另一端安装在智能电动柱或转动支柱上，其将随同智能电动柱或转动支柱一同转动，所述驱动装置是一种可升降的智能电动柱，其柱体主要由多边形或圆形的螺母、带有螺纹的轴、空心管所构成，空心管固定在螺母上形成一体，螺母沿着轴上下移动，所述光热系统的集热器分为分布式平板集热器或聚光集热器两种不同的类型，在光电和光热一体化系统当中，分布式平板集热器或聚光集热器的安装方式与上述光伏板安装在四方形框架内的方式相同，上述所有的智能电动柱的柱体都是固定在机座上，其的驱动都是采用固定在机座内的电机和机械传动机构的组合体来进行，光电和光热系统角度的调节，是调节光伏板的角度，将由安装有嵌入式的角度传感器的太阳能角度控制器，来进行控制，所述太阳能角度控制器，是利用时间计时来控制光伏板的角度发生改变的一种智能控制装置，其主要有主芯片、角度传感器、GPS卫星定位或电子指南针、时钟芯片、蓝牙、电机驱动的模块，主芯片通过读取实时的时钟及角度数值，根据不同的时间段来控制光伏板角度的变化，时钟芯片在太阳能角度控制器接通电源后，将自动采用GPS或蓝牙进行时间的校对，光伏板角度调节的工作原理为，太阳能角度控制器，在2纬度追踪当中与光伏板安装在同一个水平面上，在1纬度追踪当中是独自水平安装，当时间到达预设的调节时刻时，太阳能角度控制器接受到一个调节角度的信号，则通过控制电机的控制模块来使角度检测模块做出转动动作，以使得光伏板完成水平或倾斜的动作，此时的智能电动柱或转动支柱将随着电机的转动完成水平或伸或缩的运动，推动光伏板转动到预定位置的同时，角度传感器输出的模拟量经过模拟数字转换器转换后送入主控制器，主控制器再根据此输入来判定光伏板是否已经转动到预定的角度，并据此来控制电机的控制模块，由此完成一次角度的调节，电子指南针调节方位角的具体实施方式为，在电子指南针的刻度上，北面是在刻度为0度之处，东面是在刻度为90度之处，南面是在刻度为180度之处，西面是在刻度为270度之处，东西南北4个方面的方位角度值和模拟电压值分别为90°、θ伏；270°、ζ伏；180°、β伏；0°、η伏，把东面或西面的角度及模拟电压值预先输入到控制器的储存模块当中，则在上午或下午时段，方位角在0°~180°或180°~360°，模拟电压值在η~β或β~θ的区间变化时，根据输入的方位角度值或模拟电压值，就能够调节方位角时刻朝向东面或西面；在倾角1日之内的多次调节模式当中，每次新调节的角度值，在上午时段为ψ-J*ψ/F；正午时段，倾角固定不变，在下午时段为γ+ψ/F，把计算出每次所需调节的倾角角度值跟与其相对应的模拟电压值或调节时刻一起预先输入到控制器的储存模块当中，具体的实施方式为，当角度传感器处于水平位置角度为0°时，输出端Vo输出的为A伏的模拟电压，当角度传感器与水平面成最大倾角的角度值ψ时，此时输出的是B伏的模拟电压，当角度传感器在0°~ψ或ψ~180°的区间变化时，输出端Vo输出的电压将从A伏依此变化到B伏或B伏依此变化到A伏的模拟电压信号，因此通过测定角度传感器输出端Vo电压的大小，就可以确定光伏板与水平面间的夹角，其特征在于：不需要光电传感装置，分别采用不同的支柱、电机和机械传动机构、固定或活动的支架的不同组合体，构建成一个1维度或2维度追踪的光电或光电和光热一体化的追日系统，方位角和倾角的调节将采用时间计时，采用太阳能角度控制器来进行控制。