專利名稱：低成本太陽能光伏電池板日光跟蹤系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種低成本太陽能光伏電池板日光跟蹤系統，屬于新能源技術領域。
背景技術：
能源問題已是全球性問題，發展新能源更是經濟大國尤為重視的領域；利用風能、 太陽能發電在發達國家裝機容量已具規模，在中國這幾年政府從產業政策、投資導向到技術成果轉化、企業扶持等方面都在積極推動風能、太陽能發電產業。在此背景下，提高太陽能電池組件轉換效率成為人們研究的熱點。具有低成本、高效率、便于商業化推廣等優點的全新綠色新能源是科研人員追求的目標。目前，改善太陽能組件加工制作工藝，提煉更高純度的半導體材料來提高太陽能電池板光電轉換效率對人們來說已經達到了極限，很難再提高其轉換效率。全球第三大光伏電池模塊制造商無錫尚德日前聲稱，采用Pluto技術己經實現單晶硅電池轉換效率達到19%，多晶硅電池達到17%，實驗室得到的效率才達到25%。如何進一步提高轉換效率是擺在人們面前的重要課題。
發明內容為了解決上述問題，本實用新型的目的在于提供一種低成本太陽能光伏電池板日光跟蹤系統。該系統是在現有太陽能電池板光伏發電系統中通過太陽能電池板在朝南的基礎上再在東、西方向轉動來提高轉換效率，在太陽能電池板光伏發電系統中，利用51系列單片機智能控制兩塊作為開關裝置的電磁鐵，通過重物提供重力勢能以驅動太陽能電池板轉動，直接控制太陽能電池板實現定時、定向的在受光面朝南的基礎上沿東、西方向轉動旋轉一定的角度，從而增大太陽光直射電池板時間，提高了太陽能的利用率，再通過風車提供的動力和通過飛輪傳動裝置轉動轉軸實現將重物返回原點所需要的機械能，減少了風車利用風力發電進行控制帶來的損耗。本實用新型的技術方案是低成本太陽能光伏電池板日光跟蹤系統，是由轉軸、 太陽能板、齒條、帶齒凸輪、凸輪軸、鏈輪、帶孔鏈條、導向輪架、鏈條滑動控制裝置、重物、立桿、風車、傘齒輪對、皮帶輪對、傘齒輪、齒盤、電磁離合器、齒盤連管、飛輪傳動裝置、單片機控制裝置組成。太陽能板通過轉軸固定，太陽能板底面固定有齒條并通過帶齒凸輪與凸輪軸連接，凸輪軸上端固定有鏈輪，鏈輪上連接有帶孔鏈條，帶孔鏈條通過導向輪架、鏈條滑動控制裝置與重物連接。風車通過活動連接在立桿上的轉桿與傘齒輪對連接，傘齒輪對通過套筒、皮帶輪對、固定架與傘齒輪連接，傘齒輪通過齒盤、電磁離合器、齒盤連管、飛輪傳動裝置與凸輪軸的上端頭連接。所述的鏈條滑動控制裝置是由控制架板、吸合電磁鐵、吸斷電磁鐵、導桿、T型銷構成，帶孔鏈條與控制架板內的導槽滑動連接，在導槽左側固定有吸合電磁鐵，吸合電磁鐵與穿過帶孔鏈條孔的T型銷連接，T型銷通過中心孔與導桿滑動連接， 導桿與固定在控制架板右側的吸斷電磁鐵固定連接。所述的飛輪傳動裝置是由飛輪芯軸、 飛輪千斤、彈簧絲、飛輪外殼構成，飛輪芯軸通過飛輪千斤、彈簧絲與飛輪外殼可轉動連接，飛輪芯軸與凸輪軸的上端頭固定連接，飛輪外殼與齒盤連管固定連接。所述的單片機控制裝置，是由系列單片機、時鐘電路、接口電路、電源構成，單片機控制裝置固定鏈條滑動控制裝置內，系列單片機通過接口電路與電磁離合器、吸合電磁鐵、吸斷電磁鐵電連接。本實用新型的有益效果是通過單片機智能控制太陽能電池板追蹤太陽光，提高了太陽能電池板最大功率發電的持續時間，提高了太陽能電池組件的發電能力。并且直接利用東北地域巨大的風力資源，簡易的機械裝置，改變了以往驅動旋轉用電機的慣性思維， 節省了很多能源，并且可持續工作時間長，極大的節省了維修維護所需要的人力物力。本實用新型結構簡單，制作成本低，可操作性強，可批量生產，應用前景廣闊。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型做進一步說明。
圖1是本實用新型的立體結構示意圖。圖2是圖1的B向剖視放大結構示意圖。圖3是圖1的C一C剖視放大結構示意圖。圖4是圖1的k—k剖視放大結構示意圖。圖中標號1、轉軸 2、太陽能板 3、齒條4、帶齒凸輪5、凸輪軸 6、鏈輪 7、帶孔鏈條8、導向輪架9、控制架板 10、重物 11、立桿12、風車13、傘齒輪對 14、皮帶輪對 15、傘齒輪16、齒盤17、電磁離合器 18、導槽19、吸合電磁鐵20、吸斷電磁鐵21、導桿 22、T型銷 23、齒盤連管24、飛輪芯軸25、飛輪千斤 26、彈簧絲 27、飛輪外殼28、單片機控制裝置。
具體實施方式
請參閱圖1至圖4，低成本太陽能光伏電池板日光跟蹤系統，是由轉軸、太陽能板、 齒條、帶齒凸輪、凸輪軸、鏈輪、帶孔鏈條、導向輪架、鏈條滑動控制裝置、重物、立桿、風車、 傘齒輪對、皮帶輪對、傘齒輪、齒盤、電磁離合器、齒盤連管、飛輪傳動裝置、單片機控制裝置組成。太陽能板2通過轉軸1固定，太陽能板2底面固定有齒條3并通過帶齒凸輪4與凸輪軸5連接，凸輪軸5上端固定有鏈輪6，鏈輪6上連接有帶孔鏈條7，帶孔鏈條7通過導向輪架8、鏈條滑動控制裝置與重物10連接。風車12通過活動連接在立桿11上的轉桿與傘齒輪對13連接，傘齒輪對13通過套筒、皮帶輪對14、固定架與傘齒輪15連接，傘齒輪15 通過齒盤16、電磁離合器17、齒盤連管23、飛輪傳動裝置與凸輪軸5的上端頭連接。所述的鏈條滑動控制裝置是由控制架板9、吸合電磁鐵19、吸斷電磁鐵20、導桿21、T型銷22構成，帶孔鏈條7與控制架板9內的導槽18滑動連接，在導槽18左側固定有吸合電磁鐵19， 吸合電磁鐵19與穿過帶孔鏈條7孔的T型銷22連接，T型銷22通過中心孔與導桿21滑動連接，導桿21與固定在控制架板9右側的吸斷電磁鐵20固定連接。所述的飛輪傳動裝置是由飛輪芯軸24、飛輪千斤25、彈簧絲沈、飛輪外殼27構成，飛輪芯軸M通過飛輪千斤 25、彈簧絲沈與飛輪外殼27可轉動連接，飛輪芯軸M與凸輪軸5的上端頭固定連接，飛輪外殼27與齒盤連管23固定連接。所述的單片機控制裝置觀，是由51系列單片機、時鐘電路、接口電路、電源構成，單片機控制裝置觀固定鏈條滑動控制裝置內，51系列單片機通過接口電路與電磁離合器17、吸合電磁鐵19、吸斷電磁鐵20電連接。 工作原理太陽能板2通過轉軸1固定，通過單片機控制裝置28控制可以始終朝南并沿東、西方向轉動，具體設計為太陽能板2每天早六點由一 30°角(此時面朝東)開始旋轉，每一小時旋轉5°，到晚上六點旋轉到+30° (此時面朝西)，控制方案是帶齒凸輪4 半邊有齒，每天早六點由最起始點開始旋轉通過齒條3推動太陽能板2轉動，到晚上六點旋轉到最高點后迅速下降到最低點。太陽能板2由一 30°角旋轉到+30°的控制是通過鏈輪6、帶孔鏈條7和重物10拉動，在帶孔鏈條7的孔內設有T型銷22，由吸合電磁鐵19吸合卡住帶孔鏈條7，通過單片機控制裝置28控制每一小時由吸斷電磁鐵20吸出T型銷22 一次，使帶孔鏈條7下降一個孔也就是通過鏈輪6、凸輪軸5、帶齒凸輪4、齒條3帶動太陽能板2旋轉5°，直至晚上六點結束，這時重物10降到最低點。接著由晚上六點開始由單片機控制裝置28控制斷開電磁鐵20得電(同時吸合電磁鐵19失電)吸出T型銷22，同時控制電磁離合器M吸合(白天電磁離合器M不吸合，風車12的旋轉與凸輪軸5不連接)，使可隨風向旋轉的風車12通過飛輪結構23帶動凸輪軸5、鏈輪6反向旋轉，使重物10上升至原位置及帶齒凸輪4達到每天早六點起始位置停止。
權利要求1.一種低成本太陽能光伏電池板日光跟蹤系統，是由轉軸、太陽能板、齒條、帶齒凸輪、 凸輪軸、鏈輪、帶孔鏈條、導向輪架、鏈條滑動控制裝置、重物、立桿、風車、傘齒輪對、皮帶輪對、傘齒輪、齒盤、電磁離合器、齒盤連管、飛輪傳動裝置、單片機控制裝置組成，其特征在于太陽能板(2)通過轉軸(1)固定，太陽能板(2)底面固定有齒條(3)并通過帶齒凸輪(4) 與凸輪軸(5)連接，凸輪軸(5)上端固定有鏈輪(6)，鏈輪(6)上連接有帶孔鏈條(7)，帶孔鏈條(7)通過導向輪架(8)、鏈條滑動控制裝置與重物(10)連接；風車(12)通過活動連接在立桿(11)上的轉桿與傘齒輪對(13)連接，傘齒輪對(13)通過套筒、皮帶輪對(14)、固定架與傘齒輪(15)連接，傘齒輪(15)通過齒盤(16)、電磁離合器(17)、齒盤連管(23)、飛輪傳動裝置與凸輪軸(5)的上端頭連接。
2.根據權利要求1所述的低成本太陽能光伏電池板日光跟蹤系統，其特征在于所述的鏈條滑動控制裝置是由控制架板(9)、吸合電磁鐵(19)、吸斷電磁鐵(20)、導桿(21)、T型銷(22)構成，帶孔鏈條(7)與控制架板(9)內的導槽(18)滑動連接，在導槽(18)左側固定有吸合電磁鐵(19)，吸合電磁鐵(19)與穿過帶孔鏈條(7)孔的T型銷(22)連接，T型銷 (22)通過中心孔與導桿(21)滑動連接，導桿(21)與固定在控制架板(9)右側的吸斷電磁鐵(20)固定連接。
3.根據權利要求1所述的低成本太陽能光伏電池板日光跟蹤系統，其特征在于所述的飛輪傳動裝置是由飛輪芯軸(24)、飛輪千斤(25)、彈簧絲(26)、飛輪外殼(27)構成，飛輪芯軸(24)通過飛輪千斤(25)、彈簧絲(26)與飛輪外殼(27)可轉動連接，飛輪芯軸(24)與凸輪軸(5)的上端頭固定連接，飛輪外殼(27)與齒盤連管(23)固定連接。
4.根據權利要求1所述的低成本太陽能光伏電池板日光跟蹤系統，其特征在于所述的單片機控制裝置(28)，是由51系列單片機、時鐘電路、接口電路、電源構成，單片機控制裝置(28)固定鏈條滑動控制裝置內，51系列單片機通過接口電路與電磁離合器(17)、吸合電磁鐵(19)、吸斷電磁鐵(20)電連接。
專利摘要本實用新型公開了一種低成本太陽能光伏電池板日光跟蹤系統，太陽能板通過轉軸固定，太陽能板底面固定有齒條并通過帶齒凸輪與凸輪軸連接，凸輪軸上端固定有鏈輪，鏈輪上連接有帶孔鏈條，帶孔鏈條通過導向輪架、鏈條滑動控制裝置與重物連接。風車通過活動連接在立桿上的轉桿與傘齒輪對連接，傘齒輪對通過套筒、皮帶輪對、固定架與傘齒輪連接，傘齒輪通過齒盤、電磁離合器、齒盤連管、飛輪傳動裝置與凸輪軸的上端頭連接。通過單片機智能控制太陽能電池板追蹤太陽光，提高了太陽能電池板最大功率發電的持續時間，提高了太陽能電池組件的發電能力。可持續工作時間長，結構簡單，制作成本低，可操作性強，應用前景廣闊。
文檔編號G05D3/00GK202309572SQ20112043557
公開日2012年7月4日 申請日期2011年11月7日 優先權日2011年11月7日
發明者于春鴻, 姚仲敏, 彭旸, 沈海嘯, 潘洋, 王銳, 苗鳳娟, 譚東悅, 陶佰睿, 高萬峰 申請人:齊齊哈爾大學