一种带光学透镜和光敏的高效太阳能聚能装置的制作方法

本申请涉及光伏发电，具体为一种带光学透镜和光敏的高效太阳能聚能装置。

背景技术：

1、太阳能自动跟踪装置是用来跟踪太阳，使集能器的主光轴始终与太阳光线相平行的装置，常用的方法为光电跟踪，例如中国发明专利“cn112947601a” 中就是采用了光敏电阻光强比较法实现光电跟踪，但是这种方式受到天气的影响很大，如果在稍长时间段里出现乌云遮住太阳的情况，太阳光线往往不能照到硅光电管上，导致跟踪装置无法对准太阳，而另外一种视日运动轨迹跟踪方式则不能够更精准的对集能器进行调整，入射光线不能始终与主光轴平行，效果也并不理想。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种带光学透镜和光敏的高效太阳能聚能装置，以解决上述背景技术中提出的光电跟踪法的太阳光线往往不能照到硅光电管上，导致跟踪装置无法对准太阳，视日运动轨迹跟踪方式则不能够更精准的对集能器进行调整，入射光线不能始终与主光轴平行的问题。

2、为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：一种带光学透镜和光敏的高效太阳能聚能装置，包括传动机构一、与传动机构一传动端连接的支撑座、设在支撑座侧面用于驱动支撑座中支撑板转动的传动机构二、设在支撑板上的太阳能电池板、控制柜，所述控制柜包括用于数据处理的主机和用于获取装置所在地位置、经纬度值的定位模块，所述太阳能电池板上设有用于对多角度太阳光聚光的透镜，且太阳能电池板侧壁上固定有横板，所述横板上设有用于检测太阳光强度的光强检测传感器和用于检测太阳方位的四象限光检测传感器，所述控制柜中的主机与传动机构一、传动机构二、光强检测传感器、四象限光检测传感器线性连接。

3、优选的，所述透镜用于对太阳光进行聚光射出到太阳能电池板上，且透镜的截面为倒金字塔形，所述透镜内顶部设有对从透镜顶部入光面射入的阳光进行折射的折射面一，且透镜内由上至下设有多个台阶，多个所述台阶内分别设有与倒金字塔形透镜四个侧面相平行的四个折射面二。

4、优选的，所述传动机构一包括壳体一、纵向设在壳体一中的传动杆一、设在传动杆一外壁上的从动锥齿轮一、与从动锥齿轮一啮合的主动锥齿轮一、设在壳体一外壁上的电机一，所述电机一的输出轴贯穿壳体一与主动锥齿轮一连接，且传动杆一的一端纵向贯穿壳体一与支撑座底部连接。

5、优选的，所述支撑板为两个对置设在太阳能电池板的底部，所述传动机构二包括设在支撑座侧壁的壳体二、横向设在壳体二内的传动杆二、设在传动杆二外壁上的从动锥齿轮二、与从动锥齿轮二啮合且与电机二输出轴连接的主动锥齿轮二，所述电机二设在壳体二底部，且传动杆二的一端横向贯穿壳体二、支撑座内的轴套与一侧支撑板连接，另一个所述支撑板通过轴承与支撑座内壁转动连接。

6、优选的，所述传动机构一底部设有支撑柱，且支撑柱与传动机构一背离的一端设有底座。

7、优选的，所述横板侧壁上设有电机三，且横板内开设有横槽，所述横槽中设有滑座和螺接在滑座内的丝杆，且丝杆的一端与电机三的输出轴连接，所述滑座的两端穿过横槽向上延伸并闭合，且滑座的延伸端上设有用于对四象限光检测传感器清洁的刷毛。

8、与现有技术相比，本申请的有益效果是：

9、本申请采用了光电跟踪和视日运动轨迹跟踪结合的方式，将视日运动轨迹跟踪作为辅助跟踪，当太阳光线较强时，采用四象限光检测传感器检测光线偏差进行光电跟踪，如果遇到乌云长时间遮挡等其他天气情况时，转为视日运动轨迹跟踪，提高了跟踪精准度和可靠性。

10、本申请通过在太阳能电池板上设有透镜，采用了倒金字塔形透镜，倒金字塔型透镜可以捕捉到达其表面接近90%的阳光，并且把其亮度提高三倍，通过具有不同折射率的折射面和聚合物层的组合，最终把太阳光集中到电极板的表面，无论是清晨，中午，还是傍晚，该光学透镜都能够实现聚光效果，该透镜能够在0 ～ 360度范围内接收到相应的太阳光，并将接收到的太阳光能聚光射出给太阳能电池板，使能量采集最大化，使太阳能发电储能效率倍增。

技术特征：

1.一种带光学透镜和光敏的高效太阳能聚能装置，包括传动机构一、与传动机构一传动端连接的支撑座（5）、设在支撑座（5）侧面用于驱动支撑座（5）中支撑板（6）转动的传动机构二、设在支撑板（6）上的太阳能电池板（7）、控制柜（16），其特征在于：所述控制柜（16）包括用于数据处理的主机和用于获取装置所在地位置、经纬度值的定位模块，所述太阳能电池板（7）上设有用于对多角度太阳光聚光的透镜（9），且太阳能电池板（7）侧壁上固定有横板（10），所述横板（10）上设有用于检测太阳光强度的光强检测传感器和用于检测太阳方位的四象限光检测传感器（12），所述控制柜（16）中的主机与传动机构一、传动机构二、光强检测传感器、四象限光检测传感器（12）线性连接。

2.根据权利要求1所述的一种带光学透镜和光敏的高效太阳能聚能装置，其特征在于：所述透镜（9）用于对太阳光进行聚光射出到太阳能电池板（7）上，且透镜（9）的截面为倒金字塔形，所述透镜（9）内顶部设有对从透镜（9）顶部入光面射入的阳光进行折射的折射面一（8），且透镜（9）内由上至下设有多个台阶（14），多个所述台阶（14）内分别设有与倒金字塔形透镜（9）四个侧面相平行的四个折射面二（15）。

3.根据权利要求1所述的一种带光学透镜和光敏的高效太阳能聚能装置，其特征在于：所述传动机构一包括壳体一（3）、纵向设在壳体一（3）中的传动杆一（19）、设在传动杆一（19）外壁上的从动锥齿轮一（20）、与从动锥齿轮一（20）啮合的主动锥齿轮一（21）、设在壳体一（3）外壁上的电机一（4），所述电机一（4）的输出轴贯穿壳体一（3）与主动锥齿轮一（21）连接，且传动杆一（19）的一端纵向贯穿壳体一（3）与支撑座（5）底部连接。

4.根据权利要求1或3所述的一种带光学透镜和光敏的高效太阳能聚能装置，其特征在于：所述支撑板（6）为两个对置设在太阳能电池板（7）的底部，所述传动机构二包括设在支撑座（5）侧壁的壳体二（26）、横向设在壳体二（26）内的传动杆二（24）、设在传动杆二（24）外壁上的从动锥齿轮二（27）、与从动锥齿轮二（27）啮合且与电机二（18）输出轴连接的主动锥齿轮二（17），所述电机二（18）设在壳体二（26）底部，且传动杆二（24）的一端横向贯穿壳体二（26）、支撑座（5）内的轴套（25）与一侧支撑板（6）连接，另一个所述支撑板（6）通过轴承与支撑座（5）内壁转动连接。

5.根据权利要求1或3所述的一种带光学透镜和光敏的高效太阳能聚能装置，其特征在于：所述传动机构一底部设有支撑柱（2），且支撑柱（2）与传动机构一背离的一端设有底座（1）。

6.根据权利要求1所述的一种带光学透镜和光敏的高效太阳能聚能装置，其特征在于：所述横板（10）侧壁上设有电机三（13），且横板（10）内开设有横槽，所述横槽中设有滑座（11）和螺接在滑座（11）内的丝杆（22），且丝杆（22）的一端与电机三（13）的输出轴连接，所述滑座（11）的两端穿过横槽向上延伸并闭合，且滑座（11）的延伸端上设有用于对四象限光检测传感器（12）清洁的刷毛（23）。

技术总结
本申请公开的属于光伏发电技术领域，具体为一种带光学透镜和光敏的高效太阳能聚能装置，包括传动机构一、与传动机构一传动端连接的支撑座、设在支撑座侧面用于驱动支撑座中支撑板转动的传动机构二、设在支撑板上的太阳能电池板、控制柜，所述控制柜包括用于数据处理的主机和用于获取装置所在地位置、经纬度值的定位模块，所述太阳能电池板上设有用于对多角度太阳光聚光的透镜，本申请采用了光电跟踪和视日运动轨迹跟踪结合的方式，将视日运动轨迹跟踪作为辅助跟踪，当太阳光线较强时，采用四象限光检测传感器检测光线偏差进行光电跟踪，如果遇到乌云长时间遮挡等其他天气情况时，转为视日运动轨迹跟踪，提高了跟踪精准度和可靠性。

技术研发人员：张志才,徐新驰,葛荣建,由庆麟,孙迪一,童金凤
受保护的技术使用者：山东明智超精密科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13