基于能追踪太阳光照角度的光伏组件自动调节底座及控制系统的制作方法

本发明涉及太阳能光伏板领域；具体为一种基于能追踪太阳光照角度的光伏组件自动调节底座及控制系统。

背景技术：

1、现有的太阳能光伏板安装有两种方式，即固定式安装和可调整角度式安装，固定式安装的太阳能光伏板多安装在屋顶或平地上，固定式安装的太阳能光伏板一般有一个最佳的安装角度，以北京地区为例，固定式太阳能光伏板的最佳安装角度是37.6度，在这个安装角度的太阳能吸收效率以及发电效率最高，在最佳安装角度的上下一定范围内，太阳能吸收效率和发电效率会在一定程度下降低，但超过最佳安装角度太阳能吸收效率和发电效率会急剧下降，而另一种对太阳能光伏板的安装方式可调整角度式安装的主要目的是对于太阳光照射角度的变化进行追踪，以获得最大的太阳光吸收效率，公开号为cn118331329a的发明专利公开了一种双玻光伏板发电系统的反光板角度调控方法，建立了反光板与水平面之间的夹角的解算公式，可根据实时测量的太阳光相对于水平面的角度，实时解算出反光板与水平面之间的夹角值；将解算出的反光板与水平面之间的夹角值作为反光板角度调控机构的旋转驱动电机的目标控制角度，采用pid控制方法来控制反光板角度调控机构的旋转驱动电机，来实时调节反光板的角度，公开号为cn118316371a的发明专利公开了一种光伏板角度调节机构，通过翻转组件和支撑组件的组合，实现了光伏板角度的灵活调整，从而实现了太阳能光伏板的转动从而对太阳光的追踪，但现有技术中的光伏板角度调节组件均没有考虑到太阳能光伏板的最优安装角度的问题，在调整角度时很可能超过最优调节角度的安全范围到达太阳能吸收效率和发电效率急剧下降的角度范围，且现在对于太阳光角度的检测多采用高度角方位角传感器，但这种检测方式的问题是如果阴天，太阳照射强度不够，则很难检测到阳光的角度，且随着室外使用的增加，传感器上灰尘增多灵敏度下降，导致检测的数值不准。

2、(一)解决的技术问题

3、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于能追踪太阳光照角度的光伏组件自动调节底座及控制系统

4、(二)技术方案

5、一种基于能追踪太阳光照角度的光伏组件自动调节底座，包括太阳能光伏板、支撑装置ⅰ、支撑装置ⅱ、顶升装置ⅰ、顶升装置ⅱ、限位装置；太阳能光伏板的角度可以调节，太阳能光伏板的一端设置有通槽，横穿通槽安装有转动轴，太阳能光伏板绕着转动轴进行转动，转动轴的两端分别连接在支撑装置ⅰ和支撑装置ⅱ上。

6、进一步地，支撑装置ⅰ包括竖杆ⅰ，竖杆ⅰ的下端连接在转动盘ⅰ上，转动盘ⅰ的底端连接有转动轴ⅰ，转动轴ⅰ穿过安装盘ⅰ和安装盘ⅰ底部的转动电机ⅰ的驱动轴连接。

7、进一步地，支撑装置ⅱ包括竖杆ⅱ，竖杆ⅱ的下端连接在转动盘ⅱ上，转动盘ⅱ的底端连接有转动轴ⅱ，转动轴ⅱ穿过安装盘ⅱ和安装盘ⅱ底部的转动电机ⅱ的驱动轴连接。

8、进一步地，太阳能光伏板在转动盘ⅰ和转动盘ⅱ的转动下在水平方向上进行转动。

9、进一步地，光伏板在初始时水平设置。

10、进一步地，顶升装置ⅰ设置在光伏板的前端下部左侧，顶升装置ⅰ包括齿条ⅰ以及与齿条ⅰ相啮合的齿轮ⅰ，齿条ⅰ的方向和水平设置的光伏板垂直，齿轮ⅰ设置有顶升驱动轴ⅰ，顶升驱动轴ⅰ由驱动电机ⅰ驱动。

11、进一步地，顶升装置ⅱ设置在光伏板的前端下部右侧，顶升装置ⅱ包括齿条ⅱ以及与齿条ⅱ相啮合的齿轮ⅱ，齿条ⅱ的方向和水平设置的光伏板垂直，齿轮ⅱ设置有顶升驱动轴ⅱ，顶升驱动轴ⅱ由驱动电机ⅱ驱动。

12、进一步地，齿条ⅱ朝向光伏板自由端的一端设置有接触板，接触板的一端连接在齿条ⅱ的光滑面上，接触板的另一端为自由端伸入限位装置中。

13、进一步地，限位装置包括限位槽，限位槽的上下端为弧形板，中间为直线板连接上下弧形板，两侧的直线板中间形成中空槽体，限位槽的上端弧形板设置在光伏板的下端但不与水平设置的光伏板接触。

14、进一步地，限位槽内部设置有上限位板和下限位板，上限位板设置在上弧形板的下端，下限位板设置在下弧形板的上端，接触板的位置设置为在上下限位板的中间，上限位板上设置有上限位开关，下限位板上设置有下限位开关。

15、进一步地，还包括一种控制系统，该控制系统包括太阳光角度检测平台和太阳光角度检测装置以及太阳光角度数据配平系统，太阳光角度检测装置对太阳光和地平面的夹角为太阳高度角α进行检测，配平系统设置正午时太阳光的地面的夹角为αmax，且在日出到正午时分前，设定检测时间t1和t2，且t2>t1，检测到t1时间的太阳高度角为α1，t2时间的太阳高度角为α2，则配平系统设定当满足(s i nα2-s i nα1)/(t2-t1)＝ε，且同时设置检测点t0，(t2-t1)＝(t1-t0)＝△t，同时使得太阳高度角α在正午时分前时间t的关系满足其中ε和β均为固定值。

16、进一步地，控制系统还包括控制电路，控制电路对自动调节底座进行控制，控制电路包括第一控制电路和第二控制电路，当太阳高度角α和时间t的关系满足太阳光角度数据配平系统中的设定关系时，由第一控制电路对自动调节底座进行控制。

17、进一步地，第一控制电路包括驱动电源和开关k1，电路从驱动电源输出经过开关k1和顶升装置ⅰ的驱动电机ⅰ连接。

18、进一步地，第二控制电路包括驱动电源、热敏电阻rt以及和热敏电阻rt并联的吸热管，电路从驱动电源输出经过热敏电阻rt和顶升装置ⅱ的驱动电机ⅱ连接。

19、进一步地，控制系统还包括辅助控制装置，辅助控制装置包括俯仰板，吸热管设置在俯仰板的上端，俯仰板的端部两侧铰接在支撑杆上，俯仰板的底部设置有滑槽，滑槽内设置有推杆，推杆的底部连接有气缸，推杆的一侧连接有辅助控制板，辅助控制板的另一端为自由端伸入限位装置中。

20、进一步地，限位装置的直线板上设置有的多个凹形限位槽，辅助控制板伸入限位装置的一侧卡入凹形限位槽中。

21、进一步地，辅助控制板在接触板的上端。

22、(三)有益效果

23、本发明通过设置两个控制电路和两个顶升装置，通过不同的控制电路控制不同的顶升装置来对太阳能光伏板的角度进行调整，使得当太阳光角度检测装置检测数据正常时用第一控制电路对太阳能光伏板进行角度控制，而当检测数据不正常时则采用辅助控制装置对太阳能光伏板进行角度控制，通过两个不同的控制方式保证了太阳能光伏板始终处于最佳角度范围内且不会超过安全范围。

技术实现思路

技术特征：

1.一种基于能追踪太阳光照角度的光伏组件自动调节底座，包括太阳能光伏板、支撑装置ⅰ、支撑装置ⅱ、顶升装置ⅰ、顶升装置ⅱ、限位装置；太阳能光伏板的角度可以调节，太阳能光伏板的一端设置有通槽，横穿通槽安装有转动轴，太阳能光伏板绕着转动轴进行转动，转动轴的两端分别连接在支撑装置ⅰ和支撑装置ⅱ上，支撑装置ⅰ包括竖杆ⅰ，竖杆ⅰ的下端连接在转动盘ⅰ上，转动盘ⅰ的底端连接有转动轴ⅰ，转动轴ⅰ穿过安装盘ⅰ和安装盘ⅰ底部的转动电机ⅰ的驱动轴连接，支撑装置ⅱ包括竖杆ⅱ，竖杆ⅱ的下端连接在转动盘ⅱ上，转动盘ⅱ的底端连接有转动轴ⅱ，转动轴ⅱ穿过安装盘ⅱ和安装盘ⅱ底部的转动电机ⅱ的驱动轴连接。

2.根据权利要求1所述的基于能追踪太阳光照角度的光伏组件自动调节底座，其特征在于：太阳能光伏板在转动盘ⅰ和转动盘ⅱ的转动下在水平方向上进行转动，光伏板在初始时水平设置。

3.根据权利要求1所述的基于能追踪太阳光照角度的光伏组件自动调节底座，其特征在于：顶升装置ⅰ设置在光伏板的前端下部左侧，顶升装置ⅰ包括齿条ⅰ以及与齿条ⅰ相啮合的齿轮ⅰ，齿条ⅰ的方向和水平设置的光伏板垂直，齿轮ⅰ设置有顶升驱动轴ⅰ，顶升驱动轴ⅰ由驱动电机ⅰ驱动。

4.根据权利要求1所述的基于能追踪太阳光照角度的光伏组件自动调节底座，其特征在于：顶升装置ⅱ设置在光伏板的前端下部右侧，顶升装置ⅱ包括齿条ⅱ以及与齿条ⅱ相啮合的齿轮ⅱ，齿条ⅱ的方向和水平设置的光伏板垂直，齿轮ⅱ设置有顶升驱动轴ⅱ，顶升驱动轴ⅱ由驱动电机ⅱ驱动，齿条ⅱ朝向光伏板自由端的一端设置有接触板，接触板的一端连接在齿条ⅱ的光滑面上，接触板的另一端为自由端伸入限位装置中。

5.根据权利要求1所述的基于能追踪太阳光照角度的光伏组件自动调节底座，其特征在于：限位装置包括限位槽，限位槽的上下端为弧形板，中间为直线板连接上下弧形板，两侧的直线板中间形成中空槽体，限位槽的上端弧形板设置在光伏板的下端但不与水平设置的光伏板接触，限位槽内部设置有上限位板和下限位板，上限位板设置在上弧形板的下端，下限位板设置在下弧形板的上端，接触板的位置设置为在上下限位板的中间，上限位板上设置有上限位开关，下限位板上设置有下限位开关。

6.一种对权利要求1-5任一项所述的能追踪太阳光照角度的光伏组件自动调节底座进行控制的控制系统，该控制系统包括太阳光角度检测平台和太阳光角度检测装置以及太阳光角度数据配平系统，太阳光角度检测装置对太阳光和地平面的夹角为太阳高度角α进行检测，配平系统设置正午时太阳光的地面的夹角为αmax，且在日出到正午时分前，设定检测时间t1和t2，且t2>t1，检测到t1时间的太阳高度角为α1，t2时间的太阳高度角为α2，则配平系统设定当满足(sinα2-sinα1)/(t2-t1)＝ε，且同时设置检测点t0，(t2-t1)＝(t1-t0)＝△t，同时使得太阳高度角α在正午时分前时间t的关系满足式子。

7.根据权利要求6所述的控制系统，其特征在于：控制系统还包括控制电路，控制电路对自动调节底座进行控制，控制电路包括第一控制电路和第二控制电路，当太阳高度角α和时间t的关系满足太阳光角度数据配平系统中的设定关系时，由第一控制电路对自动调节底座进行控制。

8.根据权利要求7所述的控制系统，其特征在于：第一控制电路包括驱动电源和开关k1，电路从驱动电源输出经过开关k1和顶升装置ⅰ的驱动电机ⅰ连接，第二控制电路包括驱动电源、热敏电阻rt以及和热敏电阻rt并联的吸热管，电路从驱动电源输出经过热敏电阻rt和顶升装置ⅱ的驱动电机ⅱ连接。

9.根据权利要求8所述的控制系统，其特征在于：控制系统还包括辅助控制装置，辅助控制装置包括俯仰板，吸热管设置在俯仰板的上端，俯仰板的端部两侧铰接在支撑杆上，俯仰板的底部设置有滑槽，滑槽内设置有推杆，推杆的底部连接有气缸，推杆的一侧连接有辅助控制板，辅助控制板的另一端为自由端伸入限位装置中，限位装置的直线板上设置有的多个凹形限位槽，辅助控制板伸入限位装置的一侧卡入凹形限位槽中，辅助控制板在接触板的上端。

技术总结
本发明涉及太阳能光伏板领域，本发明涉及基于能追踪太阳光照角度的光伏组件自动调节底座及控制系统，通过设置两个控制电路和两个顶升装置，通过不同的控制电路控制不同的顶升装置来对太阳能光伏板的角度进行调整，使得当太阳光角度检测装置检测数据正常时用第一控制电路对太阳能光伏板进行角度控制，而当检测数据不正常时则采用辅助控制装置对太阳能光伏板进行角度控制，通过两个不同的控制方式保证了太阳能光伏板始终处于最佳角度范围内且不会超过安全范围。

技术研发人员：黄生明
受保护的技术使用者：广东星誉科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/1/9