1.本技术涉及光伏领域,具体涉及一种光伏装置和光伏系统。
背景技术:2.随着新能源的发展,光伏电站建设规模在国内外迅速扩大。
3.然而,光伏设施占地面积大,若将有限的土地面积只用来搭建光伏设施,会造成极大的浪费。
4.本技术由此而来。
技术实现要素:5.本技术解决的技术问题是:提出一种光伏装置和光伏系统,利用植物生长区搭建本技术的光伏装置,在提升土地利用率的同时,不会对植物的正常发育带来较大的影响。
6.本技术的技术方案是:
7.第一方面,本技术提出一种光伏装置,所述光伏装置搭建于生长有植物的陆地区,所述光伏装置包括:
8.多个立柱,每个所述立柱的下端均固定埋设于所述陆地区的地面;
9.第一支架,所述第一支架连接到所述多个立柱、并位于所述植物的上方;
10.多个光伏板,每个所述光伏板均以能够围绕各自对应的第一旋转轴线转动的方式连接到所述第一支架;
11.第一动力设备,所述第一动力设备用于驱动各个所述光伏板分别围绕各自对应的所述第一旋转轴线转动,并能由此调节相邻两个所述光伏板之间的朝向所述植物的阳光投射面积。
12.一种可选的设计中,所述多个光伏板沿第一方向排列,所述多个光伏板分别对应的多个所述第一旋转轴线相互平行,所述第一方向与所述第一旋转轴线垂直。
13.一种可选的设计中,所述光伏装置还包括:
14.第二支架,所述第二支架固定到所述多个立柱、且位于所述植物的上方,所述第一支架以能够围绕第二旋转轴线转动的方式连接到所述第二支架的上方;
15.第二动力设备,所述第二动力设备用于驱动所述第一支架围绕所述第二旋转轴线转动,其中,所述第二旋转轴线与各个所述光伏板的所述第一旋转轴线垂直,且所述第二旋转轴线沿东西方向延伸设置。
16.一种可选的设计中,所述第二动力设备通过第二传动组件与所述第一支架连接,所述第二传动组件包括丝杆座、丝杆和丝杆螺母,所述丝杆座以能够围绕第六旋转轴线转动的方式连接到所述第二支架,所述丝杆螺母以能够围绕自身轴线转动的方式连接到所述丝杆座,所述丝杆穿设于所述丝杆螺母中且与所述丝杆螺母螺纹连接,所述丝杆与所述第一支架转动连接,其中,所述第六旋转轴线与所述第二旋转轴线平行;
17.所述第二动力设备为固定到所述丝杆座、且与所述丝杆螺母相连以驱动所述丝杆
螺母转动的第三电机。
18.一种可选的设计中,所述第一动力设备通过第一传动组件与所述多个光伏板连接,所述第一传动组件包括:
19.多个第一转轴,所述多个第一转轴分别一一对应地固定到所述多个光伏板,并且每个所述第一转轴的两端均以能够围绕该第一转轴自身轴线转动的方式连接到所述第一支架;
20.多个第一转轮,所述多个第一转轮分别一一对应地同轴固定到所述多个第一转轴;以及
21.多个第一绳索,每相邻两个所述第一转轮之间及最端部的两个所述第一转轮之间分别连接一个所述第一绳索,而且每相邻两个所述第一绳索的一端分别以相反的方向围绕并固定到对应的一个所述第一转轮;
22.所述第一动力设备为第一电机。
23.一种可选的设计中,所述第一支架上设置有多个张紧轮,每个所述第一绳索分别连接一个所述张紧轮;或/和,
24.每个所述第一绳索均包括第一绳段、第二绳段、连接所述第一绳段和所述第二绳段的伸缩连接器。
25.一种可选的设计中,所述第一动力设备包括多个第一电机,所述多个第一电机分别与所述多个光伏板连接;
26.每个所述光伏板均为长1.5-3米、宽0.2-0.4米的矩形结构,而且所述矩形结构的长平行于所述第一旋转轴线。
27.一种可选的设计中,所述光伏装置还包括与所述第一动力设备通信连接的控制器;
28.所述控制器用于:响应于接收到第一操作指令,控制所述第一动力设备实时驱动每个所述光伏板均转动至平行于当前的阳光照射方向。
29.一种可选的设计中,所述控制器还用于:
30.响应于接收到第二操作指令,控制所述第一动力设备实时驱动每个所述光伏板均转动至垂直于当前的阳光照射方向;
31.响应于接收到第三操作指令,控制所述第一动力设备驱动每个所述光伏板均转动至竖直布置。
32.第二方面,本技术提出一种光伏系统,包括多个如第一方面所述的光伏装置,多个所述光伏装置中的所述第一动力设备为同一个第一电机,所述第一电机连接第七转轮以驱动所述第七转轮围绕自身轴线转动;
33.每个所述光伏装置均包括:
34.第二转轴,所述第二转轴以能够围绕第五旋转轴线转动的方式连接到所述第一支架,其中,所述第五旋转轴线与所述第一旋转轴线平行;
35.第六转轮,所述第六转轮同轴连接到所述第二转轴;
36.第四绳索;以及
37.第五绳索;
38.其中,所述第四绳索的一端和所述第五绳索的一端分别以相反的方向围绕并固定
到所述第七转轮,所述第四绳索的另一端和所述第五绳索的另一端分别以相反的方向围绕并固定到所述第六转轮。
39.对于每个所述光伏装置中连接在最端部的两个所述第一转轮之间的所述第一绳索,该第一绳索包括第三绳段和第四绳段,所述第三绳段的一端和所述第四绳段的一端分别以相反的方向围绕并固定到所述第六转轮。
40.一种可选的设计中,当所述第四绳索和所述第五绳索中的任一个处于张紧状态时,另一个处于松弛状态。
41.本技术至少具有如下有益效果:
42.本技术将各个立柱的下端固定埋设于生长有植物的陆地区的地面,形成支承基体,再于该支承基体上设置第一支架,并以第一支架为载体设置能够转动的多个光伏板。提供驱动力的第一动力设备用于驱动每个光伏板围绕各自对应的第一旋转轴线转动。在应用时,第一动力设备既可以驱动各个光伏板转动至迎光角度,以实现高功率发电,又可以驱动各个光伏板转动至与阳光照射方向平行的让光角度,从而使阳光尽可能多的穿过相邻光伏板之间的间隙,以照向下方的植物,为植物提供生长所需的光照。在应用中,可在必要时变换各光伏板的角度为下方植物提供充足光照,还可在阳光过于强烈的情形下变换光伏板的角度为下方植物遮阴避阳。可见,该光伏装置虽搭建于植物生长区,但并不会过多地影响植物的发育,甚至在特殊情况下能为下方植物提供避光保护。在该地区的植物生长区搭建该光伏装置,高效利用有限的土地资源。
附图说明
43.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案,下面将对实施例的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅涉及本技术的一些实施例,而非对本技术的限制。
44.图1是本技术实施例一中光伏装置的整体结构示意图。
45.图2是图1中的局部结构示意图。
46.图3是图2所示结构在另一视角下的结构示意图。
47.图4是图3中x1部的放大示意图。
48.图5是图3中右上角一处的局部放大示意图。
49.图6是图3中的第二支架等部件移除后在另一视角下的结构示意图。
50.图7是图6的x2部放大示意图。
51.图8是图6中光伏板移除后的剖视示意图。
52.图9是本技术实施例一中第一转轮与相邻两个第一绳索的配合结构示意图。
53.图10是图9所示结构在另一视角下的结构示意图。
54.图11是图9的分解结构示意图。
55.图12是本技术实施例一中伸缩杆的结构示意图。
56.图13是图12的剖视示意图。
57.图14是图12中套筒的结构示意图。
58.图15是图12中套杆的分解结构示意图
59.图16是图3所示结构的侧视示意图。
60.图17是图16中部分部件被移除或截取后的结构示意图。
61.图18是本技术实施例一中第二电机、两伸缩杆、第二绳索的配合结构示意图。
62.图19是本技术实施例一中第二电机、两伸缩杆、第三绳索的配合结构示意图。
63.图20是本技术实施例一中伸缩连接器的剖视结构示意图。
64.图21是本技术实施例一中伸缩连接器的分解结构示意图。
65.图22是本技术实施例二中光伏装置的局部结构示意图。
66.图23是图22中x3部的局部放大示意图。
67.图24是图22中部分部件被移除后的结构示意图。
68.图25是图22的侧视结构示意图。
69.图26是图25的局部结构示意图。
70.图27是本技术实施例三中光伏装置的局部结构示意图。
71.图28是本技术实施例四中光伏系统的结构示意图,其中,至少立柱被移除。
72.图29是图28的局部放大示意图。
73.图30是图28中部分部件被移除后的结构示意图,其中,至少第二电机及相关部分被移除。
74.图31是图30中x4部的放大示意图。
75.图32是图30中x5部的放大示意图。
76.图33是图28中部分部件被移除后的结构示意图,其中,至少第一电机及相关部分被移除。
77.图34是图33中x6部的放大示意图。
78.图35是本技术实施例四中第一电机、第六转轮、第七转轮、第四绳索、第五绳索以及光伏板的配合结构示意图。
79.图36是本技术实施例四中第一电机、第六转轮、第七转轮、第四绳索、第五绳索以及光伏板的配合结构示意图。
80.图37是本技术实施例四中第一电机、第六转轮、第七转轮、第四绳索、第五绳索以及光伏板的配合结构示意图。
81.图38是本技术实施例四中第一电机、第六转轮、第七转轮、第四绳索、第五绳索以及光伏板的配合结构示意图。
82.图39是本技术实施例四中第一电机、第六转轮、第七转轮、第四绳索、第五绳索以及光伏板的配合结构示意图。
83.图40是本技术实施例四中第一电机、第六转轮、第七转轮、第四绳索、第五绳索以及光伏板的配合结构示意图。
84.图41是本技术实施例四中第一电机、第六转轮、第七转轮、第四绳索、第五绳索以及光伏板的配合结构示意图。
85.图42是本技术实施例四中第一电机、第六转轮、第七转轮、第四绳索、第五绳索以及光伏板的配合结构示意图。
86.图43是本技术实施例四中第一电机、第六转轮、第七转轮、第四绳索、第五绳索以及光伏板的配合结构示意图之一。
87.图44是本技术实施例四中第一电机、第六转轮、第七转轮、第四绳索、第五绳索以及光伏板的配合结构示意图。
88.图45是本技术实施例四中第一电机、第六转轮、第七转轮、第四绳索、第五绳索以及光伏板的配合结构示意图。
89.图46是本技术实施例四中第一电机、第六转轮、第七转轮、第四绳索、第五绳索以及光伏板的配合结构示意图。
90.图47是本技术实施例五中控制方法的流程图。
91.附图标记说明:
92.a-植物,b-地面;
93.c1-第一旋转轴线,c2-第二旋转轴线,c3-第三旋转轴线,c4-第四旋转轴线,c5-第五旋转轴线,c6-第六旋转轴线,c7-第七旋转轴线,c8-第八旋转轴线;
94.f1-第一方向,f2-第二方向,f3-第三方向;
95.1-第一支架,2-第二支架,3-立柱,4-光伏板,5-第一电机,6-第一绳索,7-导向套,8-导向杆,9-丝杆座,10-丝杆,11-第一转轴,12-第一转轮,13-第二电机,14-第二转轴,15-第三电机,16-齿轮,17-导向轮,18-第二绳索,19-第三绳索,20-套筒,21-套杆,22-第二转轮,23-第三转轮,24-第四转轮,25-第五转轮,26-第六转轮,27-第七转轮,28-第四绳索,29-第五绳索,30-第八转轮,31-第九转轮,32-第十转轮,33-第六绳索;
96.601-第一绳段,602-第二绳段,603-伸缩连接器,604-第三绳段,605-第四绳段;
97.6031-第一元件,6031a-第一转销,6031b-第一螺纹孔;
98.6032-第二元件,6032a-第一螺纹段,6032b-第二螺纹段,6032c-外六角段;
99.6033-第三元件,6033a-第二螺纹孔,6033b-第三螺纹孔;
100.6034-第四元件,6034a-第二转销,6034b-第三螺纹段;
101.6035-螺母;
102.6036-压簧;
103.6037-外螺套。
具体实施方式
104.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本技术实施例的附图,对本技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本技术的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本技术的实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例,都属于本技术保护的范围。可以理解,在不冲突的情况下,本文所描述的各个实施例的一些技术手段可相互替换或结合。
105.在本技术说明书和权利要求书的描述中,若存在术语“第一”、“第二”等,仅用于区分所描述的对象,不具有任何顺序或技术含义。由此,限定有“第一”、“第二”等的对象可以明示或者隐含地包括一个或者多个该对象。并且,“一个”或者“一”等类似词语,不表示数量限制,而是表示存在至少一个,“多个”表示不少于两个。
106.在本技术说明书和权利要求书的描述中,若存在术语“连接”、“安装”、“固定”、“收容”等,如无特别说明,均应做广义理解。例如,“连接”可以是分体连接,也可以是一体地连接;可以是直接相连,也可以是通过中间媒介间接相连;可以是不可拆卸地连接,也可以是可拆地连接。又例如,“收容”并不一定表示整体完全收容,该概念还包括一部分突出于外部的部分收容情况。对于本领域的技术人员而言,可以根据具体情况理解前述术语在本技术
中的具体含义。
107.在本技术说明书和权利要求书的描述中,若存在术语“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于清楚且简化地描述本技术,而不是指示或暗示所指的元件必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作,这些方向性术语是相对的概念,用于相对于的描述和澄清,可以根据附图中部件所放置的方位的变化而相应地发生变化。例如,若图中装置被翻转,被描述为在其他元件“下方”的元件将被定位在其他元件的“上方”。
108.在本技术说明书和权利要求书的描述中,若存在术语“依次”、“顺次”,例如短语“依次排布的a、b、c”,仅指示元件a、b、c的排列顺序,并不排除在a和b之间和/或b和c之间布置其它元件的可能性。
109.在本技术说明书和权利要求书的描述中,若存在术语“层叠”、“层合”,不仅包括互相接触地层叠(或层合)的情况,也包括其间夹着另一层地层叠(或层合)的情况。
110.在本技术说明书和权利要求书的描述中,若存在术语“基于”、“根据”,用于描述影响确定的一个或多个因素。该术语不排除影响确定的附加因素。即,确定可仅基于这些因素或至少部分地基于这些因素。例如短语“基于a来确定b”,这种情况下,a为影响b的确定的因素,此短语不排除b的确定可能还基于c。
111.在本技术说明书和权利要求书的描述中,术语“响应于”以及有关的术语是指一个信号或事件被另一个信号或事件影响到某个程度,但不一定是完全地或直接地受到影响。如果事件a“响应于”事件b而发生,则a可以直接或间接地响应于b。例如,b的出现最终可能导致a的出现,但可能存在其它中间事件和/或条件。在其它情形中,b可能不一定导致a的出现,并且即使b尚未发生,a也可能发生。此外,术语“响应于”还可以意味着“至少部分地响应于”。术语“确定”广泛涵盖各种各样的动作,可包括演算、计算、处理、推导、调研、查找(例如,在表、数据库或其他数据结构中查找)、探明、和类似动作,还可包括接收(例如,接收信息)、访问(例如,访问存储器中的数据)和类似动作,以及解析、选择、选取、建立和类似动作等等。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。
112.在本技术说明书和权利要求书的描述中,若存在术语“如果”,取决于上下文,通常可以与“当
…
时”或“在
…
时”或“响应于确定”或“响应于检测到”互换。
113.在本技术说明书和权利要求书的描述中,若存在术语“被配置为”,取决于上下文,通常可以与“具有
…
能力”、“被设计为”、“用于”或“能够”互换。
114.现在,参照附图描述本技术的实施例。
115.<实施例一>
116.图1至图21示出了本技术光伏装置的一个具体实施例,该光伏装置搭建于生长有植物a的陆地区。该光伏装置主要包括:多个立柱3、第一支架1、多个光伏板4和第一动力设备。其中:
117.每个立柱3的下端均固定埋设于上述陆地区的地面b。第一支架1连接到多个立柱3、并位于植物a的上方。第一支架1的重量由多个立柱3共同支承。显然,也可以在立柱3之间连接横档等加固件,以提升该光伏装置的结构稳固性,本实施例对此不做限定。多个光伏板4连接到第一支架1,光伏板4的重量由第一支架1支承。每个光伏板4均能够相对于第一支架1围绕各自对应的第一旋转轴线c1转动。第一动力设备用于驱动各个光伏板4分别围绕各自
对应的第一旋转轴线c1转动,并由此调节相邻两个光伏板4之间的朝向植物a的阳光投射面积。
118.本实施例将各个立柱3的下端固定埋设于生长有植物a的陆地区的地面b,从而形成支承基体,再于该支承基体上设置第一支架1,并以第一支架1为载体设置能够转动的多个光伏板4。提供驱动力的第一动力设备用于驱动每个光伏板4围绕各自对应的第一旋转轴线c1转动。在应用时,第一动力设备既可以驱动各个光伏板4转动至迎光角度,以实现高功率发电,又可以驱动各个光伏板4转动至与阳光照射方向平行的让光角度,从而使阳光尽可能多的穿过相邻光伏板4之间的间隙,以照向下方的植物a,为植物a提供生长所需的光照。可见,该光伏装置虽搭建于植物生长区,但并不会过多地影响植物的生长,可在必要时变换各光伏板4的角度为下方植物提供充足光照。如此,对于陆地面b积紧张的地区,可在该地区的植物生长区(例如两旁或中间隔离带种有植物的城市道路区、种植农作物的农作物区)搭建该光伏装置,充分利用有限的土地资源。
119.请参照图1和图6,在本实施例中,多个光伏板4沿第一方向f1排列,多个光伏板4分别对应的多个第一旋转轴线c1相互平行,而且第一方向f1与各个第一旋转轴线c1垂直,如此不仅便于该光伏装置的搭建,而且提升了光伏装置的结构紧凑度。
120.在本实施例中,每个光伏板4均为长1.5-3米、宽0.2-0.4米的长条形的矩形结构,而且矩形结构的长平行于第一旋转轴线c1。
121.光伏板4围绕第一旋转轴线c1转动只能实现一个方向上的角度调节,并不能够同时实现对阳光的经度和纬度跟踪。鉴于此,该光伏装置还配置了第二支架2和第二动力设备,以使得各个光伏板4能够围绕相互垂直的两个旋转轴线转动,进而实现光伏板4对阳光的实时垂直跟踪。具体而言:第二支架2固定到多个立柱3、且位于植物a的上方,第二支架2的重量由多个立柱3共同支承。第一支架1以能够围绕第二旋转轴线c2转动的方式连接到第二支架2的上方,第一支架1的重量由第二支架2直接支承,由多个立柱3间接支承。第二动力设备用于驱动第一支架1围绕前述第二旋转轴线c2转动,其中,第二旋转轴线c2与各个光伏板4的第一旋转轴线c1垂直。
122.在本实施例中,前述第二旋转轴线c2沿东西方向延伸设置,由此,通过控制第一支架1围绕该第二旋转轴线c2转动,可实现光伏板4对阳光的纬度跟踪,通过控制光伏板4围绕第一旋转轴线c1转动,可实现光伏板4对阳光的经度跟踪。第一方向f1与第二旋转轴线c2平行。
123.第一支架1及第二支架2均设置于植物a的上方,不会明显地限制下方植物a的生长空间,而且在下方植物a过于茂盛时,维护人员还能够以第二支架2为作业平台对植物a进行修剪。第一支架1及第二支架2距离地面b的高度一般不小于5米。
124.在本实施例中,上述第一动力设备通过第一传动组件与多个光伏板4连接,第一传动组件包括多个第一转轴11、多个第一转轮12和多个第一绳索6。多个第一转轴11分别一一对应地固定到多个光伏板4,并且每个第一转轴11的两端均以能够围绕该第一转轴11自身轴线(与前述第一旋转轴线c1重合)转动的方式连接到第一支架1,第一转轴11是连接光伏板4和第一支架1的中间部件。多个第一转轮12分别一一对应地同轴固定到多个第一转轴11。每相邻两个第一转轮12之间以及最端部的两个第一转轮12之间分别连接有一个前述的第一绳索6,而且每相邻两个第一绳索6的一端分别以相反的方向围绕并固定到对应的一个
第一转轮12。如此,前述多个第一转轴11、多个第一转轮12和多个第一绳索6共同构成一回转结构,当其中一个第一转轮12在动力作用下转动时,该第一转轮12便会通过与之固定连接的第一绳索6拉动与之相邻的第二个第一转轮12转动,继而由该第二个第一转轮12带动与之相邻的第三个第一转轮12转动,如此带动各个第一转轮12转动,由此调解各个光伏板4的角度。
125.请参照图9至图10并结合图5、图7和图8,上述“分别以相反的方向围绕并固定到”具有这样的含义:对于相邻的两个第一绳索6,其中一个第一绳索6的一端以顺时针方向围绕并固定到对应的第一转轮12上,另一个第一绳索6的一端以逆时针方向围绕并固定到该第一转轮12上。其中,“围绕”既包括整周地围绕,也包括非整周地(例如半周地)围绕,本技术对此不做限定。
126.然而,若每个第一绳索6的端部均整周地(大于360
°
)围绕在对应的第一转轮12上,将存在这样的缺陷:
127.在第一驱动装置的动力作用下,第一绳索6有可能会拉动第一转轮12整周甚至数周地翻转(第一转轮12对第一绳索6放卷),随之带动光伏板4整周地转动。若要保证光伏板4能够整周地转动,就必须使得光伏板4的长度小于第一转轴7的长度,否则(即光伏板4长度大于第一转轴7),光伏板4一定会受到第一支架1的阻挡碰撞而产生损坏。缩减光伏板4的长度不仅减小了光伏装置的发电量,而且会带来光伏装置整体成本的增加。
128.基于上述原因,为了对光伏板的转动角度范围进行控制,本实施例做了这样的设计:在任意工作状态下,至少部分相邻的两个第一绳索6的一端在对应一个第一转轮12上的围绕角度之和不大于某个设置值,而且设置值<360度。当其中一个第一绳索6拉动对应一个第一转轮12转动时,该第一绳索6从第一转轮12上放卷,其在第一转轮12围绕角度(或称缠绕角度)逐渐减小。在第一绳索6被放卷到其端部被拉直、而且对第一转轮12的拉力方向经过第一转轮12的旋转轴线后,该第一绳索6对第一转轮12的拉力不会产生转动力矩,无论此时第一绳索6对第一转轮12施加多大的拉力,第一转轮12都不会再因受到该拉力而继续转动,第一转轮12的放卷角度约为其原始的围绕角度。同理,与该第一绳索6对应相邻的另一个第一绳索6的放卷角度也具有同样的特点。因此,若某相邻两个第一绳索6的一端在对应一个第一转轮12上的围绕角度之和小于360度,则可保证对应的第一转轮12的转动角度一般小于360度,光伏板4的转动角度小于360度。
129.所谓“在任意工作状态下”中的“工作状态”,是指该光伏装置在正常使用时的状态,不包括检修时的状态,更不包括遭受破坏时的状态。
130.可以理解,光伏板4的最大旋转角度越小,第一支架1对光伏板4运动的干扰性越低,光伏板4在第一支架1上的位置越容易设置。巧合的是,阳光在一天的照射角度变化不会超过180
°
,由此,在另一个实施例中,设置值具体为180度,在任意工作状态下,至少部分相邻的两个第一绳索6的一端在对应一个第一转轮12上的围绕角度之和不大于180度。可以理解,“至少部分相邻的两个第一绳索”是指:不必但也不排除所有相邻的两个第一绳索(或称每相邻的两个第一绳索)都具有上述特性。
131.请再参照图9和图10,为防止相邻两个第一绳索6在收卷和放出时相互干扰,前述各个第一转轮12分别配置了两个绳槽,相邻两个第一绳索6(的一端)分别绕接在这两个绳槽中。
132.在本实施例中,第二动力装置通过第二传动组件与第一支架1连接,且第二动力装置为第二电机13。第二传动组件包括第二绳索18、第三绳索19和两个伸缩杆,这两个伸缩杆沿平行于前述第二旋转轴线c2的方向间隔排列。每个伸缩杆均包括沿第二方向f2延伸的套筒20和套杆21。套杆21具有在前述第二方向f2上相对设置的第一端和第二端,第一端可沿前述第二方向f2活动地插设于套筒20内,第二端位于套筒20外、且以能够围绕第四旋转轴线c4转动的方式连接到第一支架1。套筒20以能够围绕第三旋转轴线c3转动的方式连接到第二支架2。套筒20内转动连接第二转轮22,套筒20外转动连接第四转轮24和第五转轮25,套杆21上转动连接收容在套筒20内的第三转轮23。
133.请参照图18并结合图3、图12至图17,第二绳索18的一端固定到第一个伸缩杆(图3中右侧的伸缩杆)的套筒20,另一端依次绕过该第一个伸缩杆的第五转轮25、第三转轮23和第四转轮24、及第二个伸缩杆(图3中左侧的伸缩杆)的第五转轮25、第三转轮23和第四转轮24后,围绕并固定到用于收放第二绳索18的绳索收放轮上。绳索收放轮由第二电机13驱动旋转,第二电机13固定到第二个伸缩杆的套筒20上。
134.参照图19并结合图3、图12至图17,第三绳索19的一端固定连接前述第一个伸缩杆的套筒20,另一端依次绕过该第一个伸缩杆的第三转轮23、第二转轮22和第四转轮24、及第二个伸缩杆的第五转轮25、第二转轮22、第三转轮23、第二转轮22(绕两次)和第四转轮24后,以相反的方向围绕并固定到前述绳索收放轮上。可以理解,第二绳索18和第三绳索19在绳索收放轮上的围绕方向相反,由此使得其中一个绳索被收卷时,另一个绳索被放出。
135.若要上翻第一支架1的角度,则控制第二电机13正转,从而带动图18中第二绳索18的左端收卷,收卷后的第二绳索18拉动两伸缩杆中的两个第三转轮23在图18中旋转且上升,从而使得左右两个滑杆分别从两个套筒20外伸,两伸缩杆长度增大,带动第一支架1绕第二旋转轴线c2向上翻转。在两伸缩杆长度增大的过程中,两伸缩杆中的两个第三转轮23会向上拉动第三绳索19,使得从绳索收放轮放出的第三绳索19不至于完全松散。
136.若要下放第一支架1的角度,则控制第二电机13反转,从而带动图19中第三绳索19的左端收卷,收卷后的第三绳索19拉动两个第三转轮23在图19中旋转且下降,从而使得左右两个滑杆分别向两个套筒20内缩,两伸缩杆长度减小,带动第一支架1绕第二旋转轴线c2向下翻转。在两伸缩杆长度减小的过程中,两伸缩杆中的两个第三转轮23会向下拉动第二绳索18,使得从绳索收放轮放出的第二绳索18不至于完全松散。
137.为避免第二绳索18和第三绳索19在收卷和放出时相互干扰,前述绳索收放轮也可以配置两个绳槽,第二绳索18和第三绳索19(的一端)分别绕接在这两个绳槽中。
138.在本实施例中,第一动力设备是一部电机,具体为图2和图3中示出的第一电机5。上述第一传动组件还包括第二转轴14、第六转轮26和齿轮16。第二转轴14以能够围绕第五旋转轴线c5转动的方式连接到第一支架1,其中,第五旋转轴线c5与第一旋转轴线c1平行,而且第五旋转轴与第二转轴14自身的轴线重合。第六转轮26和齿轮16均同轴地连接到第二转轴14。作为第一动力设备的第一电机5通过齿轮16传动机构啮合连接前述齿轮16,工作时,第一电机5通过齿轮16带动围绕第五旋转轴线c5转动,进而带动第六转轮26转动。
139.请一并参照图7和图8,对于连接在最端部的两个第一转轮12之间的第一绳索6,该第一绳索6包括第三绳段604和第四绳段605,第三绳段604的一端和第四绳段605的一端分别以相反的方向围绕并固定到第六转轮26。当第六转轮26在第一电机5的驱动下转动时,继
而由该第六转轮26通过第一绳索6带动与各个第一转轮12转动,由此调解各个光伏板4的角度。
140.在另一个实施例中,并未设置上述第二转轴14,作为第一动力设备的第一电机5直接与其中一个第一转轮12连接。
141.在另一个实施例中,第一动力设备包括多个第一电机5,多个第一电机5分别与多个光伏板4连接,即,用于驱动多个光伏板4转动的第一动力设备不再只有一个第一电机5,而是多个第一电机5,该多个第一电机5分别一一对应地驱动多个光伏板4围绕各自的第一旋转轴线c1转动。显然,这种情形下,无需配置上述结构的第一传动组件。
142.各个第一绳索6的长度存在无法避免的尺寸误差,从而时常导致各个第一绳索6难以全部张紧地连接在两个第一转轮12之间,进而影响在使用时各个光伏板4转动步调的一致性。对此,本实施例将每个第一绳索6均设置成这样的结构:请参照图3、图5和图8,第一绳索6包括第一绳段601、第二绳段602、连接第一绳段601和第二绳段602的伸缩连接器603,利用可弹性伸缩变形的伸缩连接器603补偿第一绳索6的长度误差,从而保证每个第一绳索6均能够张紧地连接在对应的两个第一转轮12之间。
143.为便于绘图及视图清晰,部分附图对前述伸缩连接器603的结构作了简化处理,还有一部分附图直接隐去了第一绳索6上的前述伸缩连接器603。
144.对于连接在最端部的两个第一转轮12之间的第一绳索6,其第三绳段604包括两个子段和连接这两个字段的第一个伸缩连接器603,第四绳段605包括另外两个子段和连接这两个子段之间的第二个伸缩连接器603。可以理解,其中一个子段相当于上述的第一绳段601,第一个伸缩连接器603(或第二个伸缩连接器603)相当于上述第一绳段601和第二绳段602之间的伸缩连接器603,另外三个子段和第二个伸缩连接器603(或第一个伸缩连接器603)相当于上述的第二绳段602。
145.在另一个实施例中,每个第一绳索6均为整段式结构,第一支架1上设置多个张紧轮,每个第一绳索6分别连接一个张紧轮,以借助张紧轮将各个第一绳索6张紧地连接在对应的两个第一转轮12之间。
146.在本实施例中,上述伸缩连接器603的结构如图20和图21所示,它包括沿第三方向f3依次排列的第一元件6031、第二元件6032、第三元件6033和第四元件6034。其中:
147.第一元件6031用于连接第一绳段601的一端。具体而言,该第一元件6031具有在第三方向f3上相对设置的第一端和第二端,其中,第一端设置第一转销6031a,第二端设置沿第三方向f3延伸的第一螺纹孔6031b。使用时,第一绳段601的一端绕于该第一转销6031a并对折,然后借助第一绳扣将对折后的第一绳段601的一端咬紧固定。第一绳段601的另一端则固定到其中一个第一转轮12上。
148.第二元件6032用于连接第一元件6031和第三元件6033。具体而言,该第二元件6032具有在前述第三方向f3相对设置的第三端和第四端,其中,第三端设置沿第三方向f3延伸的第一螺纹段6032a,第四端设置沿第三方向f3延伸的第二螺纹段6032b。
149.第三元件6033用于连接第二元件6032和第四元件6034。具体而言,该第三元件6033具有在前述第三方向f3相对设置的第五端和第六端,其中,第五端设置沿第三方向f3延伸第二螺纹孔6033a,第六端设置沿第三方向f3延伸的第三螺纹孔6033b。
150.第四元件6034用于连接第二绳段602的一端。具体而言,该第四元件6034具有在前
述第三方向f3上相对设置的第七端和第八端,其中,第七端设置第二转销6034a,第八端设置沿第三方向f3延伸的第三螺纹段6034b。使用时,第二绳段602的一端绕于该第二转销6034a并对折,然后借助第二绳扣将对折后的第一绳段601的一端咬紧固定。第二绳段602的另一端则固定到另一个第一转轮12上。
151.上述第一螺纹孔6031b与第二螺纹孔6033a的螺纹方向互为相反,第一螺纹段6032a与第二螺纹段6032b的螺纹方向互为相反,并且第一螺纹段6032a与第一螺纹孔6031b螺接,第二螺纹段6032b与第二螺纹孔6033a螺接。如此设置,只需在一个方向上转动第二元件6032,便可将其同时连接到第一元件6031和第三元件6033,以及将其同时从第一元件6031和第三元件6033上拆离。
152.第四元件6034沿第三方向f3依次套设螺母6035、压簧6036和外螺套6037。其中,螺母6035与第三螺纹段6034b螺接,外螺套6037与第三螺纹孔6033b螺接,压簧6036被夹设在螺母6035和外螺套6037之间,并且螺母6035和压簧6036全部收容于第三螺纹孔6033b内部。在使用时,工作人员可正向/反向地转动第二元件6032,来调节该第一元件6031和第三元件6033之间的距离,进而调整第一绳索6的张紧力及第一绳索6两端的距离,由此使得各个第一绳索6的张紧力保持相等的同时,让各个光伏板4的角度保持一致。
153.可以理解,当第一绳段601与第二绳段602间相互远离的拉伸力增大时,压簧6036变短;当第一绳段601与第二绳段602间相互远离的拉伸力减小时,压簧6036变长。
154.为方便工作人员对第二元件6032的转动调节,本实施例的第二元件6032还包括位于第一螺纹段6032a和第二螺纹段6032b之间的可与扳手配合的外六角段6032c。
155.为方便对各个光伏板4角度位置的控制,本实施例的光伏装置还配置了图中未示出的控制器,该控制器与前述第一动力设备和第二动力设备通信连接。该控制器至少可以用于:响应于接收到第一操作指令,控制第一动力设备实时驱动每个光伏板4均转动至平行于当前的阳光照射方向。
156.在一个应用场景下,植物a急需获取更多的阳光,工作人员操作与控制器通信连接的第一操控按键,从而产生向控制器发送的第一操作指令,控制器响应于接收到该第一操作指令,控制第一动力设备在接下来的时段内实时驱动(例如每隔半小时)每个光伏板4均平行于当前的阳光照射方向,从而让尽可能多的阳光穿过相邻光伏板4之间的间隙照向下方的植物a。
157.通常情况下,控制器会根据当前日期控制第二动力设备每隔几天或十几天天调整一次第一支架1的角度,使第一支架1的正对当前季节的光照。
158.控制器还用于:响应于接收到第二操作指令,控制第一动力设备实时驱动每个光伏板4均转动至垂直于当前的阳光照射方向。
159.在一个应用场景下,植物a对阳光的需求并不强烈,工作人员操作与控制器通信连接的第二操控按键,从而产生向控制器发送的第二操作指令,控制器响应于接收到该第二操作指令,控制第一动力设备和第二动力设备实时驱动每个光伏板4均垂直于当前的阳光照射方向,从而尽可能多提升各个光伏板4的受光量,提升光电转换效率。
160.控制器还用于:响应于接收到第三操作指令,控制第一动力设备驱动每个光伏板4均转动至竖直布置。
161.在一个应用场景下,光伏装置处于暴雪天气,工作人员操作与控制器通信连接的
第三操控按键,从而产生向控制器发送的第三操作指令,控制器响应于接收到该第三操作指令,控制第一动力设备驱动每个光伏板4均竖直布置,防止光伏板4上附着厚重的积雪,减小光伏板4产生结构损坏的可能性。
162.控制器还用于:响应于接收到第四操作指令,控制第一动力设备实时驱动每个光伏板4均平行于当前的风向。
163.在一个应用场景下,光伏装置处于大风天气,工作人员操作与控制器通信连接的第四操控按键,从而产生向控制器发送的第四操作指令,控制器响应于接收到该第四操作指令,控制第一动力设备实时驱动每个光伏板4均平行于当前的风向,以缩减光伏板4的迎风面积,减小光伏板4受风力破坏的可能性。
164.在本实施例中,第一绳索6、第二绳索18和第三绳索19为钢丝绳。
165.此外,请参照图5和图7,为了让各个第一转轴11受到的旋转驱动力更加平衡,本实施例将各个第一转轮12分别设置在各个第一转轴11的一端,将第六转轮26设置在第二转轴14的一端,并在每个第一转轴11的另一端同轴固定了与第一转轮12对称布置的第九转轮31,在第二转轴14的另一端同轴固定了与第六转轮26对称布置的第十转轮32,任意相邻两个第九转轮31之间固定连接与第一绳索6对称设置的第六绳索33,各个第六绳索33的接法及结构与对应的第一绳索6基本相同。为简便起见,在此不再赘述。
166.<实施例二>
167.图22至图26示出了本技术光伏装置的第二个具体实施例,其具有与实施例一中光伏装置基本相同的结构,可参考实施例一的描述进行理解,主要不同在于:
168.在本实施例中,第二传动组件采用了另一种结构形式,其包括丝杆座9、丝杆10和丝杆螺母6035。其中,丝杆座9以能够围绕第六旋转轴线c6转动的方式连接到第二支架2。丝杆螺母6035以能够围绕自身轴线转动的方式连接到丝杆座9,丝杆10穿设于丝杆螺母6035中且与丝杆螺母6035螺纹连接,丝杆10与第一支架1转动连接。其中,第六旋转轴线c6与前述第二旋转轴线c2平行。
169.第二动力设备为固定到前述丝杆座9上的第三电机15,第三电机15与前述丝杆螺母6035相连,以驱动丝杆螺母6035转动。
170.工作时,作为第二动力设备的第三电机15带动丝杆螺母6035转动,丝杆螺母6035带动与之啮合的丝杆10沿丝杆10的长度方向运动,进而带动第一支架1上抬或下降。
171.在本实施例中,上述丝杆10与第一支架1转动连接方式具体为:丝杆10的上端以能够围绕第七旋转轴线c7转动的方式连接到第一支架1,其中,第七旋转轴线c7与第六旋转轴线c6平行。
172.为使得第一支架1的转动更加平稳,本实施例在第一支架1与第二支架2之间连接有两个导向组件,这两个导向组件沿平行于第二旋转轴线c2的方向间隔排列。
173.上述两个导向组件的结构相同。具体地,每个导向组件均包括导向套7和导向杆8,导向套7以能够围绕第八旋转轴线c8转动的方式连接到第二支架2,导向套7具有沿垂直于第八旋转轴线c8的方向延伸的导向孔,其中,第八旋转轴线c8与第二旋转轴线c2平行。导向杆8可活动地穿设于导向套7的导向孔中,并且该导向杆8与第一支架1转动连接。
174.<实施例三>
175.图27为本技术实施例三中光伏装置的局部结构示意图,该光伏装置具有与实施例
一和实施例二中光伏装置基本相同的结构,可参考实施例一和实施例二的描述进行理解,主要不同在于:
176.除了最端部的两个第一转轮12之外的所有第一转轮12,分别对应设置仅一个导向轮17,而且从第一转轮12处引出的两个第一绳索6交叉地绕过该导向轮17后,分别向两侧的第一转轮12引去。如此第一转轮12和对应导向轮17之间的两个第一绳索6呈“8”字形布置,在工作时第一转轮12和导向轮17受到的来自第一绳索6的径向作用力方向相反,相互抵消,从而避免了第一转轮12或导向轮17因受到较大的径向作用力(合力)而产生偏转卡涩、难以转动。
177.导向轮用于引导相邻两个第一绳索的走向,防止在工作过程中光伏板触碰到第一绳索,以利于光伏板能够在更大的角度范围内转动调节。如果将导向轮剔除,光伏板可转动的角度范围将大大降低。
178.为防止图27示出的中间两个导向轮17处两个第一绳索6相互干扰,这两个导向轮17也分别配置了两个绳槽,”8”字形布置的两个第一绳索6分别绕接在这两个绳槽中。
179.<实施例四>
180.图28至图46示出了本技术光伏系统的一个具体实施例,该光伏系统包括多个(图28展示了六个)与实施例一结构相似的光伏装置,这些光伏装置共同构成了本实施例的光伏系统。本实施例中各个光伏装置的结构可参考实施例一的描述进行理解。
181.在本实施例中,上述多个光伏装置中的第一动力设备为同一个第一电机5,即多个光伏装置公用同一个第一电机5来驱动每个光伏装置中的光伏板4转动,该第一电机5连接第七转轮27,以驱动第七转轮27围绕自身轴线转动。
182.并且,在本实施例中,每个光伏装置均包括:第二转轴14、第六转轮26、第四绳索28和第五绳索29,其中:
183.第二转轴14及第六转轮26的结构与实施例一相同。具体而言,第二转轴14以能够围绕第五旋转轴线c5转动的方式连接到第一支架1,第五旋转轴线c5与第一旋转轴线c1平行。
184.第六转轮26同轴连接到第二转轴14。
185.第四绳索28的两端分别围绕并固定到第七转轮27和第六转轮26。第五绳索29的两端也分别围绕并固定到第七转轮27和第六转轮26。并且第四绳索28的一端和第五绳索29的一端分别以相反的方向围绕并固定到第七转轮27,第四绳索28的另一端和第五绳索29的另一端分别以相反的方向围绕并固定到第六转轮26,如此,使得第四绳索28、第五绳索29、第七转轮27和第六转轮26共同构成一回转结构,当第七转轮27在第一电机5的动力作用下正向或反向转动时,该第七转轮27便能通过与之固定的第四绳索28或第五绳索29拉动与第六转轮26正向或反向转动。
186.请参照图32,与实施例一相同的是,对于每个光伏装置中连接在最端部的两个第一转轮12之间的第一绳索6,该第一绳索6包括第三绳段604和第四绳段605,第三绳段604的一端和第四绳段605的一端分别以相反的方向围绕并固定到第六转轮26。当第六转轮26在第一电机5的驱动下转动时,继而由该第六转轮26通过第一绳索6带动与各个第一转轮12转动,由此调解各个光伏板4的角度。
187.可见,相比于实施例一,本实施例移除了第二转轴14上的齿轮16,并改变了第一电
机5的安装位置,且多个光伏装置共用同一个第一电机5。
188.可以理解,当第一电机5驱动第六转动对第四绳索28和第五绳索29中的一个进行收卷时,第四绳索28和第五绳索29中的另一个则被第六转轮26收卷、并从第七转轮27上放卷。受相关因素的影响,比如收卷时相应绳索在相应转轮上的缠绕半径不同,难以保证第七转轮27对相应绳索的收卷速度与第六转轮26对另一个绳索的收卷速度保持一致,这就有可能导致第一电机5不能正常驱动第六转动旋转。为了解决这个问题,本实施例对第四绳索28和第五绳索29均作了适当的加长,从而使得当第四绳索28和第五绳索29中的任一个处于张紧状态时,另一个一定处于松弛状态。比如图36中,第一电机5带动第七转轮27顺时针转动至某一位置后,第四绳索28因受到第七转轮27的收卷而处于张紧状态,此时第五绳索29处于松弛状态,若该状态下第一电机5继续带动第七转轮27顺时针转动,即便第六转轮26对第五绳索29的收卷速度大于第七转轮27对第四绳索28的收卷速度,因第五绳索29具有松弛余量,故而并不会出现第五绳索29过于张紧的情况。又例如图41中,第一电机5带动第七转轮27逆时针转动至某一位置后,第五绳索29因受到第七转轮27的收卷而处于张紧状态,此时第六绳索33处于松弛状态,若该状态下第一电机5继续带动第七转轮27逆时针转动,即便第六转轮26对第四绳索28的收卷速度大于第七转轮27对第五绳索29的收卷速度,因第四绳索28具有松弛余量,故而也不会出现第四绳索28过于张紧的情况。
189.可以理解,上述设置还具有这样的优点:在使用时,第一支架1的角度会因需要而被调整,可能因此导致第四转轮24与第五转轮25之间的第六绳索33或/和第七绳索的张紧力发生变化,例如,可能会因为第一支架1上翻而导致第四绳索28和第五绳索29均被拉伸而张紧力增大。本实施例将第七转轮27与第六转轮26之间的绳索设置了松弛余量,可在上翻第一支架1之前,由第一电机5带动第六转动沿相应方向转动一定角度,从而使得第四绳索28和第五绳索29均处于松弛状态,如图40,然后再上翻第一支架1。
190.图35展示了早上太阳刚刚升起时光伏板4的角度,为方便描述,将此时光伏板4所处的角度位置称为第一位置。此时,第一钢丝绳处于张紧状态,第二钢丝绳处于松弛状态。
191.图36至图38分别展示了上午、中午和下午的某个时间第七转轮27与第六转轮26的配合关系。其中第一电机5驱动第七转轮27顺时针转动,通过张紧的第四钢丝绳驱动第六转轮26组顺时针转动,第六转轮26进而带动光伏板4顺时针转动。此过程中,第七转轮27对第五绳索29放卷,第六转轮26对第五绳索29收卷,且第五绳索29始终处于松弛状态。
192.图39展示了太阳下山后光伏板4的最终角度,为方便描述,将此时光伏板4所处的角度位置称为第二位置。
193.第一电机5可在第二天太阳升起之前执行下述调整操作,具体可参照图40-图46所示:
194.图40展示了在调整操作的初期第七转轮27与第六转轮26的配合关系。具体的,第一电机5驱动第七转轮27逆时针转动,此时第七转轮27对第四绳索28放卷,第七转轮27对第五绳索29收卷,第四绳索28由张紧状态变为松弛状态,第五绳索29的松弛度逐渐减小,第六转轮26不会跟随第七转轮27转动,光伏板4保持在上述第二位置。
195.再参照图41,在图41中,第七转轮27逆时针收卷第五绳索29一定长度而使第五绳索29刚刚处于张紧状态,此时第四绳索28处于松弛状态。
196.之后,请参照图42和图43,第六转轮26继续逆时针收卷第五绳索29,从而通过张紧
的第五绳索29带动第七转轮27逆时针转动,第六转轮26进而带动光伏板4逆时针转动。此过程中,第七转轮27对第四绳索28放卷,第六转轮26对第四绳索28收卷,且第四绳索28始终处于松弛状态。
197.当光伏板4转动至图44所示的状态而回到上述第一位置后,第一电机5停止驱动第七转轮27逆时针转动,然后如图44那样驱动第七转轮27反向地顺时针转动,直至第四绳索28处于图46所示的张紧状态后停止。
198.可以理解,为了在使用过程中避免光伏板4意外转动,可将第一转轴11与第一支架1设置为过盈配合,只有在第一转轴11受到的扭转驱动力足够大时,才会相当于第一支架1转动。
199.请参照图31,为防止第七转轮27上相邻的第四绳索28或/和第五绳索29在收卷和放出时相互干扰,本实施例在该第七转轮27上一共设置了12个绳槽,六个光伏装置中的一共6个第四绳索28和6个第五绳索29(的一端)分别绕接在这12个绳槽中。同理,请再参照图32,第六转轮26上设置了四个绳槽。
200.另外,请参照图29、图33和图34,在本实施例中,上述多个光伏装置中的第二动力设备为同一个第二电机13,即多个光伏装置公用同一个第二电机13来驱动每个光伏装置中的第一支架1转动,该第二电机13连接第八转轮30,以驱动第八转轮30围绕自身轴线转动,第八转轮30相当于上述的绳索收放轮。各个光伏装置中的第二绳索18和第三绳索19的一端以相反的方向围绕并固定到第八转轮30。如此,当第八转轮30在第二电机13的动力作用下正向或反向转动时,该第八转轮30便会通过与之固接的第二绳索18或第三绳索19拉动各个光伏装置中的套杆21伸出或缩回,由此实现各个光伏装置中第一支架1的抬升和下降。
201.相比于实施例一,本实施例改变了第二电机13的具体安装位置,将第二电机13设置在与地面b相对固定的电机安装架上,而且多个光伏装置共用同一个第二电机13。前述电机安装架可与各个光伏装置中的立柱3紧固连接。
202.请参照图34,为防止第八转轮30上相邻的第二绳索18或/和第三绳索19在收卷和放出时相互干扰,本实施例在该第八转轮30上也一共设置了12个绳槽,六个光伏装置中的一共6个第二绳索18和6个第三绳索19(的一端)分别绕接在这12个绳槽中。
203.<实施例五>
204.请参照图47,本实施例提供了一种控制方法,其即可应用于实施例一的光伏装置,又可以应用于实施例二的光伏,还可以应用于实施例三的光伏系统,该控制方法可参照实施例一种对控制器作用的描述进行理解。该控制方法包括:
205.s101,响应于接收到第一操作指令,控制第一动力设备实时驱动每个光伏板4均转动至平行于当前的阳光照射方向。
206.s102,响应于接收到第二操作指令,控制第一动力设备实时驱动每个光伏板4均转动至垂直于当前的阳光照射方向。
207.s103,响应于接收到第三操作指令,控制第一动力设备驱动每个光伏板4均转动至竖直布置。
208.s104,响应于接收到第四操作指令,控制第一动力设备实时驱动每个光伏板4均转动至平行于当前的风向。
209.以上仅是本技术的示范性实施方式,而非用于限制本技术的保护范围,本技术的
保护范围由所附的权利要求确定。