一種用于光伏水泵電池板朝向調(diào)節(jié)與冷卻一體裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種用于光伏水泵電池板朝向調(diào)節(jié)與冷卻一體的裝置，本實用新型的裝置包括電池板、冷卻管路、棘輪、棘爪、支架、支撐軸、下方軸、光敏電阻、電磁滑閥、水泵、儲水箱，用冷卻管路對稱鋪設于電池板背面，電池板固定于支撐軸上，支撐軸在支架上繞軸轉(zhuǎn)動，電池板與支架間安裝棘輪棘爪，光敏電阻對稱貼在電池板表面。光伏發(fā)電驅(qū)動水泵抽水，抽出的水通入冷卻管路對電池板進行降溫，光敏電阻檢測光照入射，電位差調(diào)節(jié)電磁滑閥閥芯軸向運動，冷卻管路進口通過電磁滑閥控制電池板對稱兩側(cè)的流量，兩側(cè)冷卻管路流量不等時，在支架的支撐下電池板在重力作用下向流量大的一側(cè)傾斜，棘爪轉(zhuǎn)動，使電池板朝向改變，以便對準光照直射方向。本實用新型利用冷卻流體重力杠桿的方法，實現(xiàn)了電池板散熱冷卻和朝向改變一體化，從而提高光伏發(fā)電效率，延長電池板使用壽命。
【專利說明】—種用于光伏水泵電池板朝向調(diào)節(jié)與冷卻一體裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光伏發(fā)電應用領(lǐng)域，具體涉及用于光伏水泵電池板朝向調(diào)節(jié)與冷卻一體裝置領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]光伏發(fā)電技術(shù)是太陽能利用的重要方式，隨著傳統(tǒng)能源的耗竭，新能源以其巨大的應用前景越來越受到推崇。目前世界各地光伏發(fā)電使用范圍不斷擴大，裝機容量不斷增力口。光伏電池在使用過程中由于光照來源的變化而導致光電轉(zhuǎn)換效率降低，這就需要時時追蹤電池板朝向，以使電池板正對光照入射方向，即跟蹤技術(shù)。同時光伏電池光電轉(zhuǎn)換效率受溫度影響較大，通常情況下，光照越好，其溫度一般也越高，而溫度越高，光電轉(zhuǎn)換效率越差，這就需要電池板降溫來提高光電轉(zhuǎn)換效率。目前的電池板朝向調(diào)節(jié)主要是通過光照跟蹤系統(tǒng)，通常采用復雜的單軸、雙軸等機械控制方式，這樣一套系統(tǒng)對于農(nóng)用或小型家用系統(tǒng)來說費用較高。同時，具有光照跟蹤的系統(tǒng)往往不具有用來散熱的冷卻裝置。因此，如果將電池板朝向調(diào)節(jié)與電池板散熱結(jié)合成一體裝置，在提高光電轉(zhuǎn)換效率的同時也可防止電池板溫度過高。
[0003]經(jīng)檢索，與本發(fā)明專利相關(guān)的專利有:用于光伏發(fā)電的自適應對日跟蹤裝置CN201039038Y,電池板安裝于轉(zhuǎn)動軸上，轉(zhuǎn)動軸與減速電機聯(lián)接，通過減速電機驅(qū)動電池板中心軸轉(zhuǎn)動來達到電池板朝向改變的效果。但是裝置需要安裝兩塊額外的電池組件用于供給減速電機電能，減速電機由多級傳動減速器和永磁直流電機耦合而成，這樣一來安裝時額外的電池組件及電機需要和轉(zhuǎn)動軸同軸安裝，造成整個裝置安裝復雜，同時配置需要附加減速器及直流電機，易造成成本過高。光伏電池板通用三維自動跟蹤裝置CN10567399A，由兩臺電機通過由豎直驅(qū)動軸、水平驅(qū)動軸、蝸輪、蝸桿、直齒條等組成機械傳動機構(gòu)，其特點是可完成水平和豎直兩個方向的朝向調(diào)節(jié)。，但是其整個裝置所需機械部件眾多，安裝復雜，同時如果要實現(xiàn)光照的自動跟蹤，需要電力電子控制裝置，整個裝置成本過高。上述兩個專利都通過較為復雜的機械傳動來改變電池板朝向，且未有在調(diào)節(jié)朝向時對電池板進行散熱的裝置。
[0004]—種光伏水泵冷卻系統(tǒng)CN201372969,在電池板背面固定冷卻板,太陽能光伏陣列通過DC/AC變換器給水泵供電，光伏水泵提水通過三通閥及水管分別儲存在儲水裝置及流到冷卻板對電池板進行降溫。具有水循環(huán)冷卻系統(tǒng)的太陽能電池組件CN101409310A，在電池板表面覆蓋面板，并在面板上方設置噴淋裝置，由水泵供水通過水泵噴淋裝置向面板噴水，對太陽能電池板進行降溫。上述裝置實現(xiàn)了對電池板降溫，但是不能夠?qū)﹄姵匕宄蜻M行調(diào)節(jié)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種用于光伏水泵電池板朝向調(diào)節(jié)與冷卻一體裝置，它可以在光伏水泵系統(tǒng)工作時，通過兩個光敏電阻檢測光照輻射差所造成的兩光敏電阻電位差來調(diào)控電磁滑閥閥芯向電位低的方向軸向運動，滑閥閥芯的運動調(diào)節(jié)閥兩側(cè)開口度來調(diào)節(jié)電池板兩側(cè)冷卻管道流量分配，在兩側(cè)流量不均導致的重力不同作用下改變電池板朝向，并由棘輪棘爪嚙合單向運動來穩(wěn)定電池板朝向，當兩個光敏電阻檢測光照輻射差接近O時，電池板停止運動，這樣在電池板冷卻的同時又可起到朝向調(diào)節(jié)的作用，實現(xiàn)電池板朝向調(diào)節(jié)與電池板散熱一體化。
[0006]本發(fā)明技術(shù)方案是:一種用于光伏水泵電池板朝向調(diào)節(jié)和冷卻一體的裝置，包括電池板、冷卻管路、棘輪、棘爪、支架、支撐軸、下方軸、光敏電阻、電磁滑閥、水泵、儲水箱。
[0007]冷卻管路對稱鋪設于電池板背面，電池板固定在支撐軸上，并可繞支撐軸轉(zhuǎn)動，支撐軸與下方軸安裝在支架上。棘輪固定在下方軸上，棘爪固定在支撐軸上；光伏發(fā)電供水泵驅(qū)動抽水，水流一部分直接匯入儲水箱，一部分支流通過電磁滑閥進入冷卻管路對電池板進行降溫，從冷卻管路流出后進入儲水箱。
[0008]電池板兩側(cè)冷卻管路個數(shù)相等，且兩側(cè)管路以支撐軸為對稱軸呈對稱布置，兩側(cè)管路從進口到出口均為迂回狀布置，管路進口朝下，出口朝上。這是為了使冷卻效率高，且可在部分管路用于冷卻時散熱同樣均勻。
[0009]兩側(cè)各冷卻管路的進口連接電磁滑閥的出口，并呈對稱排布；兩光敏電阻對稱貼在電池板表面，引線端分別連在電磁滑閥兩側(cè)；光伏水泵抽水支路連接電磁滑閥的進口，電磁滑閥腔寬度稍大于兩側(cè)各冷卻管路總寬度，且閥芯向兩側(cè)移動最大軸向距離時能夠使電池板一側(cè)冷卻管路進口全部在閥腔以外。這是為了使電磁滑閥流量調(diào)節(jié)范圍最大。
[0010]棘爪固定于支撐電池板的支撐軸上，繞支撐軸轉(zhuǎn)動；棘輪呈半圓形，固定于支架的下方軸上，下方軸在支撐軸下方，并與支撐軸平行，支撐軸與下方軸中心間隔距離可使棘爪與棘輪嚙合。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:在電池板背面鋪設對稱迂回冷卻管路給電池板散熱，散熱均勻，電池板發(fā)電效率高；使用電磁滑閥控制對稱冷卻管道通流數(shù)目來改變電池板兩側(cè)流量，通過流體重力改變電池板朝向，裝置成本低；光伏水泵系統(tǒng)工作時可同時實現(xiàn)對電池板散熱與朝向調(diào)節(jié)，裝置結(jié)構(gòu)簡單。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖
[0013]圖2電池板背面冷卻管路布置圖
[0014]圖3電磁滑閥示意圖
[0015]圖4棘輪與棘爪示意圖
[0016]圖中:1.電池板，2.冷卻管路，3.棘輪，4.棘爪，5.支架，6.電磁滑閥，7.水泵，
8.儲水箱，9.下方軸，10.支撐軸，11.電磁滑閥閥芯，12.電磁滑閥進口，13.光敏電阻A，14.光敏電阻B。
【具體實施方式】
[0017]下面將結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明提出的具體裝置的細節(jié)和工作情況。
[0018]結(jié)合圖1，電池板I對稱安裝于支撐軸10上，可繞支架5沿軸向轉(zhuǎn)動；冷卻管路2對稱布置于電池板I背面，冷卻管路2的進口接電磁滑閥6出口 ；棘輪3固定于支架5的下方軸9上,棘爪4固定于支撐電池板I的支撐軸10上；光敏電阻A13和光敏電阻B14對稱貼在電池板I表面，引線分別連在電磁滑閥6兩端；所述的水泵7由電池板輸出的電能驅(qū)動抽水至儲水箱，分支管路通過電磁滑閥及冷卻管道進入儲水箱。
[0019]結(jié)合圖2，電池板I兩側(cè)冷卻管路2個數(shù)相等，且兩側(cè)管路以支撐軸10為對稱軸呈對稱布置，兩側(cè)管路從進口到出口均為迂回狀布置，管路進口朝下，出口朝上。
[0020]結(jié)合圖3，水泵抽出的水通過旁路至電磁滑閥6進口 12，光敏電阻A13和光敏電阻B14引線分別連在電磁滑閥6兩端，通過光敏電阻A13和光敏電阻B14的點位差調(diào)節(jié)電磁滑閥閥芯11軸向移動來調(diào)節(jié)流入兩側(cè)冷卻管道2的數(shù)目，從而調(diào)節(jié)兩側(cè)流量。
[0021]結(jié)合圖4，棘爪4固定于支撐軸10上，繞支撐軸10轉(zhuǎn)動；棘輪3呈半圓形，固定于支架5的下方軸9上，下方軸9在支撐軸10下方，并與支撐軸10平行，支撐軸10與下方軸9中心間隔距離可使棘爪4與棘輪3嚙合。
[0022]利用本發(fā)明可實現(xiàn)電池板朝向調(diào)節(jié)與冷卻，具體工作過程如下:
[0023]光照輻射下，電池板I發(fā)電，驅(qū)動水泵7進行抽水，光敏電阻13和14都正對太陽時兩者電位值相當，電磁滑閥閥芯不動，一部分水流通過旁路電磁滑閥進口 12，水流通過電磁滑閥閥芯11后平均進入電池板I的兩側(cè)冷卻管路2對電池板I進行散熱，最后流入儲水箱8。光照入射方向傾斜時，光敏電阻13和14受光照輻射值不同，兩者電位有差值，電位差調(diào)節(jié)電磁滑閥閥芯11向低電位方向軸向位移，使流入兩側(cè)對稱冷卻管路2通流管路的數(shù)目不等，電池板I兩側(cè)受水體重力不均，帶動棘爪4繞支撐軸10轉(zhuǎn)動，棘爪4與棘輪3嚙合單向轉(zhuǎn)動，當轉(zhuǎn)動到光敏電阻13和14都正對太陽時，電池板I兩側(cè)受力平衡時，電池板I停止轉(zhuǎn)動，棘爪4與棘輪3在此時位置嚙合，完成電池板朝向調(diào)節(jié)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于光伏水泵電池板朝向調(diào)節(jié)與冷卻一體裝置，其特征在于，包括電池板(I)、冷卻管路(2)、棘輪(3)、棘爪(4)、支架(5)、支撐軸(10)、下方軸(9)、電磁滑閥(6)、水泵(7)、儲水箱(8)，光敏電阻(13)和(14);電池板(I)對稱安裝于可繞支架(5)沿軸向轉(zhuǎn)動的支撐軸(10 )上；冷卻管路(2 )對稱布置于電池板(I)背面，冷卻管路(2 )的進口接電磁滑閥(6)出口 ；光敏電阻(13)和(14)對稱貼在電池板表面，引線與電磁滑閥(6)兩端相接；棘輪(3)固定于支架(5)的下方軸(9)上，棘輪(3)上的棘爪(4)固定于支撐電池板(I)的支撐軸(10 )上；水泵(7 )由電池板輸出的電能驅(qū)動抽水至儲水池，分支管路通過電磁滑閥(6 )及冷卻管道進入儲水箱(8 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于光伏水泵電池板朝向調(diào)節(jié)與冷卻一體裝置，其特征在于，冷卻管路鋪設于電池板(I)背面，電池板(I)兩側(cè)的冷卻管路以支撐軸為對稱軸呈對稱迂回形式的彎曲形式布置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于光伏水泵電池板朝向調(diào)節(jié)與冷卻一體裝置，其特征在于，電磁滑閥(6)連兩根電線分別連接光敏電阻(13)和(14)，調(diào)節(jié)電位差從而調(diào)節(jié)改變兩側(cè)冷卻管路(2)的水流量分配。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于光伏水泵電池板朝向調(diào)節(jié)與冷卻一體裝置，其特征在于，棘爪(4)與棘輪(3)嚙合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于光伏水泵電池板朝向調(diào)節(jié)與冷卻一體裝置，其特征在于，電磁滑閥(6)設有進出口及滑閥閥芯(11)。
【文檔編號】H02S40/42GK203537313SQ201320609459
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月24日
【發(fā)明者】劉厚林, 崔建保, 談明高, 王勇, 吳賢芳, 周孝華, 丁劍 申請人:江蘇大學