[发明专利]一种追日型的风光互补发电系统

说明书

本发明涉及新能源领域，具体为一种追日型的风光互补发电系统。目前市场上通讯基站、气象或北斗卫星的监测所采用的风光互补发电产品几乎都是固定支架技术的安装模式，感应式追踪技术由于其成本高、结构复杂很难大面积的推广到上述领域当中，所以在光电和风电的转化率短期内难以有效提高的当下，让风光互补发电产品不仅能够追日而且又具有实用性，就成为通讯基站、气象或北斗卫星的监测行业所遇到的一个亟待解决的技术难题。本发明提供了一种分别采用电机、支柱、光伏板固定或活动支架的不同组合体，构建成一个1纬度或2维度追踪的风光互补发电系统，很好地解决了上述的技术难题，本发明的发电效率比固定模式的平均多增加了60%左右。

技术领域

本发明涉及新能源领域，具体为一种追日型的风光互补发电系统。

背景技术

目前5G基站、北斗卫星和气象监测站所使用的电源，几乎都是采用固定支架的光伏发电所提供的电力，由于光伏板无法追日，发电量有限，导致数据的传输时常中断，即使是

风光互补发电系统也都是采用固定支架技术的安装模式，同样也存在着与光伏发电同样的痛点问题，而公知的感应式追踪技术由于其成本高、结构复杂很难大面积的推广到风光互补发电产品当中，要想提高风光互补发电的效率有两种方式，一是大幅度提高光电和风电的转换率，但以目前的技术短期内还很能实现，二是通过改变光伏板的角度，包括方位角和倾角来提高光伏发电的效率，所以在光电和风电的转化率短期内难于有效提高的当下，让风光互补发电产品不仅能够追日而且又具有实用性，就成为5G基站、北斗卫星和气象监测行业所遇到的一个亟待解决的技术难题。

发明内容

针对上述缺陷，本发明通过提供一种追日型的风光互补发电系统，使得上述的技术难题得到了解决。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种追日型的风光互补发电系统，其包含有太阳能角度控制器、支柱、光伏板、风力发电机、电机组合体，追踪系统分为独立和1+N两种不同的模式，两种模式又分为1纬度或2纬度追踪的两种不同类型，所述支柱，其是一种智能电动柱，固定在地基上，其柱体主要由轴、T型空心管或直筒空心管所构成，T型空心管或直筒空心管固定在轴上随轴一起旋转而不能上下移动，1根横梁其固定在支柱柱体上有两种方式，第一种方式是通过一个圆环支架固定在直筒空心管上，第二种方式是在T型空心管的两侧下垂有支架，横梁螺栓固定在支架上，在1纬度追踪模式当中，是调节方位角，光伏板的顶端螺栓固定在横梁上，下端或中部采用一个三角形支架支撑成倾斜状态并固定在智能电动柱上，在2纬度追踪模式当中，一根空心管P，固定在安装有S个圆环或滚动轴承的横梁上，空心管P内安装有1或2个电机的组合体，电机组合体包含了电机、齿轮、电机机座，齿轮与电机的轴连接并固定在空心管内侧，电机安放在空心管P内但不与其内壁固定，电机固定在电机机座上，电机机座固定紧固构件上，空心管P的两端分别连接在紧固构件的转轮上，两端的紧固构件固定在支架上，支架固定于横梁上，光伏板的上部采用固定支架固定在空心管P上，光伏板上安装有安全绳，其安装方式有无卷绳器和有卷绳器的两种类型，无卷绳器类型是在光伏板的向阳面或背面两侧的边框或中轴线上各安装一条带有凹形槽的梁，其截面为多边形，开口部是上窄下宽，一条钢制链条或钢丝绳的安全绳，其上带有圆形或多边形扣件的一端卡扣在凹形槽梁内，另一端分别固定在所述横梁的两端或智能电动柱体上，有卷绳器的类型是把D个卷绳器固定在空心管P上，钢制链条或钢丝绳的安全绳，一端固定在卷绳器内，另一端固定在光伏板的向阳面或背面两侧的边框或中轴线上，在T型空心管或直筒空心管的顶部安装1台风力发电机，风力发电机包含了水平轴和垂直轴两种不同类型，所述1+N模式，其采用1台驱动电机或者1根智能电动柱，驱动N根非自转支柱的转动，非自转支柱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独立模式的智能电动柱的相同，但轴上多增加了一个齿轮，齿轮安装在非自转支柱的T型空心管或直筒空心管之下并固定在轴上，N个非自转支柱的齿轮通过一根闭合的链条链接为一体，驱动电机或智能电动柱驱动N个非自转支柱同时转动，驱动方式，第一种是采用驱动电机和机械传动机构的组合体，链条的一端连接在机械传动机构上；第二种是链条的一端连接在智能电动柱的齿轮上，不再需要机械传动机构，由智能电动柱直接驱动柱体上的齿轮带动链条，由此构建成一个1纬度或2维度的独立模式或1+N模式的风光互补发电系统，上述的智能电动柱的柱体是固定在机座上，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，光伏板角度的调节，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，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非自转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，分别采用电机、支柱、光伏板固定或活动支架的不同组合体，构建成一个1纬度或2维度追踪的风光互补发电系统，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，所述太阳能角度控制器是根据时间的计时，通过控制智能电动柱或驱动电机驱动光伏板方位角水平朝东或朝西方向移动或倾角从东面到西面进行转动，由此调节光伏板的方位角或倾角跟随时间的变化而发生改变的方法，调节的顺序为方位角调节在先，倾角在后，所述方位角的调节由太阳能角度控制器根据GPS或电子指南针模块输出的信号控制其朝东或朝西转动，所述倾角的调节有输入法或计算法两种不同的方法，所述倾角的调节为输入法，所述输入法是采用最大倾角算术平均法计算得出的所需调节的倾角角度值跟与其相对应的调节时刻一起预先输入到控制器的储存模块当中，所述最大倾角算术平均法是指在上午或下午的时段内，光伏板所能够形成的最大倾角，按调节的次数进行算术平均的方法，所述时间计时是一日之内三次或多次，2维度追踪的调节的时间段分为上午、正午、下午三个时段，一日之内的三次调节，上午时段，光伏板面朝东面，倾角最大，正午时段，光伏板是水平状；下午时段，光伏板面朝西面，倾角最大，每间隔E分钟进行一次方位角的调节，在E分钟内倾角调节F次，所述输入法当中的光伏板的最大倾角ψ的角度值按算术平均分成F次，每次调节的角度值为ψ/F，三个时间段内光伏板的朝向与1日之内三次调节的相同，在上午时段，每次新调节的角度值为ψ-J*ψ/F，J是整数的数字系列值，最小值为1，最大值为F；在下午时段，每次新调节的角度值为γ+ψ/F，γ是调节前一时刻的角度值，每次方位角进行调节时，倾角都已经归位到初始的位置，空心管P内的电机每次旋转的角度与上述每次倾角调节的角度相同。