[发明专利]一种具有向日葵特性的太阳能发电装置

说明书

技术领域

本发明属于太阳能光伏发电技术领域，特别是涉及一种具有向日葵特性的太阳能发电装置。

背景技术

传统的太阳能发电装置采用固定式安装，即光伏板固定在支架结构上，不随太阳位置的变化而移动，随着春夏秋冬和早中晚时间的变化，导致一年中光伏接受太阳光直射的机会是极其短暂的，这样的结果是严重影响转换效率。据测算，如果光伏板与太阳光线的角度存在25°的偏差，就会因垂直射入的辐射能减少而使光伏板的输出功率下降10％左右，这是因为太阳能光伏板的发电量与太阳光线的热射角度有关，当光线垂直于光伏板时，光伏板接收到的太阳能辐射最大，其发电量最大。

另外在下雨天和大风天气，由于光伏板的面积较大，太阳能光伏板更容易受到损害，造成高额的维修费用。

发明内容

本发明主要目的在于提供一种具有向日葵特性的太阳能发电装置，使太阳能光伏板与太阳光线始终保持90°夹角，提供最大的发电量，与传统的固定式太阳能装置相比，本发明的太阳能光伏板每平方米平均发电量高出40％，太阳能光伏板会自动向下闭合，避免太阳能光伏板受到破坏。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的一个技术方案：一种具有向日葵特性的太阳能发电装置，包括转动机构和俯仰机构，所述转动机构包括纵向的上支撑杆、纵向的下支撑杆和转动驱动电机，所述下支撑杆下端固定在地面上，所述下支撑杆的上端安装所述转动驱动电机，所述转动驱动电机的输出轴与所述上支撑杆的下端固定连接；

所述俯仰机构包括俯仰细杆、俯仰粗管和俯仰驱动电机，所述俯仰细杆的外表面均匀设有外螺纹，所述俯仰粗管为空心管结构，且内表面均匀设有内螺纹，所述俯仰细杆和所述俯仰粗管通过所述外螺纹与所述内螺纹实现螺纹连接，所述俯仰细杆的下端和所述俯仰驱动电机的输出轴连接，所述俯仰驱动电机固定于所述上支撑杆的外壁；

还包括若干块层叠的支撑背板，最下层所述支撑背板的一端和所述上支撑杆的上端铰接，最下层所述支撑背板的另一端与所述俯仰粗管的上端铰接。

进一步地说，所述支撑背板之间设有伸缩机构，所述伸缩机构包括齿轮、齿轮滑动轨道和滑动驱动电机，上层所述支撑背板的下表面一端通过支撑架连接齿轮的中心轴，所述齿轮的中心轴连接所述滑动驱动电机的输出轴，下层所述支撑背板的上表面设有与所述齿轮相匹配的齿轮滑动轨道，所述齿轮滑动轨道从支撑背板的上表面的一端延伸至另一端。

进一步地说，所述支撑背板上设有用于吸收太阳光能量的太阳能光伏板，所述支撑背板上表面还设有光线感应器、风速感应器和湿度感应器，所述太阳能发电装置设有中央处理控制器，所述光线感应器、所述风速感应器、所述湿度感应器、所述转动驱动电机、所述俯仰驱动电机和所述伸缩驱动电机分别与所述中央处理控制器电连接。

进一步地说，所述下支撑杆的直径为0.2-0.3m且高度为1-2m，所述上支撑杆的直径为0.1-0.2m且高度为3-4m。

进一步地说，所述俯仰细杆的外径为0.1m，所述俯仰粗管的内径为0.1m。

进一步地说，所述上支撑杆上还设有蓄能器，所述蓄能器连接用于给家庭或企业供电的电网。

进一步地说，所述上支撑杆的下端和所述下支撑杆的上端通过端面轴承连接，所述端面轴承为圆环状结构且套于所述转动电机的输出轴上。

进一步地说，所述端面轴承包括上轴承圈、下轴承圈和若干颗钢珠，所述上轴承圈与所述上支撑杆的下端固定，所述下轴承圈与所述下支撑杆的上端固定，所述上轴承圈的下表面周向向内凹陷形成第一凹圈，所述下轴承圈的上表面周向向内凹陷形成第二凹圈，若干颗所述钢珠通过所述第一凹圈和第二凹圈固定于所述上轴承圈和所述下轴承圈之间。

进一步地说，所述支撑背板的形状为菱形、矩形或椭圆形。

本发明的有益效果至少具有以下几点：

一、本发明具有转动机构、俯仰机构和光线感应器，当需要发电时，通过光线感应器接收太阳光线的照射角度，信号传送至中央处理控制器，中央处理控制器控制转动驱动电机和俯仰驱动电机工作，使支撑背板做旋转和俯仰运动，从而使太阳能光伏板与太阳光线始终保持90°夹角，让太阳能光伏板获得最大的太阳能吸收值，提供最大的发电量，与传统的固定式太阳能装置相比，本发明的太阳能光伏板每平方米平均发电量高出40％；

二、本发明具有伸缩机构，通过伸缩机构使若干块层叠的支撑背板沿与太阳光线垂直的方向打开，从而增加太阳能光伏板的面积，提供更大的发电量；