角度可調的光伏組件系統的制作方法

本發明涉及光伏發電技術領域，特別是涉及一種角度可調的光伏組件系統。

背景技術：

強調綠色環保的當今社會，電力生產的格局正在發生巨大變化，分布式、可再生能源發電逐漸成為重要發電方式，集裝箱作為典型的分布式可移動光伏發電系統，適用于居住、辦公場所。傳統的基于集裝箱運用的光伏組件安裝系統，通常設計成由集裝箱頂部向外伸展的結構，光伏組件安裝在頂部的支架以及兩側的能夠向外伸展和向中間折疊的支架上。當太陽的照射方向發生變化時，需要調節光伏組件的傾斜角度，使光伏組件能夠以最佳的傾角接收光照。一般主要是通過調節兩側的支架的傾角來實現，但是操作時，需分別調節兩側的支架的傾角，非常不方便且效率低下。

技術實現要素：

基于此，有必要針對傳統的光伏組件需要單獨調節傾角的問題，提供一種能夠同時調節多組光伏組件的傾角的光伏組件系統。

上述目的通過以下技術方案實現：

一種角度可調的光伏組件系統，包括：驅動裝置和至少兩組光伏組件，驅動裝置能夠同時帶動至少兩組光伏組件傾斜預設角度。

在其中一個實施例中，至少兩組光伏組件沿著固定面間隔設置；每組光伏組件均具有相對的兩側，其中一側用于與驅動裝置連接，另一側用于與固定面轉動連接；

驅動裝置包括驅動轉盤和驅動帶；驅動轉盤通過驅動帶分別與兩組光伏組件連接；驅動轉盤轉動時能夠增大一側驅動帶的張緊力以使相應的光伏組件發生運動，同時減小另一側驅動帶的張緊力以使相應的光伏組件發生運動。

在其中一個實施例中，兩組光伏組件分別為第一組件和第二組件；驅動帶包括第一繩索和第二繩索；

第一組件的一側通過第一繩索與驅動轉盤的一側連接，第一組件的另一側與固定面轉動連接；第二組件的一側通過第二繩索與驅動轉盤對稱的另一側連接，第二組件的另一側與固定面轉動連接；

初始狀態時，第一繩索與第二繩索均處于張緊狀態，以使第一組件和第二組件均平行于固定面；驅動轉盤順時針轉動時，增大第一繩索的張緊力使第一組件相對于固定面傾斜，同時減小第二繩索的張緊力使第二組件在重力作用下相對于固定面傾斜；驅動轉盤逆時針轉動時，增大第二繩索的張緊力使第二組件相對于固定面傾斜，同時減小第一繩索的張緊力使第一組件在重力作用下相對于固定面傾斜。

在其中一個實施例中，驅動裝置還包括與光伏組件組數相應的滑輪；第一繩索的一端與驅動轉盤連接，另一端繞過一個滑輪與第一組件連接；第二繩索的一端與驅動轉盤連接，另一端繞過一個滑輪與第二組件連接。

在其中一個實施例中，光伏組件通過鉸鏈機構與固定面轉動連接。

在其中一個實施例中，鉸鏈機構包括第一鉸鏈以及連桿，連桿的一端與固定面連接，另一端通過第一鉸鏈與光伏組件可轉動地連接。

在其中一個實施例中，鉸鏈機構還包括第二鉸鏈，連桿通過第二鉸鏈與固定面可轉動地連接。

在其中一個實施例中，驅動轉盤上設置有角度顯示盤，角度顯示盤能夠顯示驅動轉盤轉動的角度。

在其中一個實施例中，至少兩組光伏組件沿著固定面間隔設置；每組光伏組件均具有相對的兩側，其中一側用于與驅動裝置連接，另一側用于與固定面轉動連接；

驅動裝置包括驅動齒輪和與驅動齒輪嚙合的驅動齒條；驅動齒輪的兩側分別通過一個驅動齒條與兩組光伏組件連接，驅動齒輪轉動時能夠分別對兩組光伏組件施加相反的作用力。

在其中一個實施例中，兩組光伏組件分別為第一組件和第二組件；驅動齒條包括第一齒條和第二齒條；

第一組件的一側通過第一齒條與主動齒輪的一側嚙合，第一組件的另一側與固定面轉動連接；第二組件一側通過第二齒條與主動齒輪對稱的另一側嚙合，第二組件的另一側與固定面轉動連接；

初始狀態時，第一組件和第二組件均平行于固定面；主動齒輪轉動時，分別帶動第一齒條和第二齒條同時朝相反的方向移動，以同時帶動第一組件、第二組件相對于固定面傾斜。

上述角度可調的光伏組件系統，通過驅動裝置能夠同時驅動多組光伏組件傾斜預設角度，當太陽的照射方向發生變化時，通過驅動裝置能夠同時調節多組光伏組件的傾角，使多組光伏組件同步地到達最佳的傾角位置以接收光照，從而提高了調節效率，使光伏系統的使用更加靈活方便。

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的角度可調的光伏組件系統的結構示意圖；

圖2為本發明實施例提供的角度可調的光伏組件系統的初始狀態示意圖；

圖3為本發明實施例提供的角度可調的光伏組件系統的傾斜狀態示意圖；

圖4為本發明實施例提供的角度可調的光伏組件系統的角度調節過程示意圖。

其中：

100-驅動裝置；

110-驅動轉盤；

120-驅動帶；121-第一繩索；122-第二繩索；

130-滑輪；

200-光伏組件；

210-第一組件；220-第二組件；

300-集裝箱的頂面；

400-鉸鏈機構；

410-第一鉸鏈；420-連桿；430-第二鉸鏈；

500-角度顯示盤。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下通過實施例，并結合附圖，對本發明的角度可調的光伏組件系統進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

需要說明的是，當元件被稱為“固定于”另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是“連接”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。相反，當元件被稱作“直接在”另一元件“上”時，不存在中間元件。本文所使用的術語“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的。

本發明的角度可調的光伏組件系統，能夠根據需要同步改變多組光伏組件的傾斜角度，不僅可適用于移動式的集裝箱，也適用于傳統的房屋建筑。下面以本發明的角度可調的光伏組件系統應用于集裝箱的頂面為例來具體說明。

如圖1所示，本發明一實施例的角度可調的光伏組件系統，可作用于集裝箱的頂面300，其包括：驅動裝置100和至少兩組光伏組件200，驅動裝置100能夠同時帶動至少兩組光伏組件200相對于集裝箱的頂面300傾斜預設角度。

其中，至少兩組光伏組件200沿著集裝箱的頂面300間隔設置；每組光伏組件200均具有相對的兩側，其中一側用于與驅動裝置100連接，另一側用于與集裝箱的頂面300轉動連接。每組光伏組件200可包括多個串聯的光伏組件(也稱太陽能電池板)，各個光伏組件可通過連接梁連接。每組光伏組件200可安裝在支架上，通過支架與驅動裝置100，以及集裝箱的頂面300連接，或者可在光伏組件200表面(例如上述連接梁上)設置有固定連接塊，通過固定連接塊與驅動裝置100以及集裝箱的頂面300連接。當太陽的照射方向發生變化時，通過驅動裝置100能夠同時調節多組光伏組件200的傾角，使多組光伏組件200同步地到達最佳的傾角位置以接收光照，從而提高了調節效率，使光伏系統的使用更加靈活方便。

而上述實施例中的驅動裝置100的結構形式可以有多種，作為一種可實施的方式，驅動裝置100包括驅動轉盤110和驅動帶120；驅動轉盤110通過驅動帶120分別與兩組光伏組件200連接；驅動轉盤110轉動時能夠增大一側驅動帶120的張緊力以使相應的光伏組件200發生運動，同時減小另一側驅動帶120的張緊力以使相應的光伏組件200發生運動。

其中，驅動帶120可以是繩索、皮帶、齒形帶或者鏈條等，相應地，驅動轉盤110可以是轉盤、皮帶輪、齒輪或者鏈輪等，而驅動轉盤110的轉動不限于手動或者電機驅動等形式。

參見圖2、圖3和圖4，而作為一種可實施的方式，兩組光伏組件200分別為第一組件210和第二組件220；驅動帶120包括第一繩索121和第二繩索122；第一組件210的一側通過第一繩索121與驅動轉盤110的一側連接，第一組件210的另一側與集裝箱的頂面300轉動連接；第二組件220的一側通過第二繩索122與驅動轉盤110對稱的另一側連接，第二組件220的另一側與集裝箱的頂面300轉動連接。

第一組件210和第二組件220沿著集裝箱的頂面300間隔設置，且在初始狀態時，第一組件210和第二組件220均平行于集裝箱的頂面300(如圖2所示)，可以理解，第一組件210與第二組件220可以處于同一平面，也可以不處于同一平面。第一組件210的a側與集裝箱的頂面300轉動連接，第一組件210的b側通過第一繩索121與驅動轉盤110的e點連接，第二組件220的c側通過第二繩索122與驅動轉盤110的f點連接，第二組件220的d側與集裝箱的頂面300轉動連接，其中，e點和f點為以驅動轉盤110的轉動中心對稱的兩個點。在該實施方式中，驅動轉盤110不限于是圓形轉盤或者方形轉盤等，其也可以是呈桿狀，桿的兩端分別為上述e點和f點，初始狀態時，桿的長度方向平行于集裝箱的頂面300。

驅動轉盤110順時針轉動時，增大第一繩索121的張緊力使第一組件210的b側上升距離h，從而使得第一組件210由平行于集裝箱的頂面300的狀態變成與集裝箱的頂面300呈α角度傾斜的狀態，同時減小第二繩索122的張緊力使第二組件220的c側在重力作用下下落距離h，從而使得第二組件220也由平行于集裝箱的頂面300的狀態變成與集裝箱的頂面300呈α角度傾斜的狀態(最終狀態如圖3所示)。

可以理解，當驅動轉盤110逆時針轉動時，增大第二繩索122的張緊力使第二組件220的c側上升一定距離，從而使得第二組件220由平行于集裝箱的頂面300的狀態變成與集裝箱的頂面300呈一定角度傾斜的狀態，同時減小第一繩索121的張緊力使第一組件210的b側在重力作用下下落相同的距離，從而使得第一組件210也由平行于集裝箱的頂面300的狀態變成與集裝箱的頂面300呈相同角度傾斜的狀態。

本實施方式中，驅動裝置能夠實現第一組件210和第二組件220同步地朝同一方向傾斜相同的角度，可以理解，將該實施方式做適當變形后，也能夠實現第一組件210和第二組件220同步地朝不同方向傾斜相同的角度。例如圖3所示，只需要將第二組件220的c側與集裝箱的頂面300轉動連接，第二組件220的d側通過第二繩索122與驅動轉盤110的f點連接，則可實現第一組件210和第二組件220同步地朝不同方向傾斜相同的角度。

上述傾斜角度α，可以由驅動轉盤110轉動的角度β計算得到，具體過程參見圖4，在光伏組件200相對于集裝箱頂面傾斜角度α較小的情況下，繩索的驅動距離近似于驅動轉盤110的轉動弧長，即h≈s；

由幾何關系得出：

由(1)、(2)式推出：

即得到光伏組件200傾斜角度α與驅動轉盤110轉動角度β之間的關系。這樣，當光伏組件200應用在不同緯度地區需要調節組件傾角時，首先根據集裝箱所安裝的地理位置計算出光伏組件200的最佳傾角(傾斜的預設角度)，然后計算得到驅動轉盤110需轉動的角度，以實現光伏組件200最佳傾角的設定。

作為一種可實施的方式，驅動轉盤110上設置有角度顯示盤500，角度顯示盤500能夠顯示驅動轉盤110轉動的角度。這樣，能夠清楚地獲知驅動轉盤110轉動的角度，以便掌握是否已調節到光伏組件200的最佳傾角位置。

在其他實施例中，驅動轉盤110可以為皮帶輪，驅動帶120為一根皮帶，皮帶的一端與第一組件210連接，另一端繞過皮帶輪與第二組件220連接。驅動轉盤110順時針轉動時，在皮帶與皮帶輪之間的摩擦力作用下，使第一組件210的b側上升，同時使第二組件220的c側在重力作用下下落；驅動轉盤110逆時針轉動時，在皮帶與皮帶輪之間的摩擦力作用下，使第二組件220的c側上升，同時使第一組件210的b側在重力作用下下落。

同樣地，驅動轉盤110也可以為鏈輪(齒輪)，驅動帶120為一根與鏈輪(齒輪)配合的鏈條(齒形帶)，其工作原理與前述基本相同，在此不在贅述。

作為一種可實施的方式，驅動裝置100還包括與光伏組件200組數相應的滑輪130；第一繩索121的一端與驅動轉盤110連接，另一端繞過一個滑輪130與第一組件210連接；第二繩索122的一端與驅動轉盤110連接，另一端繞過一個滑輪130與第二組件220連接。滑輪130設置在滑輪130支架上，滑輪130支架固定在集裝箱的頂面300，通過滑輪130能夠使得驅動裝置100對光伏組件200的驅動更加省力，同時能夠改變驅動裝置100對光伏組件200的作用力的方向，使得驅動裝置100與光伏組件200之間的相對位置更加靈活多變。在其他實施例中，滑輪130也可由可轉的軸承等替代。

作為一種可實施的方式，光伏組件200通過鉸鏈機構400與固定面轉動連接。在其他實施例中，光伏組件200也可以通過樞轉結構實現與固定面的轉動連接。

進一步地，鉸鏈機構400包括第一鉸鏈410以及連桿420，連桿420的一端與固定面連接，另一端通過第一鉸鏈410與光伏組件200可轉動地連接。光伏組件200與驅動裝置100連接的一側受力發生變化時，在第一鉸鏈410的作用下，使光伏組件200能夠相對于集裝箱的頂面300傾轉，以實現光伏組件200傾角的改變。連桿420與固定面連接的一端可以是直接固定在集裝箱的頂面300上，也可以通過第二鉸鏈430可轉動地連接在集裝箱的頂面300上。這樣，使得光伏組件200相對于集裝箱的頂面300的轉動更加靈活，對驅動裝置100的施力變化反應更加迅速。

作為另一種可實施的方式，驅動裝置100包括驅動齒輪和與驅動齒輪嚙合的驅動齒條；驅動齒輪的兩側分別通過一個驅動齒條與兩組光伏組件200連接，驅動齒輪轉動時能夠分別對兩組光伏組件200施加相反的作用力。

其中，驅動齒條可以是直接固接于光伏組件200上，也可以通過一個從動齒輪與設置在光伏組件200上的從動齒條嚙合，實現間接的傳動連接，只要能夠實現通過驅動齒條的運動帶動光伏組件200的運動即可。

而作為一種可實施的方式，兩組光伏組件200分別為第一組件和第二組件；驅動齒條包括第一齒條和第二齒條；第一組件的一側通過第一齒條與主動齒輪的一側嚙合，第一組件的另一側與集裝箱的頂面300轉動連接；第二組件一側通過第二齒條與主動齒輪對稱的另一側嚙合，第二組件的另一側與集裝箱的頂面300轉動連接。

初始狀態時，第一組件和第二組件均平行于集裝箱的頂面300。在該實施方式中，驅動裝置100與第一組件、第二組件的連接方式可參考圖2，即圖2中自右向左，分別為第一組件的a側和b側，第二組件的c側和d側，第一組件的b側通過第一齒條與主動齒輪的e側嚙合，第一組件的a側與集裝箱的頂面300轉動連接；第二組件c側通過第二齒條與主動齒輪的f側嚙合，第二組件的d側與集裝箱的頂面300轉動連接。主動齒輪順時針轉動時，帶動第一齒條向下移動一定距離同時帶動第二齒條向上移動相同的距離，因而，使第一組件的b側向下移動上述距離同時第二組件的c側向上移動相同的距離，使第一組件、第二組件朝同一方向相對于集裝箱的頂面300傾斜相同的角度。而主動齒輪逆時針轉動時，帶動第二齒條向下移動一定距離同時帶動第一齒條向上移動相同的距離，因而，使第二組件的c側向下移動上述距離同時第一組件的b側向上移動相同的距離。

在其他的實施方式中，驅動裝置100還可以是包括氣缸，以及與光伏組件200組數相應的驅動桿。假設光伏組件200為兩組，分別是第一組件和第二組件，則驅動桿也為兩個。在本實施方式中，驅動裝置100與第一組件、第二組件的連接方式可參考圖2，即圖2中自右向左，分別為第一組件的a側和b側，第二組件的c側和d側，驅動桿的一端與氣缸的活塞連接，另一端分別連接至第一組件的a側，第二組件的c側，這樣，氣缸活塞向上伸出時，第一組件的a側和第二組件的c側均向上移動，氣缸活塞回縮時，第一組件的a側和第二組件的c側均向下移動，實現同步同向同角度的傾轉。當然，驅動桿的一端與氣缸的活塞連接，另一端也可分別連接至第一組件的b側，第二組件的c側，這樣可實現同步同角度但不同向的傾轉。

以上所述實施例的各技術特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特征的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的范圍。

以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對發明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。因此，本發明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。