[发明专利]一种利用水箱水位调节光伏板倾角的追日装置

说明书

本发明公开了一种利用水箱水位调节光伏板倾角的追日装置，它由太阳能电池板、光伏支架、浮球驱动装置、恒流进水装置、虹吸排水装置、PLC反馈控制调节装置构建一个通过浮球的浮力带动太阳能电池板发生东西方向转动，浮球的高度由水箱水位控制，水箱水位由恒流进水装置的流量控制，该流量与地球绕太阳的转动速度有关，浮球带动光伏板移动，完成从日出到日落对太阳的追踪，日落后利用虹吸装置排空水箱中的水，完成一天的光伏板追日，第二天循环往复。该装置与固定式光伏电池板相比，提高了整个光伏提水系统的能量利用率；与双轴精密式太阳能电池板追日装置相比，能提高追日系统的整体稳定性。

技术领域

本发明属于水力机械动力技术领域和可再生能源高效利用领域，特别设计一种利用水箱水位调节光伏板倾角的追日装置。

背景技术

目前市场太阳能电池板多采用支架固定安装模式，其角度设定为正午时分与太阳光垂直，其它时刻未能随太阳辐射强度变化而改变，太阳能利用不充分，发电量降低，水泵提水量较少。对于许多精密双轴式太阳能电池板追踪装置，分为南北东西两个转轴，分别根据太阳的高度角与方位角共同转动，通过光敏传感器，利用负反馈调节控制机制，可以准确追踪太阳，但是这中双轴太阳能电池板追日装置结构非常复杂，故障率也极其高，结构中的马达成本高耗电量又大，推广较为困难。

发明内容

针对现有固定安装模式的太阳能电池板能量利用率较低的问题，本发明提供了一种利用水箱水位调节光伏板倾角的追日装置，通过水泵往水箱中注水，随着水位的不断升高，浮球驱动钢杆带动太阳能电池板由东向西转动，实现机械追日效果，解决太阳能利用率偏低低，光伏水泵提水量不高的问题。

为实现上述任务，本发明采用以下技术方案：一种利用水箱水位调节光伏板倾角的追日装置，由太阳能电池板、光伏支架、浮球驱动装置、水箱、恒流进水装置、虹吸泄水装置、PLC反馈控制调节装置、控制柜、电线、蓄水池、光伏水泵、输水管网组成。

所述太阳能电池板的左下方设有水箱，所述水箱内设有浮球驱动装置和液位传感器。

所述光伏水泵安装在的蓄水池内，其出水口与输水管网连接；所述输水管网包括灌溉主管、第一输水支管、第二输水支管，所述灌溉主管的一端连接光伏水泵，所述第一输水支管与恒流进水装置的进水口连接，所述恒流进水装置的出水口和泄水口分别与水箱和蓄水池连接；所述第二输水支管与水箱连接，其中间安装有电磁阀；所述水箱的出水口通过虹吸泄水装置与蓄水池连接。

进一步讲，所述浮球驱动装置由浮球、钢杆组成，所述钢杆的一端与太阳能电池板的左边缘中心连接，另一端与浮球连接。

进一步讲，所述液位传感器、电磁阀分别通过导线与安装在光伏支架上控制柜内的PLC反馈控制调节装置连接。

进一步讲，所述恒流进水装置包括恒压溢流桶，所述恒压溢流桶被挡板分成溢流槽与泄水槽两部分，所述溢流槽的桶壁靠下处设有出水口，所述泄水槽的底部设有泄水口，所述第一输水支管的出水口处安装有恒流滴头且位于溢流槽的上方。

进一步讲，所述虹吸泄水装置包括外壳与内管管道，所述外壳前端封闭，末端连接直径相同的三通，在外壳中套入内径较小的内管，内管前端与外壳前端留有一定间隙，一端连接直角弯管，另一端连接内管末端，另一端连接水箱的出水口，所述直角弯管的另一端通过虹吸泄水支管与蓄水池连接。

进一步讲，所述光伏支架由两根横梁和北高南低的两根立柱组成，所述横梁与立柱活动铰接，所述两根立柱下方为正方形框架结构，所述横梁与太阳能电池板连接。

太阳能电池板的自东向西旋转角度μ的确定：

以水平面方向角度为原点，向东为负，向西为正；

太阳高度角α计算公式：

式中：为地理纬度；ω为太阳时角；δ为赤纬角。