本技術涉及可再生能源,具體是一種利用抽屜導軌機制實現(xiàn)高效、可伸縮的光伏裝置,旨在通過創(chuàng)新的機械結構設計,提升光伏板的空間利用率和靈活性,以滿足不同光照條件下的發(fā)電需求,同時降低安裝與運維成本。
背景技術:
1、光伏發(fā)電作為一種綠色能源,具有很大的使用局限性,每平方米的能量小于1kw,加之光伏板的發(fā)電效率只有20%左右,因此,任何形態(tài)的光伏發(fā)電系統(tǒng)的占地面積都是相當可觀的。
2、目前的大規(guī)模使用的地面光伏的工作場景基本上限于地面和房頂,而對于急需電源的各式運載車輛,由于其可利用面積有限,光伏的使用很困難。面臨的問題是如何在有限的安裝面積上盡可能增大裝機容量,目前比較可行的方法有:1、使用高效率電池,例如砷化鎵;2、減輕車輛重量,增大加裝太陽能面積;3、使用伸縮式或折疊式光伏板擴展受光面積。無論哪種方法,與地面和房頂光伏相比,其成本都是十分高昂。
3、相比之下,使用伸縮式光伏是相對可行的。光伏板必須使用剛性太陽能組件即玻璃封裝的傳統(tǒng)組件,玻璃組件的重量使得伸縮機構必須設計得笨重和復雜,例如要將一片20公斤(約200w)重的光伏板平行伸出支點一米,該承重力矩約為200牛頓米,再加上抗風抗壓和安全因子的需求,力矩應為400牛頓米,目前市場上的伸縮式光伏板的設計通常用到笨重的邊框、滑軌和底板支架,包括各式承重滾輪和支撐件,例如:cn113225010a公開了一種使用多級滑輪及承重邊框、承重輪和支撐件的結構;cn207399093u公開了一種在光伏板下方支撐的伸縮柱桿裝置;cn209134349u公開了一種在電池板底端的固定板、支撐架、轉動塊和連接塊的結構;cn218733987u公開了一種使用電動滑桿的箱式結構。先前的研究者們也有人注意到笨重的玻璃封裝光伏組件給伸縮式光伏板設計帶來的困難,cn107640037a公開了一種使用碳纖維背板合成的輕量化光伏板制造可收納的翼展式汽車太陽能充電裝置,其伸縮結構采用了殼體內(nèi)側面的滑槽和抽屜式伸縮光伏板的外側邊框,仍是相對笨重,且成本高昂。
4、專利cn2019101094511和cn2019101094526公開了一種下板式晶體硅光伏組件和利用冷封裝制造長壽命輕薄光伏組件的方法,即公開了一種制造輕量化剛性組件的方法,使用該兩項專利制造的光伏組件在具備相同剛性的情況下,其重量只有傳統(tǒng)組件的20%左右,以上專利給出的方法為制備車載用的伸縮式光伏板創(chuàng)造了條件。將一片用上述兩項專利制備的4公斤重(200w)的光伏板平行伸出支點一米,其承重力約為50牛頓米,再加上抗風抗壓和安全因子的需求,最大力矩需求為100牛頓米,此機械力矩的設計需求,恰好落在市場上已使用幾十年且技術十分成熟的價格相對便宜的抽屜導軌的承重范圍之內(nèi),抽屜導軌是市場上的一種成熟產(chǎn)品。
技術實現(xiàn)思路
1、本實用新型的目的在于提供一種使用抽屜導軌制造的伸縮式光伏裝置,以解決上述背景技術中提出的問題:
2、(1)如何通過結合直線驅動機構與抽屜導軌系統(tǒng),實現(xiàn)光伏板的靈活伸縮與位置調整,從而提高光伏系統(tǒng)的發(fā)電效率和空間利用率。
3、為實現(xiàn)上述目的,本實用新型提供如下技術方案:
4、一種使用抽屜導軌制造的伸縮式光伏裝置;
5、包括支撐框架、固定光伏板、至少一個移動光伏板和至少一組伸縮組件;
6、所述固定光伏板固定安裝在支撐框架上,支撐框架內(nèi)部設有容納所述移動光伏板和所述伸縮組件的空腔,支撐框架側壁設有供移動光伏板伸出的開口;
7、至少一個移動光伏板和至少一組伸縮組件為一一對應關系,所述伸縮組件包括直線驅動機構、豎直抽屜導軌、水平抽屜導軌和連接塊,直線驅動機構固定布置在支撐框架內(nèi)部,直線驅動機構的移動部件通過連接塊與對應的移動光伏板固定連接,所述豎直抽屜導軌的固定軌與支撐框架豎直內(nèi)壁固定連接,所述豎直抽屜導軌的活動柜與對應移動光伏板的側壁固定連接,所述水平抽屜導軌的固定軌與支撐框架底壁固定連接,所述水平抽屜導軌的活動柜與對應移動光伏板的底壁固定連接,所述豎直抽屜導軌和所述水平抽屜導軌的長度走向與直線驅動機構的走向一致。
8、在上述技術方案的基礎上,本實用新型還可以做如下改進。
9、進一步,所述的直線驅動機構為絲桿電機或直線導軌。
10、進一步,本使用抽屜導軌制造的伸縮式光伏裝置包括兩個移動光伏板和兩組伸縮組件,兩個移動光伏板分別為第一移動光伏板和第二移動光伏板,兩組伸縮組件分別為第一伸縮組件和第二伸縮組件,第一移動光伏板與第二移動光伏板疊置,支撐框架兩側側壁分別設有供第一移動光伏板和第二移動光伏板伸出的開口,第一伸縮組件與第二伸縮組件的伸縮軌跡方向相反。
11、進一步,本使用抽屜導軌制造的伸縮式光伏裝置布置在新能源車輛的車頂上。
12、進一步,第一伸縮組件的伸縮方向與第二伸縮組件的伸縮方向都與車輛的寬度方向一致。
13、進一步,第一伸縮組件的伸縮方向與第二伸縮組件的伸縮方向都與車輛的長度方向一致。
14、進一步,本使用抽屜導軌制造的伸縮式光伏裝置還包括控制電路和遙控組件,遙控組件包括發(fā)射模塊和接收模塊,接收模塊接收發(fā)射模塊發(fā)出的動作信號,并且接收模塊將動作信號發(fā)送至控制電路,控制電路依據(jù)發(fā)射模塊發(fā)出的指令分別控制第一伸縮組件和第二伸縮組件的直線驅動機構的啟停及正、反轉動作。
15、進一步,第一伸縮組件的伸縮軌跡始端及末端分別設有感應直線驅動機構的移動部件位置的限位開關;同樣,第二伸縮組件的伸縮軌跡始端及末端分別設有感應直線驅動機構的移動部件位置的限位開關。
16、采用這樣的結構后,當直線驅動機構啟動時,通過連接塊帶動移動光伏板沿預設軌跡移動。同時,豎直抽屜導軌和水平抽屜導軌提供導向和支撐作用,確保移動光伏板在移動過程中平穩(wěn)無晃動。通過調整移動光伏板的位置,可以實現(xiàn)對不同時間段太陽位置的調整,從而最大化光伏板的發(fā)電效率。
17、而且,豎直抽屜導軌的固定軌固定于支撐框架的豎直內(nèi)壁上,活動柜則與移動光伏板的側壁固定連接;水平抽屜導軌的固定軌固定于支撐框架的底壁上,活動柜則與移動光伏板的底壁固定連接。兩者協(xié)同工作,確保移動光伏板在豎直和水平方向上均能平穩(wěn)移動,且移動軌跡與直線驅動機構的走向一致。
18、本實用新型提出的使用抽屜導軌制造的伸縮式光伏裝置,不僅解決了傳統(tǒng)光伏板空間利用率低、發(fā)電效率低的問題,還通過創(chuàng)新的結構設計降低了制造成本和維護難度,為可再生能源領域的發(fā)展提供了新的思路和技術支持。
19、本使用抽屜導軌制造的伸縮式光伏裝置的有益效果為:
20、(1)、高效性:通過伸縮式設計,能夠根據(jù)太陽位置自動調節(jié)光伏板角度,提高發(fā)電效率。
21、(2)、經(jīng)濟性:采用抽屜導軌機制,結構簡單,制造成本低,易于大規(guī)模推廣應用。
22、(3)、靈活性:支持多個移動光伏板的獨立控制,可根據(jù)實際需求靈活配置光伏板數(shù)量和位置。
23、(4)、維護便捷:模塊化設計使得光伏板的更換和維護更加方便快捷。