一種可隨太陽照射方向轉動的光伏發電系統的制作方法

本實用新型屬于太陽能光伏發電領域，尤其是涉及一種可隨太陽照射方向轉動的光伏發電系統。

背景技術：

現有的光伏發電系統一般僅僅在東西方向上跟隨太陽照射方向轉動，其在南北方向上為固定設置，但是實際上由于季節時令的更替、各地區所處地勢的不同、氣候的變化等因素，太陽的直射點不僅僅在東西方向上發生改變，從而現有的光伏發電系統不能充分、有效地利用太陽能。

針對上述問題，也有光伏發電系統在南北方向上轉動以吸收更多的太陽能，如中國專利CN 205049977公開了一種推桿式雙軸光伏跟蹤系統，其馬達運轉通過傳動機構帶動梁杭架在東西方向上翻轉；推動第二推桿實現太陽能板在南北方向上的翻轉。但是其在東西方向上的翻轉和在南北方向上的翻轉為獨立進行，東西方向上的光伏跟蹤和南北方向上的光伏跟蹤也為獨立進行，不能精確地跟蹤太陽直射的方向和角度，翻轉的角度范圍也較小，從而無法盡可能多地采集太陽光，結構復雜的同時還降低了太陽能光伏發電的效率。

技術實現要素：

為了克服現有技術的不足,本實用新型提供一種能精準地跟蹤太陽的直射方向、太陽能吸收效率高、發電效率高的可隨太陽照射方向轉動的光伏發電系統。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：一種可隨太陽照射方向轉動的光伏發電系統，包括用于采集太陽光的采集模塊、用于驅動采集模塊移動的驅動模塊及控制器，所述驅動模塊包括用于驅動采集模塊在東西方向上轉動的第一驅動模塊和用于驅動采集模塊在南北方向上移動的第二驅動模塊，所述第一驅動模塊和第二驅動模塊分別與控制器電連。隨著太陽直射方向在東西方向上的變化，第一驅動模塊帶動采集裝置在東西方向上轉動，由于季節的交替變化、光伏發電系統所處區域緯度的不同，太陽直射方向在南北方向上也有小幅度的變化，因此第二驅動模塊在隨著第一驅動模塊東西方向上轉動的同時在南北方向上也會同時移動，增加了采集裝置的角度變化范圍，進而增加了采集裝置吸收的太陽能；第一驅動模塊和第二驅動模塊由同一個控制器控制，即第一驅動模塊和第二驅動模塊在由不同的驅動裝置的驅動下又相互聯動，第一驅動模塊與第二驅動模塊相連，能更加精確地跟隨太陽照射方向轉動，進而最大限度地采集太陽光。

進一步的，所述采集模塊上設有至少一用于跟蹤太陽光的感應裝置，所述感應裝置與控制器電連。感應裝置的設置使得采集裝置有效跟蹤到太陽的直射方向，便于盡可能多地收集太陽能。

進一步的，還包括用于將采集模塊恢復初始位置的復位模塊。當太陽升起時，采集裝置跟著太陽自東向西轉動、在南北方向上移動，太陽落山后，復位模塊將采集裝置復位至初始狀態，完成一次調整，采集裝置重復跟著太陽轉動。

進一步的，所述復位模塊包括與采集模塊配合的傳動機構和動力模塊，所述動力模塊與控制器電連。

進一步的，還包括用于控制第二驅動模塊移動行程的限位模塊。限位模塊可以避免太陽能光伏板在南北方向過度偏轉而導致損壞，限定了第二驅動模塊水平移動的行程。

進一步的，所述采集模塊包括多個呈陣列排布的太陽能光伏板和與太陽能光伏板相連的支架，所述第一驅動模塊與支架傳動連接。有效利用土地面積，在單位面積內最大限度地采集太陽光能。

進一步的，所述多個太陽能光伏板位于同一高度上。

進一步的，所述采集模塊設于位于支架上，該支架與地面的距離至少為5m。將支架設置在高空中，縮短了采集模塊與太陽的距離，增加了吸收的太陽能總量，而且避免了采集模塊背面的高溫影響對應于采集模塊下方的地面，可以有效利用支架下方的土地。

本實用新型的有益效果是：采集模塊不僅在東西方向上可以跟隨太陽的直射方向發生偏轉，而且同時可以在南北方向上跟隨太陽的直射方向發生偏轉，且東西方向和南北方向上的移動由同一個控制器控制，偏轉的角度范圍更廣，更加精準，吸收的太陽能更多，結構簡單，操作方便。

附圖說明

圖1為本實用新型的控制結構示意圖。

圖2為本實用新型的結構示意圖。

圖3為采集模塊的排布結構示意圖。

圖4為第一驅動模塊和采集模塊配合的側視結構示意圖。

圖5為采集模塊的部分結構示意圖。

圖6為第一驅動模塊的結構示意圖。

圖7為第二驅動模塊的結構示意圖。

圖8為限位結構的側視結構示意圖。

圖9為限位結構的主視結構示意圖。

具體實施方式

為了使本技術領域的人員更好的理解本實用新型方案，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本實用新型保護的范圍。

參照圖1-9所示，一種可隨太陽照射方向轉動的光伏發電系統，包括用于采集太陽光的采集模塊1、驅動模塊、控制器及感應裝置11，其中驅動模塊包括用于帶動采集模塊1在東西方向上轉動的第一驅動模塊和用于帶動采集模塊1在南北方向上移動的第二驅動模塊。感應裝置11的數量為至少一個，其連接在采集模塊1上，用于追蹤太陽直射的方向，控制器分別與感應裝置11、第一驅動模塊及第二驅動模塊電連，即感應裝置11接收到太陽直射角度變化后，向控制器發送信號，控制器分別向第一驅動模塊和第二驅動模塊發送信號，調節第一驅動模塊的轉動速度和轉動角度，調節第二驅動模的移動速度和移動距離，直到采集模塊1的吸收面正對太陽直射方向。

第一驅動模塊和第二驅動模塊相互聯動設置，即第一驅動模塊的轉動速度和轉動角度由控制器的其中一區域單獨控制、第二驅動模塊的移動速度和移動距離由控制器的另一區域單獨控制的前提下，第一驅動模塊在驅動采集模塊1東西方向轉動的同時，帶動第二驅動模塊同步轉動，而且第二驅動模塊可以在南北方向上水平移動。

還包括復位模塊，復位模塊包括傳動機構和動力模塊，動力模塊與控制器相電連。當太陽落山后，采集模塊的朝向停留在正對太陽落山時太陽的直射方向上，通過復位模塊將采集模塊恢復至初始太陽剛升起時的朝向，當太陽升起時，重復繼續下一天的太陽能吸收。上述功能為現有技術可以實現不再贅述。

采集模塊1包括多組呈陣列排布的太陽能光伏板，串聯的每組太陽能光伏板包括多塊固定連接的太陽能光伏板111，于本實施例中為三塊太陽能光伏板111橫向并列連接。每塊太陽能光伏板111的背面轉動連接有第一支撐桿112，太陽能光伏板111的背面還固定連接有第二支撐桿113。感應裝置11只需要安裝在其中一塊太陽能光伏板上即可。為了收集到更多的太陽能，采集模塊被安裝在支架6上，支架6位于高空中，即支架6距離地面至少5m。

第一驅動模塊包括主軸21、第一驅動裝置22及限位結構，主軸21南北朝向地水平架設在高空中，主軸21的縱截面呈中空方形結構，減輕了主軸21的重量，也便于主軸21繞著其中心軸在東西方向上的翻轉。

第二驅動模塊包括推桿31、第二驅動裝置32及傳動組件。推桿31與主軸21平行設置，傳動組件包括傳動桿331、內套332及固定架333，于本實施例中第二驅動裝置32為固定連接在固定架333端部的電機，傳動桿331平行地固定在推桿31和主軸21之間位置，固定架333內電機上連接有內套332，內套332上設有內螺紋，該內螺紋與傳動桿331上的外螺紋適配，即傳動桿331為絲桿結構，當電機轉動帶動內套332轉動時，內套332上的內螺紋驅動傳動桿331向左或向右運動，帶動推桿31在南北水平方向上的移動。固定架333固定連接在主軸21上，具體的，主軸21的外圍套設有四個U型連接件71，U型連接件71的開口朝上設置，U型連接件71將主軸21包覆在內部，且U型連接件71的內壁與主軸21的外壁貼合，兩個U型連接件71的上部開口之間固定連接有連接板72，連接板72上固定連接有對稱設置的連接片73，兩個連接片73之間卡設有限位軸74，固定架333卡設在限位軸74、連接片73及連接72板之間形成的空間內，不會產生移動。

還包括與第二驅動模塊配合的限位模塊。限位模塊包括主軸21上設置的兩個限位開關211，當推桿31被推動至觸發左側的限位開關時，左側的限位開關向控制裝置發送信號，控制裝置將信號傳輸至第二驅動裝置32，強制控制第二驅動裝置32停止驅動推桿31繼續向左移動；當推桿31被推動至觸發右側的限位開關時，右側的限位開關向控制裝置發送信號，控制裝置將信號傳輸至第二驅動裝置32，強制控制第二驅動裝置32停止驅動推桿31繼續向右移動，即兩個限位開關211限定了推桿31在水平方向上的移動距離，進而限定了太陽能光伏面板在南北方向上的移動角度范圍，也在人為推動推桿時，起到了保護的作用，界定了推桿左右移動的極限位置，避免過度推動推桿，有效保護太陽能光伏面板不被過度拉動而損壞。

第一驅動模塊的限位結構包括上部體231和下部體232，下部體232包括套設在主軸21外圍的兩個U型連接件，U型連接件的開口朝上設置，U型連接件將主軸21包覆在內部，且U型連接件的內壁與主軸21的外壁貼合，U型連接件的上部開口處固定連接有連接板，該連接板的上方固定連接有上部體231，上部體231內形成一空腔，空腔內活動連接有上滾輪233和下滾輪234，上滾輪233和下滾輪234之間供推桿31穿過，推桿31的縱截面也呈中空方形結構，上滾輪233通過第一滾動軸235連接在空腔的上部，下滾輪234通過第二滾動軸236連接在空腔的下部，上滾輪233可繞著第一滾動軸235滾動，下滾輪234可繞著第二滾動軸236滾動。從而推桿31水平移動時，推桿31貼合上滾輪233和下滾輪234移動，上滾輪233和下滾輪234可以減小其移動的摩擦力，而且上滾輪233和下滾輪234對推桿31起到一個限位和支撐的作用，避免推桿由于長度過長而發生輕微的彎曲。

第一支撐桿112的另一端活動連接在推桿31上，具體的，推桿31的外圍套設有兩個U型連接件，U型連接件的開口朝上設置，U型連接件將推桿31包覆在內部，且U型連接件的內壁與推桿31的外壁貼合，U型連接件的上部開口處固定連接有連接板，連接板上固定連接有對稱設置的連接片，兩個連接片之間卡設有支軸，第一支撐桿112轉動連接在支軸上。第二支撐桿113的另一端轉動連接在上部體231的側壁上，其可以轉動連接在第一滾動軸235或第二滾動軸236上。

第一驅動裝置22包括動力模塊223和減速機構224，減速機構224上設有輸入端和輸出端，動力模塊223與輸入端相連，輸出端上設有傳動軸221，傳動軸221上設有至少兩個可同步轉動的連接端222，于本實施例中有同軸設置的兩個連接端，兩個連接端位于減速機構224的兩側，每個連接端上連接有主軸，從而一個第一驅動裝置就可以同時驅動兩個主軸同步轉動，進而帶動連接在主軸上的采集裝置同步轉動，減少了動力模塊的設置數量。動力模塊223和傳動軸221之間通過蝸輪蝸桿減速器傳動，減速機構224上還設有用于防止傳動軸反向轉動的自鎖結構，上述功能為現有技術可以實現不再贅述，從而在高空中風較大時，可以有效避免大風吹動主軸逆向轉動，提高采集裝置的翻轉精度，有利于采集更多的太陽能。

上述具體實施方式用來解釋說明本實用新型，而不是對本實用新型進行限制，在本實用新型的精神和權利要求的保護范圍內，對本實用新型作出的任何修改和改變，都落入本實用新型的保護范圍。