一种太阳能光伏层叠联合发电装置及方法与流程

1.本发明涉及太阳能光伏发电领域，更具体的说是一种太阳能光伏层叠联合发电装置及方法。


背景技术：

2.太阳光伏系统，也称为光生伏特，简称光伏，是指利用光伏半导体材料的光电效应而将太阳能转化为直流电能的设施。光伏设施的核心是太阳能电池板。太阳能板在使用时，在恶劣天气环境下，容易受到沙尘等固体颗粒撞击。同时，太阳能板在运输过程中也容易发生碰撞造成太阳能板的损坏。因此，需要设计一种太阳能光伏层叠联合发电装置及方法。


技术实现要素：

3.本发明提供一种太阳能光伏层叠联合发电装置及方法，目的是能够减少恶劣环境中沙尘对太阳能电池板的损伤。
4.上述目的通过以下技术方案来实现：一种太阳能光伏层叠联合发电装置，包括分别位于上下两侧的两个折叠电池板。
5.所述折叠电池板包括直角头，直角头上转动连接有两个转杆，每个转杆上转动连接有两个直角头，四个所述直角头和四个所述转杆连接成方形框架，所述方形框架通过直角头和转杆的转动连接能够实现伸展和收缩。
6.所述转杆上转动连接有套筒，套筒上固接有电池框，电池框上转动连接有转板，两个所述转板能够形成转动连接，两个所述电池框通过和转板的转动连接能够实现折叠和展开。
7.所述电池框固接有电池板。
8.所述位于前端右侧的直角头上固接有安装框，安装框的后端左侧角上固接有滑动板，滑动板上设有滑槽，位于后端左侧的直角头上固接有能够滑动连接在滑槽内的滑轮ⅰ。
9.所述安装框上固接有两个安装座，安装座上固接有伸缩杆的固定端，伸缩杆的活动端固接有能够滑动连接在安装框上的滑动座。
10.所述安装框的后端左侧转动连接有两个滑轮ⅱ，两个所述滑动座之间固接有传动带，传动带转动连接在滑轮ⅰ和两个滑轮ⅱ上。
11.所述位于下方的折叠电池板的安装框的前后两侧分别固接有转动片ⅰ，转动片ⅰ上转动连接有转动片ⅱ，转动片ⅱ固接在位于上方的折叠电池板的安装框的下侧，转动片ⅰ上固接有电机，电机的输出轴穿过转动片ⅰ固接在转动片ⅱ上。
12.所述位于下方的折叠电池板的安装框和转动片ⅰ的下方固接有安装架，安装架的右侧上方固接有限位架。
13.所述安装架的底部固接有挡板ⅰ。
14.所述位于上方的折叠电池板的安装框的上方固接有挡板ⅱ。
15.一种太阳能光伏层叠联合发电方法，采用上述太阳能光伏层叠联合发电装置，包
含如下步骤：步骤一；将太阳能光伏层叠联合发电装置安装至指定位置；步骤二；通过驱动两个伸缩杆同时拉动传动带，驱动滑轮ⅰ滑动使折叠电池板从折叠状态变换到展开状态；步骤三；通过电机驱动使位于上方的折叠电池板转动180度；步骤四；遇到恶劣天气时通过电机驱动使两个折叠电池板恢复初始位置，再通过重力作用使两个折叠电池板从展开状态变换到折叠状态。
16.本发明一种太阳能光伏层叠联合发电装置及方法的有益效果为：相较于传统太阳能光伏板，本发明设计一种折叠太阳能板，当两个折叠太阳能板同时处于折叠状态时能够组成一个立方体，并将能够进行光电转换的电池板朝向内侧进行保护，同时能够方便进行运输并防止运输过程中造成的磕碰；当两个折叠太阳能板同时处于展开状态时，两个折叠太阳能板能够同时开始工作，提高发电效率。
附图说明
17.图1为一种太阳能光伏层叠联合发电装置的结构示意图；图2为直角头的结构示意图；图3为转杆的结构示意图；图4为展开状态下方形框架的结构示意图；图5为折叠状态下方形框架的结构示意图；图6为电池框和电池板的结构示意图；图7为展开状态下电池框的安装示意图；图8为折叠状态下电池框的安装示意图；图9为折叠状态下电池框的背面示意图；图10为安装框的安装示意图；图11为安装框的顶视图；图12为展开状态下安装框和电池框的安装示意图；图13为安装架的结构示意图；图14为两个折叠电池板折叠的结构示意图；图15为两个折叠电池板展开的结构示意图。
18.图中：直角头101；转杆102；套筒104；电池框105；电池板106；转板107；滑轮ⅰ108；安装框201；滑动板202；安装座203；伸缩杆204；滑动座205；传动带206；滑轮ⅱ207；安装架301；限位架302；转动片ⅰ303；转动片ⅱ304；电机305；挡板ⅰ306；挡板ⅱ307。
具体实施方式
19.参考图2、图3、图4和图5，示出了本发明中直角头101和转杆102的结构安装的实施例示意图：本发明包括分别位于上下两侧的两个折叠电池板此处以一个折叠电池板的安装为例，其中一个折叠电池板包括有四个直角头101，直角头101上转动连接有两个转杆102，每个转杆102上转动连接有两个直角头101，四个所述直角头101和四个所述转杆102连接成
方形框架，所述方形框架通过直角头101和转杆102的转动连接能够实现伸展和收缩。
20.每个直角头101上在呈90度角的两个方向上设有能够转动连接转杆102的安装座，使得每个直角头101上转动连接的转杆102也呈90度角，进而使得四个直角头101和四个转杆102能够组成一个方形框架，其中位于方形框架对角线上的两个直角头101向内收缩能够带动另外一条对角线上的两个直角头101收缩，并且另外一条对角线上的两个直角头101作相对向下的位移，因此能够通过固定一条对角线上的一个直角头101的位置，通过驱动另一个直角头101沿着对角线方向作靠近和远离的位移，实现对方形框架收缩和伸展两种状态的控制。同时，直角头101和转杆102使用铝合金作为制作材料，能够保证自身的结构强度，以及具有耐腐蚀的特性能够防止室外环境造成连接处的损坏，进而保护整个太阳能光伏层叠联合发电装置。
21.参考图6、图7、图8和图9，示出了本发明中电池框105的结构安装的实施例示意图：每个转杆102上均转动连接有一个套筒104，套筒104上固接有电池框105，电池框105上转动连接有转板107，两个所述转板107能够形成转动连接，两个所述电池框105通过和转板107的转动连接能够实现折叠和展开，电池框105固接有电池板106。
22.转杆102的两端分别设有能够转动连接在直角头101上的连接座，同时两端的连接座还能够对转动连接在转杆102上的套筒104进行限位，使得套筒104仅能够在转杆102上作旋转运动，防止套筒104在转杆102上发生滑动，套筒104上固接的电池框105为直角三角形，当直角头101和转杆102组成的方形框架处于展开状态时，四个转杆102上所转动连接的四个套筒104以及套筒104上的固接的电池框105能够组成正方形板面，并且电池框105具有能够同时绕转杆102以及绕直角头101两个旋转轴转动的自由度。
23.进一步的，两个电池框105上分别转动连接有一个转板107，两个转板107之间形成转动连接，使得两个电池框105能够通过与两个转板107的转动连接以及两个转板107之间的转动连接实现折叠和展开两种状态，并且两个电池框105安装到直角头101和转杆102组成的方形框架上时，能够跟随方形框架一起折叠和展开，此处将两个能够折叠的电池框105作为一个折叠组，每个折叠电池板的方形框架上安装有两个折叠组，分别位于一条对角线的两侧，本发明中位于下方的折叠电池板中两个折叠组位于由前右到后左方向的对角线的两侧，位于上方的折叠电池板中两个折叠组位于由前左到后右方向的对角线的两侧，使得当两个折叠电池板中的折叠组均处于折叠状态并且两个电池框105相互垂直时，上下两个折叠电池板能够组成上下贯通的立方体，此时，每个电池框105固接有电池板106的板面朝向内侧，能够对电池板106起到保护作用，防止沙尘；石子等大颗粒撞击电池板106造成器损坏。同时两个折叠状态的折叠电池板，能够减少占用空间，方便本发明的运输与安装。
24.参考图10、图11和图12，示出了本发明中安装框201的结构安装的实施例示意图：两个折叠电池板中位于前端右侧的直角头101上都固接有一个安装框201，安装框201的后端左侧角上固接有滑动板202，滑动板202上设有滑槽，位于后端左侧的直角头101上固接有能够滑动连接在滑槽内的滑轮ⅰ108。
25.安装框201能够对直角头101和转杆102组成的方形框架起到支撑作用，同时，安装框201为正方形金属框，当方形框架以及安装在其上的电池框105处于展开状态时，能够套在安装框201的内侧，进而安装框201能够对展开后的电池框105起到保护作用，同样的，滑动板202能够对位于后端左侧的直角头101起到支撑作用，并通过滑槽的长度对其运动轨迹
进行限位，此处以滑轮ⅰ108的位置进行说明：当滑轮ⅰ108运动到左后方时，使对角线上的两个直角头101相互远离，进而使得方形框架变为展开状态，四个电池框105展开组成正方形板面，以下称为折叠电池板的展开状态；当滑轮ⅰ108运动到右前方时，使对角线上的两个直角头101相互靠近，进而使得方形框架变为收缩状态，四个电池框105每两个折叠成直角，以下称为折叠电池板的折叠状态，上下两个折叠电池板中的电池框105此时组成立方体。
26.安装框201上固接有两个安装座203，安装座203上固接有伸缩杆204的固定端，伸缩杆204的活动端固接有能够滑动连接在安装框201上的滑动座205，安装框201的后端左侧转动连接有两个滑轮ⅱ207，两个所述滑动座205之间固接有传动带206，传动带206转动连接在滑轮ⅰ108和两个滑轮ⅱ207上，此处传动带206；滑轮ⅰ108以及两个滑轮ⅱ207组成一个水平面上的滑轮组，滑轮ⅰ108能够作为动滑轮使用，进而减少伸缩杆204需要产生的拉力，此处为了更好的实现本发明的远程控制，伸缩杆204使用电动伸缩杆，当两个伸缩杆204同时缩短时，能够同时驱动两个伸缩杆204的活动端固接的滑动座205向安装座203方向滑动，进而同时拉动传动带206的两端，滑轮ⅱ207能够改变传动带206的运动方向，进而使得传动带206能够拉动滑轮ⅰ108沿着滑槽向左后方向移动，使折叠电池板变为展开状态；当两个伸缩杆204伸长时，电池框105在重力的作用下向下移动，使得折叠电池板具有变回折叠状态的趋势，滑轮ⅰ108沿着滑槽方向移动右前方移动，此时滑轮ⅰ108能够拉动传动带206，伸缩杆204控制伸长速度能够控制折叠电池板具有变回折叠状态的的速度，防止因重力运动过快造成的装置损坏。
27.参考图1、图13、图14和图15，示出了本发明中安装架301的结构安装的实施例示意图：位于下方的折叠电池板的安装框201的前后两侧分别固接有转动片ⅰ303，转动片ⅰ303上转动连接有转动片ⅱ304，转动片ⅱ304固接在位于上方的折叠电池板的安装框201上，转动片ⅰ303上固接有电机305，电机305的输出轴穿过转动片ⅰ303固接在转动片ⅱ304上。
28.位于下方的折叠电池板的安装框201和转动片ⅰ303的下方固接有安装架301，安装架301的右侧上方固接有限位架302。
29.安装架301能够对两个折叠电池板起到支撑作用，并为转动片ⅰ303和转动片ⅱ304的安装提供位置，电机305能够驱动转动片ⅱ304绕着电机305的输出轴作相对于转动片ⅰ303的旋转运动，进而驱动位于上方的折叠电池板绕着电机305的输出轴作相对于位于下方的折叠电池板的安装框201的旋转运动，同时，转动片ⅰ303固接在位于下方的折叠电池板的安装框201的前后两侧的下端，转动片ⅱ304固接在位于上方的折叠电池板的安装框201的上侧，使得处于展开状态的两个折叠电池板能够通过转动片ⅰ303和转动片ⅱ304之间的转动连接转动到处于同一水平面的位置上。限位架302能够对转动的原本位于上方的折叠电池板进行限位，防止其转动超过额定角度。
30.此时两个折叠电池板中的电池板106均能够接收太阳光照射并通过光电转化将光能转化为太阳能，并且两个展开状态下的折叠电池板相较于单个电池板增大了受光面积，进而提高发电效率。
31.安装架301的底部固接有挡板ⅰ306，位于上方的折叠电池板的安装框201的上方固接有挡板ⅱ307。
32.当两个折叠电池板均处于折叠状态时，位于下方的折叠电池板中的直角头101能够接触到位于下方的挡板ⅰ306，此时，两个折叠电池板中电池框105组成的上下贯通的立方体能够与位于上下两侧的挡板ⅱ307和挡板ⅰ306组成密闭的立方体，挡板ⅱ307和挡板ⅰ306能够防止颗粒固体进入立方体的内部，进一步增加对于面向内侧的电池板106的保护。
33.一种太阳能光伏层叠联合发电方法，使用上述太阳能光伏层叠联合发电装置，包含如下步骤：步骤一；本发明太阳能光伏层叠联合发电装置中两个折叠状态的折叠电池板，通过运输放置并安装到指定位置上；步骤二；通过驱动两个伸缩杆204同时缩短，进而驱动两个伸缩杆204的活动端固接的滑动座205向安装座203方向滑动，拉动传动带206的两端，滑轮ⅱ207能够改变传动带206的运动方向，使得传动带206能够拉动滑轮ⅰ108沿着滑槽向左后方向移动，使折叠电池板变为展开状态；步骤三；通过电机305驱动使位于上方的折叠电池板绕着电机305的输出轴作相对于位于下方的折叠电池板的安装框201的旋转运动，使得处于展开状态的两个折叠电池板能够通过转动片ⅰ303和转动片ⅱ304之间的转动连接转动到处于同一水平面的位置上，两个折叠电池板开始发电工作；步骤四；当遇到恶劣天气时通过电机305驱动使使位于上方的折叠电池板绕着电机305的输出轴转动回到初始位置，在重力作用下使两个折叠电池板中的电池框105向下移动，使两个折叠电池板从展开状态变换到折叠状态，并与挡板ⅱ307和挡板ⅰ306围成密闭的立方体保护内部的电池板106。

技术特征：
1.一种太阳能光伏层叠联合发电装置，其特征在于：包括分别位于上下两侧的两个折叠电池板，所述折叠电池板包括直角头（101），直角头（101）上转动连接有两个转杆（102），每个转杆（102）上均转动连接有两个直角头（101），四个所述直角头（101）和四个所述转杆（102）连接成方形框架，所述方形框架通过直角头（101）和转杆（102）的转动连接能够实现伸展和收缩。2.根据权利要求1所述的一种太阳能光伏层叠联合发电装置，其特征在于：所述转杆（102）上转动连接有套筒（104），套筒（104）上固接有电池框（105），电池框（105）上转动连接有转板（107），两个所述转板（107）能够形成转动连接，两个所述电池框（105）通过和转板（107）的转动连接能够实现折叠和展开。3.根据权利要求2所述的一种太阳能光伏层叠联合发电装置，其特征在于：所述电池框（105）上固接有电池板（106）。4.根据权利要求3所述的一种太阳能光伏层叠联合发电装置，其特征在于：位于前端右侧所述的直角头（101）上固接有安装框（201），安装框（201）的后端左侧角上固接有滑动板（202），滑动板（202）上设有滑槽，位于后端左侧的直角头（101）上固接有能够滑动连接在滑槽内的滑轮ⅰ（108）。5.根据权利要求4所述的一种太阳能光伏层叠联合发电装置，其特征在于：所述安装框（201）上固接有两个安装座（203），每个安装座（203）上固接有伸缩杆（204）的固定端，伸缩杆（204）的活动端固接有能够滑动连接在安装框（201）上的滑动座（205）。6.根据权利要求5所述的一种太阳能光伏层叠联合发电装置，其特征在于：所述安装框（201）的后端左侧转动连接有两个滑轮ⅱ（207），两个所述滑动座（205）之间固接有传动带（206），传动带（206）转动连接在滑轮ⅰ（108）和两个滑轮ⅱ（207）上。7.根据权利要求1所述的一种太阳能光伏层叠联合发电装置，其特征在于：位于下方所述位于下方的折叠电池板的安装框（201）的前后两侧分别固接有转动片ⅰ（303），每个转动片ⅰ（303）上转动连接有转动片ⅱ（304），转动片ⅱ（304）固接在位于上方的折叠电池板的安装框（201）的下侧，转动片ⅰ（303）上固接有电机（305），电机（305）的输出轴穿过转动片ⅰ（303）固接在转动片ⅱ（304）上。8.根据权利要求7所述的一种太阳能光伏层叠联合发电装置，其特征在于：位于下方所述的折叠电池板的安装框（201）和转动片ⅰ（303）的下方固接有安装架（301），安装架（301）的右侧上方固接有限位架（302）。9.根据权利要求8所述的一种太阳能光伏层叠联合发电装置，其特征在于：所述安装架（301）的底部固接有挡板ⅰ（306），所述位于上方的折叠电池板的安装框（201）的上方固接有挡板ⅱ（307）。10.一种太阳能光伏层叠联合发电方法，采用权利要求1-9任意一项所限定的一种太阳能光伏层叠联合发电装置，包含如下步骤：步骤一、将太阳能光伏层叠联合发电装置进行安装；步骤二、通过驱动两个伸缩杆（204）同时拉动传动带（206），驱动滑轮ⅰ（108）滑动使折叠电池板从折叠状态变换到展开状态；步骤三、通过电机（305）驱动使位于上方的折叠电池板转动180度；步骤四、遇到恶劣天气时通过电机（305）驱动使两个折叠电池板恢复初始，使两个折叠
电池板从展开状态变换到折叠状态。

技术总结
本发明涉及太阳能光伏发电领域，更具体的说是一种太阳能光伏层叠联合发电装置及方法。相较于传统太阳能光伏板，本发明设计一种折叠太阳能板，当两个折叠太阳能板同时处于折叠状态时能够组成一个立方体，并将能够进行光电转换的电池板朝向内侧进行保护，同时能够方便进行运输并防止运输过程造成的磕碰；当两个折叠太阳能板同时处于展开状态时，两个折叠太阳能板能够同时开始工作，提高发电效率。提高发电效率。提高发电效率。


技术研发人员：罗瑞 王海军
受保护的技术使用者：罗瑞
技术研发日：2023.07.10
技术公布日：2023/9/6