一种光伏瓦调节装置论文和设计-游黎威

全文摘要

本实用新型提供一种光伏瓦调节装置，涉及光伏瓦领域，安装于屋顶上，包括两个与屋顶固定连接的侧板、安装于两个侧板之间的托板、若干根与托板平行的挂瓦条、若干块安装于挂瓦条上的光伏瓦构件，所述托板安装在屋顶坡度方向的底端，若干根挂瓦条等间距设置在两个侧板之间且挂瓦条与侧板垂直。该光伏瓦调节装置，通过光伏板的一端与安装板相互铰接，使得光伏板能够进行相对的转动，在需要调节光伏板的角度时，通过驱动机构带动调节组件的转轴转动，转轴通过推杆带动推筒将一整排光伏板的前端同步抬起，从而能够对一排光伏板的倾斜角度同时进行调节，调节更加的方便，在阳光的角度变化时，通过步进电机的转动能方便的随时对光伏板的安装角度进行调节。

主设计要求

1.一种光伏瓦调节装置，安装于屋顶（7）上，其特征在于：包括两个与屋顶（7）固定连接的侧板（5）、安装于两个侧板（5）之间的托板（3）、若干根与托板（3）平行的挂瓦条（4）、若干块安装于挂瓦条（4）上的光伏瓦构件（2），所述托板（3）安装在屋顶（7）坡度方向的底端，若干根挂瓦条（4）等间距设置在两个侧板（5）之间且挂瓦条（4）与侧板（5）垂直，所述光伏瓦构件（2）包括光伏板（23）、搭接板（22）、安装板（21），所述光伏板（23）的一侧与搭接板（22）固定连接，且光伏板（23）的另一侧与安装板（21）相互铰接，每排光伏板（23）的下方设置有一组用于调节光伏板（23）角度的调节组件（6），所述调节组件（6）包括安装于两个侧板（5）之间的转轴（63）、多个连接于转轴（63）上且与转轴（63）垂直的推杆（62）、安装于推杆（62）一端的推筒（61），所述推筒（61）的长度覆盖最外侧的两块光伏瓦构件（2），常态下，推筒（61）位于光伏瓦构件（2）的下方，所述转轴（63）的轴向方向与挂瓦条（4）相互平行，所述侧板（5）的一侧设置有用于驱动转轴（63）旋转的驱动机构（1），所述转轴（63）的一端穿过侧板（5）且与驱动机构（1）联动连接。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种光伏瓦调节装置，其特征在于：所述驱动机构（1）包括与侧板（5）相连接的防护外壳（11），所述防护外壳（11）内部设置有步进电机（12）、联动轴（14）、用于放大扭矩的减速组件，所述步进电机（12）通过减速组件与联动轴（14）相互连接，所述联动轴（14）上安装有与调节组件（6）一一对应的第一锥齿轮（13），所述第一锥齿轮（13）的一侧啮合有第二锥齿轮（15），所述转轴（63）的一端穿过侧板（5）与第二锥齿轮（15）相连接。

3.根据权利要求2所述的一种光伏瓦调节装置，其特征在于：减速组件包括小齿轮一（101）、小齿轮二（104）、大齿轮一（105）、大齿轮二（107）、联动齿轮一（102）、联动齿轮二（103）、皮带（106），所述小齿轮一（101）、大齿轮一（105）分别与步进电机、联动轴同轴连接，所述小齿轮二（104）、大齿轮二（107）分别与大齿轮一（105）、小齿轮一（101）相互啮合，所述联动齿轮一（102）、联动齿轮二（103）分别与小齿轮二（104）、大齿轮二（107）同轴连接，所述联动齿轮一（102）、联动齿轮二（103）通过皮带（106）传动连接。

4.根据权利要求1所述的一种光伏瓦调节装置，其特征在于：所述调节组件（6）还包括用于托置推筒（61）的限位板（64），所述限位板（64）设置在两个侧板（5）之间且位于推筒（61）的下方。

5.根据权利要求1所述的一种光伏瓦调节装置，其特征在于：所述搭接板（22）的底部安装有第一减震垫（24），所述安装板（21）的顶部安装有第二减震垫（25）。

6.根据权利要求1所述的一种光伏瓦调节装置，其特征在于：所述推筒（61）与推杆（62）为铰接，且推筒（61）的外部套设有橡胶套。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及光伏瓦技术领域，具体为一种光伏瓦调节装置。

背景技术

光伏瓦作为建筑用瓦，被广泛应用。随着科技的进步与发展，传统的光伏瓦已呈现出逐渐被具有更多实用功能的光伏瓦取代的趋势。光伏瓦采用特殊配方的陶土材料通过钙化工艺制作而成，具有良好的绝热性能。

光伏瓦在计算系统发电效率的时候，采用的辐射量是光伏组件倾斜面的辐射量，不是气象辐射量，因此光伏组件安装的倾斜角度数能够影响光伏瓦的发电效率。

根据中国专利号为CN201810692954.1提供的一种彩钢瓦屋面光伏组件连接架，该对比文件通过调节太阳能电池板底端两侧调剂柱在调节管中的长度，从而调节在屋顶上安装的太阳能电池板角度，保证调节在不同地区安装太阳能电池板的角度，使得太阳能电池板可处于一个最适合该地区的安装角度。

地区最适宜的安装角度是通过考虑光伏瓦的全天总体发电量而决定的，例如在纬度26°～40°的地区，为了考虑光伏瓦的全天总体发电量，光伏瓦安装的倾斜角度数约等于纬度加5°～10°，因此光伏组件的地区最适宜的安装角度并不是时刻都保持最高的发电效率，而该对比文件提出的一种彩钢瓦屋面光伏组件连接架只能在安装时对光伏组件的角度进行调节，光伏组件的角度无法随阳光的角度变化进行相应的调节，使得光伏组件在大多时候不能达到效率较高的角度进行发电，发电效率较低。

实用新型内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种光伏瓦调节装置，解决了现有的光伏瓦倾斜角度只能在安装时进行调节的问题。

（二）技术方案

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种光伏瓦调节装置，安装于屋顶上，包括两个与屋顶固定连接的侧板、安装于两个侧板之间的托板、若干根与托板平行的挂瓦条、若干块安装于挂瓦条上的光伏瓦构件，所述托板安装在屋顶坡度方向的底端，若干根挂瓦条等间距设置在两个侧板之间且挂瓦条与侧板垂直，所述光伏瓦构件包括光伏板、搭接板、安装板，所述光伏板的一侧与搭接板固定连接，且光伏板的另一侧与安装板相互铰接，每排光伏板的下方设置有一组用于调节光伏板角度的调节组件，所述调节组件包括安装于两个侧板之间的转轴、多个连接于转轴上且与转轴垂直的推杆、安装于推杆一端的推筒，所述推筒的长度覆盖最外侧的两块光伏瓦构件，常态下，推筒位于光伏瓦构件的下方，所述转轴的轴向方向与挂瓦条相互平行，所述侧板的一侧设置有用于驱动转轴旋转的驱动机构，所述转轴的一端穿过侧板且与驱动机构联动连接。

优选的，所述驱动机构包括与侧板相连接的防护外壳，所述防护外壳内部设置有步进电机、联动轴、用于放大扭矩的减速组件，所述步进电机通过减速组件与联动轴相互连接，所述联动轴上安装有与调节组件一一对应的第一锥齿轮，所述第一锥齿轮的一侧啮合有第二锥齿轮，所述转轴的一端穿过侧板与第二锥齿轮相连接。

优选的，减速组件包括小齿轮一、小齿轮二、大齿轮一、大齿轮二、联动齿轮一、联动齿轮二、皮带，所述小齿轮一、大齿轮一分别与步进电机、联动轴同轴连接，所述小齿轮二、大齿轮二分别与大齿轮一、小齿轮一相互啮合，所述联动齿轮一、联动齿轮二分别与小齿轮二、大齿轮二同轴连接，所述联动齿轮一、联动齿轮二通过皮带传动连接。

优选的，所述调节组件还包括用于托置推筒的限位板，所述限位板设置在两个侧板之间且位于推筒的下方。

优选的，所述搭接板的底部安装有第一减震垫，所述安装板的顶部安装有第二减震垫。

优选的，所述推筒与推杆为铰接，且推筒的外部套设有橡胶套。

（三）有益效果

本实用新型提供了一种光伏瓦调节装置。具备以下有益效果：

1、该光伏瓦调节装置，通过光伏板的一端与安装板相互铰接，使得光伏板能够进行相对的转动，在需要调节光伏板的角度时，通过驱动机构带动调节组件的转轴转动，转轴通过推杆带动推筒将一整排光伏板的前端同步抬起，从而能够对一排光伏板的倾斜角度同时进行调节，调节更加的方便，在阳光的角度变化时，通过步进电机的转动能方便的随时对光伏板的安装角度进行调节，因而光伏板与阳光之间的角度能一直保持较高的发电效率的角度，大大的提高光伏瓦构件的发电效率。

2、该光伏瓦调节装置，通过驱动机构的设置，开启步进电机，能够带动联动轴转动，联动轴带动其上安装的若干个第一锥齿轮转动，若干个第一锥齿轮带动其对应的第二锥齿轮转动，每个第二锥齿轮带动一根转轴转动，而每根转轴能够同时调节一行光伏板的倾斜角度，从而使得一个步进电机能够同时带动若干行的光伏板进行同步调节，调节的效率大大提高，而且只使用一个步进电机进行调节所需的成本较低，便于使用。

附图说明

图1为本实用新型结构立体图；

图2为本实用新型状态1侧视剖面图；

图3为本实用新型状态2侧视剖面图；

图4为本实用新型俯视剖面图；

图5为本实用新型光伏瓦构件结构示意图；

图6为本实用新型搭接板结构示意图；

图7为本实用新型安装板结构示意图；

图8为本实用新型图4中A处结构放大图。

图中：1驱动机构、2光伏瓦构件、3托板、4挂瓦条、5侧板、6调节组件、7屋顶、11防护外壳、12步进电机、13第一锥齿轮、14联动轴、15第二锥齿轮、21安装板、22搭接板、23光伏板、24第一减震垫、25第二减震垫、61推筒、62推杆、63转轴、64限位板、101小齿轮一、102联动齿轮一、103联动齿轮二、104小齿轮二、105大齿轮一、106皮带、107大齿轮二。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本实用新型实施例提供一种光伏瓦调节装置，如图1-8所示，安装于屋顶7上，包括两个与屋顶7固定连接的侧板5、安装于两个侧板5之间的托板3、若干根与托板3平行的挂瓦条4、若干块安装于挂瓦条4上的光伏瓦构件2，托板3安装在屋顶7坡度方向的底端，若干根挂瓦条4等间距设置在两个侧板5之间且挂瓦条4与侧板5垂直。

光伏瓦构件2包括光伏板23、搭接板22、安装板21，光伏板23的一侧与搭接板22固定连接，且光伏板23的另一侧与安装板21相互铰接，通过光伏板23的一端与安装板21相互铰接，使得光伏板23能够进行相对的转动。安装板21上开设有若干个螺钉安装孔，安装板21与挂瓦条4通过螺钉连接，搭接板22可以搭接在前一块光伏瓦构件2的安装板21上，托板3的设置用于最前面一排的搭接板22的搭接，使得最前面一排光伏瓦构件2的搭接板22能够搭接在托板3上。

每排光伏板23的下方设置有一组用于调节光伏板23角度的调节组件6，调节组件6包括安装于两个侧板5之间的转轴63、多个连接于转轴63上且与转轴63垂直的推杆62、安装于推杆62一端的推筒61，推筒61的长度覆盖最外侧的两块光伏瓦构件2，常态下，推筒61位于光伏瓦构件2的下方，转轴63的轴向方向与挂瓦条4相互平行，侧板5的一侧设置有用于驱动转轴63旋转的驱动机构1，转轴63的一端穿过侧板5且与驱动机构1联动连接。

在需要调节光伏板23的角度时，通过驱动机构1带动调节组件6的转轴63转动，转轴63通过推杆62带动推筒61将一整排光伏板23的前端同步抬起，从而能够对一排光伏板23的倾斜角度同时进行调节，调节更加的方便，在阳光的角度变化时，通过步进电机12的转动能方便的随时对光伏板23的安装角度进行调节，因而光伏板23与阳光之间的角度能一直保持较高的发电效率的角度，大大的提高光伏瓦构件2的发电效率。

驱动机构1包括与侧板5相连接的防护外壳11，防护外壳11内部设置有步进电机12、联动轴14、用于放大扭矩的减速组件，步进电机12与PLC相连接，PLC型号为FR-FX1N，步进电机12通过减速组件与联动轴14相互连接，联动轴14上安装有与调节组件6一一对应的第一锥齿轮13，第一锥齿轮13的一侧啮合有第二锥齿轮15，转轴63的一端穿过侧板5与第二锥齿轮15相连接。

通过驱动机构1的设置，开启步进电机12，能够带动联动轴14转动，联动轴14带动其上安装的若干个第一锥齿轮13转动，若干个第一锥齿轮13带动其对应的第二锥齿轮15转动，每个第二锥齿轮15带动一根转轴63转动，而每根转轴63能够同时调节一行光伏板23的倾斜角度，从而使得一个步进电机12能够同时带动若干行的光伏板23进行同步调节，调节的效率大大提高，而且只使用一个步进电机12进行调节所需的成本较低，便于使用。

减速组件包括小齿轮一101、小齿轮二104、大齿轮一105、大齿轮二107、联动齿轮一102、联动齿轮二103、皮带106，小齿轮一101、大齿轮一105分别与步进电机12、联动轴14同轴连接，小齿轮二104、大齿轮二107分别与大齿轮一105、小齿轮一101相互啮合，联动齿轮一102、联动齿轮二103分别与小齿轮二104、大齿轮二107同轴连接，联动齿轮一102、联动齿轮二103通过皮带106传动连接。

在使用该调节装置时，若驱动机构1内部的步进电机12一次联动过多的调节组件6，这时可能出现步进电机12的扭矩不够的问题，导致整个驱动机构1无法运作，而通过减速组件的设置，经过小齿轮一101和大齿轮二107、小齿轮二104和大齿轮一105两组减速齿轮组的减速后，能够起到降低速度，同时加大扭矩的作用，从而避免这类问题，而且降低速度后，步进电机12能够更加精确的控制转动的角度，精度更高。

调节组件6还包括用于防止调节组件6调节过度的限位板64，限位板64设置在两个侧板5之间，能够防止调节组件6转动过度。

搭接板22的底部安装有第一减震垫24，安装板21的顶部安装有第二减震垫25，能够减小在光伏板23复位时搭接板22与搭接板22之间的震动，从而起到保护作用，增加光伏瓦构件2的使用寿命。

推筒61与推杆62为铰接，且推筒61的外部套设有橡胶套，推筒61铰接安装能够在推筒61将光伏板23抬起时与光伏板23之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，减小摩擦力，抬起更加的省力，而橡胶套的套设能够起到缓冲的作用，增加光伏瓦构件2的使用寿命。

该光伏瓦调节装置更加适合安装于倾斜屋面上，这样即使调节了光伏板23的角度也不容易存在前一块光伏瓦将后一块光伏瓦产生遮挡的问题，若在平面屋面上进行安装，则需要加大安装板21的宽度，从而调节每两块光伏瓦之间的间隔，使得保证调节时光伏瓦之间不会产生遮挡。

工作原理：通过PLC控制步进电机12的转动，步进电机12在上午6点开始每小时顺时针转动一次，每次使得光伏板23的角度微调一点，在正午时调节至最大角度，而在正午过后控制步进电机12每小时逆时针转动一次，转动角度与上午相同，直至光伏板23复位，从而保证光伏板23与阳光之间的角度保持在发电效率较高的角度，提高了光伏瓦构件2整体的发电效率。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

设计图

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主设计要求

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