傾角可調式太陽能裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種傾角可調式太陽能裝置，包括光伏板以及其支撐物和支撐桿，還包括一連接體。所述連接體固定在所述支撐物上，設有若干連接點可與所述支撐桿的一端連接。所述支撐桿的另一端與所述光伏板連接，對所述光伏板構成支撐。所述支撐桿與所述連接體連接時，可通過選擇不同的連接點對所述光伏板與水平面之間的夾角作出調整。本實用新型裝置能夠廣泛應用于不同緯度利用太陽能發電的場合，每年不同時期將所述光伏板與水平面之間的夾角調整到當時、當地最合適的傾角，以極低的成本和極簡單的操作提高光伏板的發電效能。
【專利說明】傾角可調式太陽能裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種太陽能光伏發電裝置，尤其是涉及一種光伏板南北傾角可調式太陽能光伏發電裝置。
【背景技術】
[0002]太陽能光伏板安裝后，其材料、當地的緯度、光照情況、季節和氣候變化等均不能人為改變。在上述因素不變時，陽光對光伏板的入射角度就成為可調的因素之一，對發電量可以產生較大影響。
[0003]一般，若能使光伏板和陽光入射方向垂直，在同等光照強度下，就能更好地發揮其發電效能。目前已有很多種實現光伏板跟蹤太陽移動方向的現有技術。其中，有通過光線變化等感知太陽位置的，也有通過計算確定太陽位置的；跟蹤方式有單軸、多軸等；驅動方式有有電源、無電源等。
[0004]目前已有的光伏發電系統中，多數仍采用固定式的，只有少數采用跟蹤式的。原因是跟蹤系統往往較為復雜，保養維修較為困難，或者消耗不少電力或人力成本，使得成本高于所得到的經濟效益，所以寧肯放棄使用。
[0005]南北傾角固定式太陽能裝置終年將光伏板與水平面之間的夾角固定在當地的年最佳傾角。這樣，每年春分日和秋分日正午時陽光對光伏板形成垂直照射，但當太陽赤緯逐漸遠離春分點和秋分點時，照射角度則逐漸偏離，夏至日和冬至日偏離最大時達23.5度，發電效能會大大降低。
[0006]有鑒于此，本發明發明人積極開發研究，僅從調節光伏板南北方向的角度，得出本發明的單軸調節系統，用來改進南北傾角固定式光伏發電裝置無法調節光伏板南北傾角和跟蹤太陽方向的光伏發電系統過于復雜等問題。其特點是，增加的原材料和人力成本大大低于改進帶來的經濟效益。
【發明內容】
[0007]本發明要解決的技術問題是:提供一種傾角可調式太陽能裝置，用來改進南北傾角固定式光伏發電裝置無法調節光伏板南北傾角，并解決現有技術中調整傾角的裝置成本過高、維護復雜的問題。
[0008]為達到上述目的，本發明采用的技術方案是:
[0009]一種傾角可調式太陽能裝置，包括光伏板以及其支撐物和支撐桿，還包括一連接所述支撐物和支撐桿的連接體。所述連接體固定在所述支撐物上，設有多個連接點可與所述支撐桿的一端連接。所述支撐桿的另一端與所述光伏板連接，對所述光伏板構成支撐。所述支撐桿與所述連接體連接時，可通過選擇不同的連接點對所述光伏板與水平面之間的夾角作出調整，使得所述夾角可以在使用地點每年不同時期不同的合適傾角之間變化，年最佳傾角減去23.5度與年最佳傾角加23.5度之間可調。所述支撐桿與所述連接點的連接采用卡槽卡榫的形式或銷孔銷釘的形式進行固定，對所述光伏板形成支撐。
[0010]作為一種優選方式，所述連接點的所述卡槽或銷孔的數量為至少2套。
[0011]作為一種優選方式，所述連接體可以在制成后固定在所述支撐物上，也可以將其卡槽或銷孔直接設置在所述支撐物上，使所述連接體和所述支撐物融為一體。
[0012]作為一種優選方式，所述光伏板與所述支撐物軸接，或使用柔性材料連接；所述支撐桿與所述光伏板軸接，或使用柔性材料連接，以使支撐角度可變。
[0013]作為一種優選方式，所述卡榫可帶有螺紋螺母，或不帶螺紋螺母；所述銷孔銷釘可帶有相配合的螺紋或不帶螺紋。
[0014]作為一種優選方式，所述支撐桿的橫剖面為圓形、方形或其他幾何形狀結構。
[0015]作為一種優選方式，所述支撐物為固定式或水平方位角可調式。
[0016]由于采用了上述技術方案，使得所述太陽能裝置在使用時，可以通過調整滿足每年不同時期最合適傾斜角的要求，在不增加較多成本的前提下顯著提高所述光伏板的發電量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1為本發明太陽能裝置支撐桿與連接體的連接示意圖。
[0018]圖2為本發明太陽能裝置支撐桿與連接體的又一種連接示意圖。
[0019]圖3為本發明太陽能裝置的一種實施方式示意圖。
[0020]圖4為本發明太陽能裝置的又一種實施方式示意圖。
[0021]圖5為本發明太陽能裝置的又一種實施方式示意圖。
【具體實施方式】
[0022]請參閱附圖所示的本發明太陽能裝置的較佳實施例，此等實施例僅供說明之用，在專利申請上并不受此結構的限制。
[0023]圖1為所述連接點采用卡槽、卡榫方式固定的支撐桿和與其配合的連接體示意圖；圖2為所述連接點采用銷孔銷釘方式固定的支撐桿和與其配合的連接體示意圖。實際使用時可采取任一方式。
[0024]所述光伏板I安裝在所述支撐物2上，所述支撐桿3的一端與所述光伏板I連接，另一端根據所述光伏板I需要調整到的不同角度，與對應的連接體4上不同連接點連接。
[0025]所述支撐桿3與所述不同連接點連接，即對所述光伏板I與水平面之間的夾角作出調整，每年不同時期將所述夾角調整到當時、當地最合適的傾角，年最佳傾角減去23.5度與年最佳傾角加23.5度之間可調。所述支撐桿與所述連接點的連接采用圖1或圖2顯示的卡槽卡榫的形式或銷孔銷釘的形式進行固定，對所述光伏板I形成支撐。
[0026]圖1和圖2所示的卡槽或銷孔的數量為至少2套。
[0027]圖1和圖2所示的連接體4可以在制成后固定在所述支撐物2上，也可以將其卡槽或銷孔直接設置在所述支撐物2上，使所述連接體4和所述支撐物2融為一體。
[0028]圖1和圖2所示的卡榫可帶有螺紋螺母，或不帶螺紋螺母，所示的銷孔銷釘可帶有相配合的螺紋或不帶螺紋。
[0029]圖1和圖2所示的支撐桿的橫剖面可為圓形、方形或其他幾何形狀結構。
[0030]圖3至圖5為本發明太陽能裝置實施方式的幾種示例。在這些示例中，支撐物可以是固定式的，使光伏板I正面安裝的方向在北半球為正南(即方位角為180度)、在南半球為正北(即方位角為零度)，也可為水平方位角可調式的(即水平方向可旋轉的)。本發明討論的僅為對光伏板南北傾斜角的調整。
[0031]圖3至圖5的實施方式中，支撐物選用，或者支撐桿3的安裝位置各不相同，但其原理和連接關系相同，在滿足需要的情形下，可選擇各種不同方式。
[0032]圖3至圖5所示，圖3與圖4、圖5的區別在于支撐物2的支撐方式的不同，在圖3中，支撐物2并未示出，支撐物2可以直接為地面或其他水平設置的支持物，支撐方式為上支撐，即支撐桿3與光伏板I的連接點高于光伏板I與支撐物2的連接點；而圖4至圖5中，支撐物2為立柱或墻壁等物體的垂直面，支撐方式為下支撐，即支撐桿3與光伏板I的連接點低于光伏板I與支撐物2的連接點。
[0033]上述各實施例中，光伏板I與支撐物2的連接，以及與支撐桿3的連接為軸接，或使用柔性材料連接，以在保證連接強度的情況下，可以相應地調整連接角度。
[0034]作為替換方式，所述支撐物2為固定式或水平方位角可調式。
[0035]在調整所述光伏板I與水平面之間的夾角時，與具體位置的年最佳傾角有關。各地的年最佳傾角一般以當地緯度加通過計算和經驗數據得出的修正值得出，已為公知數據。以北京為例，年最佳傾角為36度，則在北京使用本發明產品時，光伏板I與水平面之間的夾角可以在36度減23.5度和36度加23.5度之間變化，即在12.5度和59.5度之間變化。
[0036]在緯度較低地區，年最佳傾角減23.5度，可能使數值為負，此時采用下支撐，可調整支撐桿3的連接點，使光伏板I受其支撐的一側向上翻轉至高于光伏板I與支撐物連接點的適當位置，或將支撐支桿3安裝在光伏板I的另外一側解決。
[0037]以每年調整4次為例，則所述連接體需設3個連接點，如在北京地區，則按以下步驟操作，每年以此類推:
[0038](I) 2月20日:將光伏板I與水平面的夾角調整到年最佳傾角36度(北京春分日和秋分日的最佳傾角)，將支撐桿3與中間的連接點連接、固定。
[0039](2) 4月20日:將光伏板I與水平面的夾角調整到12.5度(北京夏至日的最佳傾角，即年最佳傾角36度減回歸線緯度23.5度)。如支撐方式為所述上支撐，將支撐桿3與距離光伏板I最遠的連接點連接、固定；如支撐方式為所述下支撐，則將支撐桿3與距離光伏板最近的連接點連接、固定。
[0040](3) 8月24日:重復(I)的調整；
[0041](4) 10月23:將光伏板與水平面夾角調整到最大傾角59.5度(北京
[0042]冬至日的最佳傾角)。如支撐方式為所述上支撐，將支撐桿3與與距離光伏板最近的連接點連接、固定；如支撐方式為所述下支撐，則將支撐桿3與距離光伏板最遠的連接點連接、固定。
[0043]以上最佳傾角和調整日期根據太陽赤緯變化規律等公知的數據和方法計
[0044]算，支撐桿的長度，以及各連接點的位置根據所需調整角度計算和設置，在此均不再贅述。
[0045]經過計算和試驗證明，如按所述使用3套連接點每年調整4次，全年平均可使光伏板I上單位面積陽光的光通量達到對太陽赤緯進行南北全時跟蹤的99.5%。如每年調整12次(使用7套連接點)則可達到99.8%。
[0046]采用本發明的方案，增加的成本僅僅為用所述可調整支撐裝置替換固定式支撐裝置的費用。而所述可調整支撐裝置只是使用普通材料，其成本與固定式支撐裝置相比差別不大。而調節光伏板角度時使用的人力成本可以忽略不計。原因在于，光伏板需要經常巡視和維護保養，以防止雨雪、鳥糞或其他異物污染(防止熱斑效應造成致命傷)，而使用本專利增加的人力只是在特定日期巡視和維護時增加的一組簡單動作而已。而且本發明方案結構簡單可靠，幾乎無需任何維護保養。
[0047]以上所述，僅為本發明的【具體實施方式】和示例，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本領域的技術人員在本發明所揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求書所限定的保護范圍為準。
【權利要求】
1.一種傾角可調式太陽能裝置，包括光伏板以及其支撐物和支撐桿，其特征在于，所述裝置還包括: 一連接體，所述連接體固定在所述支撐物上，設有多個連接點可與所述支撐桿的一端連接，所述支撐桿的另一端與所述光伏板連接，對所述光伏板構成支撐，所述支撐桿與所述連接體連接時，通過選擇不同的連接點，使得所述光伏板與水平面之間的夾角可以在使用地年最佳傾角減去23.5度與年最佳傾角加23.5度之間可調。
2.根據權利要求1所述的太陽能裝置，其特征在于:所述支撐桿與所述連接點的連接采用卡槽卡榫或銷孔銷釘配合固定。
3.根據權利要求1所述的太陽能裝置，其特征在于:所述連接點的所述卡槽或銷孔的數量為至少2套。
4.根據權利要求1所述的太陽能裝置，其特征在于:所述連接體可以在制成后固定在所述支撐物上，也可以將所述卡槽或銷孔直接設置在所述支撐物上，使所述連接體和所述支撐物融為一體。
5.根據權利要求1所述的太陽能裝置，其特征在于:所述光伏板與所述支撐物軸接，或使用柔性材料連接；所述支撐桿與所述光伏板軸接，或使用柔性材料連接，以使支撐角度可變。
6.根據權利要求1所述的太陽能裝置，其特征在于:所述卡榫可帶有螺紋螺母，或不帶螺紋螺母；所述銷釘銷孔可帶有相配合的螺紋或不帶螺紋。
7.根據權利要求1所述的太陽能裝置，其特征在于:所述支撐桿的橫剖面為圓形或方形結構。
8.根據權利要求1所述的太陽能裝置，其特征在于:所述支撐物為固定式或水平方位角可調式。
【文檔編號】G05D3/00GK203930511SQ201420290695
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年6月4日 優先權日:2014年6月4日
【發明者】許抗援 申請人:許抗援