一种光伏发电系统的制作方法

1.本发明涉及新能源、低碳环保、机械装备及汽车行业的多交叉领域，进一步而言是一种光伏发电系统，具有可车载移动、利用垂直空间进行光伏发电的突出特点，具有占用面积小的突出优点，还具有可向交直流用电设备供电、可向储能蓄电池充电、可实现追日、升降伸缩等辅助功能，最终实现安全可靠、先进高效、经济便捷、增量绿电、低碳环保的生产效果。


背景技术：

2.截至2021年底，我国光伏发电并网装机容量超过三亿千瓦；其中，分布式光伏发电并网装机容量超过一亿千瓦。现有分布式光伏发电系统以其“因地制宜、节能高效、分散布局、就近利用”的特点，以及安装方便、成本低、使用寿命长，可靠性及安全性较高等优点而被大量采用，并成为我国现阶段及未来新能源发展的主力。
3.目前，国内外现有分布式光伏发电系统的主流布置方式是平面布置，即光伏组件及列阵通过固定支架安放在地面、房顶屋面，以及农业大棚、滩涂、水塘中的支撑件等之上，从而与上述地面或放置表面呈平面布置。因此，该种平面布置方式需占据较大的、且适合的地面或使用平面以保证正常的工作条件。故而，在土地资源日益稀缺的城市及城镇里，以及随着可供利用且适合的房顶屋面、农业大棚、水塘等表面资源的利用程度不断被开发，现有分布式光伏发电系统的需占用较大地面或使用平面这一应用局限性，也将会逐渐突显，并成为其继续推广的一大难题或不足。
4.相对于上述平面布置方式，亦有在垂直或竖直方向布置的光伏发电系统。比如，在大型建筑物外墙面或水坝一则布置分布式光伏发电系统，以及非依附于建筑构筑物而有独立支撑结构的分布式光伏发电系统。
5.具体的，发明专利公开文献cn106972821a公开了基本如图1所示的现有技术装置，是一种可旋转双倾角的光伏组件安装塔架。由该发明说明书及图1可知，上述光伏组件安装塔架包含有立柱、安装架及安装基座等，上述立柱和安装架等部件都采用非剪叉升降的机构或装置，并且安装基座需固定安装在地面之上而不可移动。
6.具体的，发明专利公开文献cn105492840b则公开了基本如图2和图3所示的现有技术装置。该发明公开涉及了一种用于收集太阳辐射的装置；所述装置具有可在展开配置和收起配置中进行配置的灵活性；所述装置还可以包括基本竖直的支撑结构；所述基本竖直的支撑结构是能够竖向折叠的；所述竖直支撑结构可以被折叠起来以减少天气带来的损坏；所述基本竖直的支撑结构包括剪式机构。由此可知，上述发明公开涉及的上述剪式机构的功能是在“不使用时或在恶劣天气可能会对收集太阳辐射的装置造成损坏时，将其折叠起来”。并且，上述发明权利要求，“每个太阳能收集器都包括位于至少两个面板之间的相应的活动铰链，其中，每个活动铰链包括：电力致动器；用于接收给所述电力致动器的控制信号的控制接口；每个活动铰链适于：使相关联的太阳能收集器绕所述支撑结构转动，以通过至少一个太阳能收集器将太阳辐射的收集充分最大化”。再结合图1、图2及该发明公开的其
它实施例图可知，由于该发明需要配置带活动铰链的太阳能面板，使所述收集太阳辐射装置具有自动转动及开合的功能，故而设计较复杂、结构较繁琐，特别是在与上述剪式机构配置时，完全没有了将包括太阳能面板在内的太阳能收集器配置或装配在剪式机构内部之中的可能。故此，上述发明存在设计较复杂、结构较繁琐，特别是没有更好地发挥出剪叉升降装置的使用功能。
7.而实用新型专利公开文献cn214822622u公开了基本如图4、图5所示的现有技术，一种车载便携式光伏组件。由图4，该专利公开涉及的光伏组件、展开板及底板布置在车顶；由图5，光伏组件安装在展开板及底板上，展开板分别铰接在底板两侧。由此可知，该专利公开涉及的光伏组件并非垂直或竖直布置，也未应用剪叉升降装置。


技术实现要素：

8.本发明所要解决的技术问题是提供一种占地面积小、方便调节的光伏发电系统。
9.对此，本发明采用以下技术方案：一种光伏发电系统，其特征在于：包括剪叉升降装置及光伏发电装置；所述剪叉升降装置包括固定支座、水平连接支架、剪叉支架及动力装置；两个所述剪叉支架在中部通过一个所述水平连接支架连接形成一个剪叉支架对，相邻两剪叉支架对沿升降方向依次连接，最下端的所述剪叉支架对设置再所述固定支座，所述动力装置用于驱动所述剪叉支架对打开或折叠；所述光伏发电装置包括光伏组件；在每个所述剪叉支架对中同一位置的剪叉支架上设置一个所述光伏组件。
10.上述光伏组件直接安装在上述剪叉升降装置所包含的上述水平连接支架和剪叉支架所天然形成的内部空间中，且只需要少量的紧固零件固定即可；上述剪叉升降装置所天然形成的内部空间，亦是被本发明专门利用来作为布置上述光伏组件的独特之处；由于上述水平连接支架和剪叉支架是在垂直方向上依次排列开的，故此形成上述光伏组件的垂直布置形式，并可以随着上述剪叉升降装置的上下升降运动而联动并做出相应的位置改变，从而自然的形成了本发明所包含的上述光伏发电装置追日所需要的调节上述光伏组件垂直仰角的机械功能；进一步的，由于上述剪叉升降装置安装在上述上部结构支撑座，当上述上部结构支撑座做轴向转动时，亦可使上述剪叉升降装置及上述光伏组件同步做轴向运动，从而形成了上述光伏发电装置追日所需的调节上述光伏组件轴向方位角的机械功能；进一步的，为避免上述水平连接支架和剪叉支架对上述光伏组件可能造成的遮挡及产生阴影而降低光伏发电装置的发电效率，上述水平连接支架和剪叉支架可采用透光性能好的、且具有足够强度及刚性的增强树脂等新型材料。
11.上述光伏发电装置还包含有汇流设备、逆变设备、供电接口装置、监控装置、储能蓄电池、追日装置；上述汇流设备、逆变设备、监控装置、储能蓄电池，以及上述追日装置所包含的追日工控机都布置在上述车体中；进一步的，上述光伏组件所发出的直流电先汇聚到上述汇流设备中，再通过上述汇流设备输送至上述逆变设备、供电接口装置及储能蓄电池之中；进一步的，上述逆变设备将上述光伏组件发出的直流电逆变为符合电力标准及供电规范要求的交流电，再输送至上述供电接口装置上；进一步的，上述供电接口装置包含直流用电接口、交流用电接口；上述直流用电接口接收从上述汇流设备输送来的直流电并向外供电，最终达到向外接直流用电设备供电的目的；上述交流用电接口接收从上述逆变装
置输送来的交流电并向外供电，最终达到向外接交流用电设备供电；进一步的，上述监控装置则对上述汇流设备、逆变设备、供电接口装置、储能蓄电池起到实时监控其工作电压、电流、工频等电流质量的作用，同时可以统计、记录并存储输出电量，还具备报警、故障信号显示、应急保护脱网、紧急停机等自动化监控功能，从而为本发明所包含的上述光伏发电装置的安全稳定运行提供更好保障。
12.上述追日装置，包含有追日工控机、传感信号单元、热控信号单元；进一步的，上述追日工控机包含有追日程序及芯片、气象软件及芯片、集成电路主板、人机操作界面、专用连接线、声光报警设备等软硬件；上述追日程序及芯片、气象软件及芯片都精密的组装在上述集成电路主板上；上述人机操作界面则通过上述专用连接线与上述集成电路主板相连；进一步的，上述传感信号单元包含有太阳光传感器、风速风向仪、温度仪、湿度仪、位置传感器及信号传输线路等；上述位置传感器安装在上述水平连接支架、剪叉支架、液压动力装置上，起到实时采集上述各部件位置参数的作用；上述传感信号单元将上述太阳光传感器等仪器所采集的信号及数据，通过上述信号传输线路传送至上述追日工控机之中；进一步的，上述热控信号单元，将上述追日工控机与上述液压动力装置控制器和驱动轮控制器连接在一起；进一步的，上述追日装置工作时所需电能由上述光伏发电装置所包含的储能蓄电池提供，其工作步序如下：第一步，在上述人机操作界面上输入相应的地理位置、日期、时间等基本信息；第二步，确认上述基本信息无误后，由上述追日程序及芯片自动计算出自输入上述信息之日起一年内的、每日的、每一时刻的、为追日所需要的上述光伏组件垂直仰角及轴向方位角等结果数据；上述追日程序，是本发明根据本发明所包含的各系统、各分系统、各相关部件的具体设计参数，以及相关的权威太阳气象数据等专门研发的程序，并固化的上述追日芯片中；第三步，与此同时，上述传感信号单元所包含上述位置传感器，将采取到的上述水平连接支架、剪叉支架及液压动力装置的实时位置数据，通过上述信号传输线路传输至上述追日工控机之中；第四步，上述追日工控机接收到上述位置数据后，由上述追日程序及芯片完成上述结果数据与上述位置数据的自动换算、自动比对、自动计算位置调整参数，并自动发出位置调整指令等一系列工作；第五步，上述位置调整指令下达到上述热控信号单元，并传递到上述驱动轮装置控制器进行动作，从而带动上述驱动轮及轴向从动轮做规定动作，进而使得上述光伏组件运动到上述轴向方位角结果数据指定的位置；上述位置调整指令还下达到上述热控信号单元，并传递到上述液压动力装置控制器上，从而指令上述液压动力装置及上述剪叉升降装置进行规定动作，进而使得上述光伏组件同步运动到上述垂直仰角结果数据指定的位置；至此，上述追日程序及芯发挥出了本发明所需要的追日功能的主控制作用；第六步，上述传感信号单元所包含的太阳光传感器，是作为本发明所需要的追日功能的辅助控制作用；上述太阳光传感器将采集到的太阳光等气象信号，通过上述信号传输线路实时地传递到上述气象软件及芯片中，通过该气象软件及芯片的自动计算得出上述光伏组件子系统跟踪太阳所需的仰角及方位角的辅助数据，并通过上述信号传输线路传递至上述追日程序及芯片中以供参考使用；
第七步，上述追日工控机亦包含有恢复初始状态的功能，即上述剪叉升降装置处于完全收起的位置信息及状态参数，以及上述上部结构支撑座处于轴向的初始位置信息及状态参数。当夜间、或非晴天、或其它不利的气候等外部条件，以及不利于本发明正常工作的系统内部状态出现时，本发明亦具有执行上述恢复初始状态之功能，从而进一步提升本发明的安全保障性能。
13.有益效果本发明的有益效果如下：针对现有分布式光伏发电系统采用水平面或平面布置方式须占用较大地面及使用平面这一不足，以及现有技术在垂直或竖直布置方面、车载方面应用分布式光伏发电系统的不足，而提供一种光伏发电系统。
14.从而使本发明具有可车载移动、利用垂直空间进行光伏发电的突出特点，具有占用面积小的突出优点，还具有可向交直流用电设备供电、可向储能蓄电池充电、可实现追日、升降伸缩等辅助功能，最终实现安全可靠、先进高效、经济便捷、增量绿电、低碳环保的生产效果。
附图说明
15.图1是发明专利公开文献cn106972821a，一种可旋转双倾角的光伏组件安装塔架，公开涉及的实施例图；图2和图3是发明专利公开文献cn105492840b，一种用于收集太阳辐射的装置，公开涉及的实施例；图4和图5是实用新型专利公开文献cn214822622u，一种车载便携式光伏组件，公开涉及的实施例；图6则是本发明一种光伏发电系统的示意图；图7是本发明所包含的剪叉升降装置的实施例图；图8是本发明所包含的车体系统是实施例图；图6、图7、图8中的主要标记说明如下：其中，图6中，车体1、上部结构支撑座11、轴向从动轮12；剪叉升降装置2、固定支座21、水平连接支架22、剪叉支架23、液压动力装置24；光伏组件3；其中，图7中，剪叉升降装置2、固定支座21、水平连接支架22、剪叉支架23、液压动力装置24、液压动力装置控制器25；光伏组件3；其中，图8中，车体1、上部结构支撑座11、轴向从动轮12、中心支撑轴承13、固定支撑轮14、驱动轮15、驱动轮控制器16；供电接口装置31、汇流设备32、逆变设备33、监控装置34；储能蓄电池35、追日工控机36。
具体实施方式
16.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
17.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”、“安装”、“组装”、“放置”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
18.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
19.在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
20.在图6和图7中，本发明所包括的车体1包含有上部结构支撑座11；本发明所包括的剪叉升降装置2包含有固定支座21、水平连接支架22、剪叉支架23、液压动力装置24、液压动力装置控制器25；上述剪叉升降装置2布置在上述上部结构支撑座11之上。
21.在图6和图7中，本发明所包括的光伏发电装置包含有光伏组件3；上述光伏组件3直接安装在上述剪叉升降装置2所包含的上述水平连接支架22和剪叉支架23所天然形成的内部空间中，且只需要少量的紧固零件固定即可；上述剪叉升降装置2所天然形成的内部空间，亦是被本发明专门利用来作为布置上述光伏组件3的独特之处；由于上述水平连接支架22和剪叉支架23是在垂直方向上依次排列开的，故此形成上述光伏组件3的垂直布置形式，并可以随着上述剪叉升降装置2的上下升降运动而联动并做出相应的位置改变，从而自然的形成了本发明所包含的上述光伏发电装置追日所需要的调节上述光伏组件3垂直仰角的机械功能；为避免上述水平连接支架22和剪叉支架23对上述光伏组件3可能造成的遮挡及产生阴影而降低光伏发电装置的发电效率，上述水平连接支架22和剪叉支架23可采用透光性能好的、且具有足够强度及刚性的增强树脂等新型材料。
22.在图8中，本发明所包括的车体1还包含有轴向从动轮12、中心支撑轴承13、固定支撑轮14、驱动轮15、驱动轮控制器16；上述上部结构支撑座11和轴向从动轮12，都稳固的安装在中心支撑轴承13上；上述中心支撑轴承13则稳固的放置在上述车体1中，并且由上述固定支撑轮14进行辅助支撑；上述驱动轮15和上述驱动轮控制器16也布置在上述车体1中，上述驱动轮15在上述驱动轮控制器16的控制下，带动上述轴向从动轮12进行轴向转动；上述轴向从动轮12则同步带动上述中心支撑轴承13、上部结构支撑座11，以及上述剪叉升降装置2做轴向转动；故此，安装在上述剪叉升降装置2之中的上述光伏组件3则具有了追日所需要的调节轴向方位角的机械功能。
23.在图8中，本发明所包括的光伏发电装置包含有供电接口装置31、汇流设备32、逆变设备33、监控装置34、储能蓄电池35、追日工控机36，都布置在上述车体1之中；上述光伏组件3所发出的直流电先汇聚到上述汇流设备32中，再通过上述汇流设备32输送至上述逆
变设备33、供电接口装置31及储能蓄电池35之中；进一步的，上述逆变设备33将上述光伏组件32发出的直流电逆变为符合电力标准及供电规范要求的交流电，再输送至上述供电接口装置31上；进一步的，上述供电接口装置31包含直流用电接口、交流用电接口；上述直流用电接口接收从上述汇流设备32输送来的直流电并向外供电，最终达到向外接直流用电设备供电的目的；上述交流用电接口接收从上述逆变装置33输送来的交流电并向外供电，最终达到向外接交流用电设备供电；进一步的，上述监控装置34则对上述汇流设备32、逆变设备33、供电接口装置34，以及储能蓄电池35起到实时监控的电压、电流、工频等电流质量的作用；同时可以统计、记录并存储输出电量；还具备报警、故障信号显示、应急保护脱网、紧急停机等自动化监控功能，从而为本发明所包含的上述光伏发电装置的安全稳定运行提供更好保障。
24.在图8中，本发明所包括的追日装置包含有追日工控机36、传感信号单元、热控信号单元；上述追日工控机36包含有追日程序及芯片、气象软件及芯片、集成电路主板、人机操作界面、专用连接线、声光报警装置等软硬件；上述追日程序及芯片、气象软件及芯片都精密的组装在上述集成电路主板上；上述人机操作界面则通过上述专用连接线与上述集成电路主板相连；进一步的，上述传感信号单元包含有太阳光传感器、风速风向仪、温度仪、湿度仪、位置传感器及信号传输线路等；上述位置传感器安装在上述剪叉升降装置2上，起到实时采集上述各部件位置参数的作用；上述传感信号单元将上述太阳光传感器等仪器所采集的信号及数据，通过上述信号传输线路传送至上述追日工控机36中；上述传感信号单元将上述太阳光传感器等仪器所采集的信号及数据，通过上述信号传输线路传送至上述追日工控机36之中；进一步的，上述热控信号单元将上述追日工控机36与上述液压动力装置控制器25和驱动轮控制器16连接在一起；进一步的，上述追日装置工作时所需电能由上述储能蓄电池35提供，其工作步序如下：第一步，在上述人机操作界面上输入工作实地的地理位置、日期、时间等基本信息；第二步，确认上述基本信息无误后，由上述追日程序及芯片自动计算出自输入上述信息之日起一年内的、每日的、每一时刻的、为跟踪太阳所需要的上述光伏组件3的垂直仰角及轴向方位角等结果数据；上述追日程序，是本发明根据本发明所包含的各系统、各分系统、各相关部件的具体设计参数，以及相关的权威太阳气象数据等专门研发的程序，并固化的上述追日芯片中；第三步，与此同时，上述传感信号单元所包含上述位置传感器，将采取到的上述水平连接支架22、剪叉支架23及液压动力装置24的实时位置数据，通过上述信号传输线路传输至上述追日工控机36之中；第四步，上述追日工控机36接收到上述位置数据后，由上述追日程序及芯片完成上述结果数据与上述位置数据的自动换算、自动比对、自动计算位置调整参数，并自动发出位置调整指令等一系列工作；第五步，上述位置调整指令下达到上述热控信号单元，并传递到上述驱动轮装置控制器16进行动作，从而带动上述驱动轮15及轴向从动轮12做规定动作，进而使得上述光伏组件2运动到上述轴向方位角结果数据指定的位置；上述位置调整指令还下达到上述热控信号单元，并并传递到上述液压动力装置控制器25，指令上述液压动力装置24及上述剪
叉升降装置2进行规定动作，进而使得上述光伏组件3同步运动到上述垂直仰角结果数据指定的位置；至此，上述追日程序及芯发挥出了本发明所需要的追日功能的主控制作用；第六步，上述传感信号单元所包含的太阳光传感器，是作为本发明所需要的追日功能的辅助控制作用；上述太阳光传感器将采集到的太阳光等气象信号，通过上述信号传输线路实时地传递到上述气象软件及芯片中，通过该气象软件及芯片的自动计算得出上述光伏组件子系统跟踪太阳所需的仰角及方位角的辅助数据，并通过上述信号传输线路传递至上述追日程序及芯片中以供参考使用；第七步，上述追日工控机36亦包含有恢复初始状态的功能，即上述剪叉升降装置2处于完全收起的位置信息及状态参数，以及上述上部结构支撑座11处于轴向的初始位置信息及状态参数。当夜间、或非晴天、或其它不利的气候等外部条件，以及不利于本发明正常工作的系统内部状态出现时，本发明亦具有执行上述恢复初始状态之功能，从而进一步提升本发明的安全保障性能。
25.注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用的技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，比如本发明可不限定于车载，亦可以直接固定安装在地面或平面之上；比如上述车体系统可设计为带有行驶功能，或者无行驶功能的拖拽式结构；也可以将上述剪叉升降装置和光伏组件布置在车辆顶部，其他装置则与车辆重新设计并集成装配在一起。