[实用新型]便携式双摇杆跟踪太阳发电系统

说明书

一、技术领域

本实用新型涉及一种提高太阳能利用效率的装置，特别是涉及一种利用双摇杆机构跟踪太阳的太阳能发电装置。

二、技术背景

随着社会的发展、科学技术的进步、能源危机的出现以及生态环境的恶化，人们对太阳能的利用日趋普遍。长期以来，世界能源主要依靠石油和煤炭等矿物燃料，而这些矿物为一次性不可再生资源，储量有限，而且燃烧时产生大量的二氧化碳，造成地球气温升高，生态环境恶化。据国际能源机构预测，人类正面临矿物燃料枯竭及生态恶化的严重威胁。这种全球性的能源危机，迫使各国政府投入大量的人力和财力，研究和开发新能源，如核能、风能、水能、太阳能等。特别是太阳能作为一种“清洁能源”，取之不尽，用之不竭，是极具开发潜能的能源。

太阳能的显著特点是低密度、间歇性、空间分布不断变化，这就对太阳能的收集和利用提出了更高的要求。尽管相继研究出系列的太阳能装置如太阳能热水器、太阳能干燥器、太阳能电池等等，但太阳能的利用还远远不够，究其原因，主要是利用率不高。如何最大限度的提高太阳能的利用率，是迫切需要解决的问题。

解决这一问题应从两个方面入手，一是提高太阳能装置的能量转换率，二是提高太阳能的接收效率。前者属于能量转换领域，目前约为20％左右，可从材料、形状、布置方式等方面加以研究；太阳跟踪装置着重解决提高太阳能接收效率问题。

不管哪种太阳能利用设备，如果它的太阳能接收器材能始终保持与太阳光垂直，就可以在有限的使用面积内收集更多的太阳能。但是太阳相对于地球每时每刻都在运动着，生活在北半球的人们可以感觉到太阳并不是单纯的由低到高、再由高到低的运动，而是伴随着由东到南、由南到西运动(南半球由东到北、由北到西运动)，要想让太阳能利用器材的工作面始终垂直太阳光线，就必须采取措施。香港大学的KPCheung和SCMHui教授研究了太阳光照角度与太阳能接收率的关系，结果表明：太阳的跟踪与非跟踪，能量的接收效率相差37.7％。高精度跟踪太阳可使接收器材的接收率大大提高，进而可以提高太阳能装置的太阳能利用率。

三、实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述问题，提出一种结构简单、省力节能，运行稳定、精确、基于双摇杆机构跟踪太阳的太阳能发电系统。

本实用新型的内容是：一种便携式双摇杆机构跟踪太阳发电系统，含有机箱、交叉双摇杆机构、倾角调节装置、传感器、蓄电池及单片机等，具有太阳高度角和仰俯角跟踪功能，其特征是：所述的机箱上面安装有跟踪太阳高度角的两个平行的交叉双摇杆机构；所述的交叉双摇杆机构含有两个安装成近似“X”形状的摇杆；所述的两双摇杆机构的连杆以杆件固联，形成一长方形框架，长方形框架上安装太阳能电池板，两双摇杆机构的机架与机箱构成可平行于机箱上表面运动的移动连接，该移动连接的两端形成两个固定位置；所述的交叉双摇杆机构连接有动力驱动装置；所述的倾角调节装置为一螺旋机构；所述的机箱上安装有太阳光线传感器、仰俯角传感器和极限位置传感器；所述的电池板上安装有太阳高度角传感器。

所述的两个交叉双摇杆机构能够在摇杆转动90度时就可以实现连杆180度的位置改变。

所述的机箱为一长方形箱体，内置蓄电池、充放电控制器、单片机、双摇杆机构跟踪动力驱动装置；所述的机箱下面有四个可以收放的管脚；所述的机箱侧面有供输出的电源插座；所述的机箱两侧面各有一滑道与双摇杆机构构成移动连接，滑道两端是两个固定位置，一个固定位置为双摇杆支撑起太阳能电池板跟踪太阳运动的位置；另一个固定位置为转移发电系统时电池板平放在箱体上表面的非跟踪位置；

所述的双摇杆机构的动力驱动装置为步进电机。

所述的双摇杆机构与步进电机之间设有带有自锁功能的蜗轮蜗杆传动装置。

所述的高度角传感器、仰俯角传感器和太阳光线传感器均为光敏传感器；所述的极限位置传感器为接触开关传感器，上述传感器通过导线连接单片机，单片机通过导线连接所述的蓄电池。

本实用新型的有益效果：

1、结构简单、省力、节能

该实用新型的跟踪太阳仰俯角的装置为一螺旋机构，跟踪太阳高度角的为交叉双摇杆机构，结构都很简单。交叉双摇杆机构还具有在摇杆转动90度时就可以实现连杆180度位置改变的功能，使得太阳能电池板的行程扩大一倍；在太阳光线传感器和单片机时钟的作用下，装置在非工作时间或虽然在工作时间但不具备工作条件时不启动，避免无谓的动力消耗；这些措施均具有显著的省力和节能效果。

2、方便携带