張恩勇（同方環(huán)境股份有限公司江蘇分公司，江蘇 南京 210005）

淺議傾斜角可調(diào)光伏支架的設(shè)計(jì)

張恩勇
（同方環(huán)境股份有限公司江蘇分公司，江蘇 南京 210005）

摘 要：本文將針對(duì)傾斜角可調(diào)光伏支架，對(duì)其設(shè)計(jì)原理及方案進(jìn)行深入的分析和探究，僅供參考。

關(guān)鍵詞：發(fā)電設(shè)備；傾斜角；可調(diào)；光伏支架

一、簡析傾斜角可調(diào)光伏支架

近年來，由于傳統(tǒng)發(fā)電系統(tǒng)所利用的燃料都是煤、天然氣等有限自然資源，且它們的燃燒產(chǎn)物，大多都會(huì)給自然環(huán)境造成比較大的污染，所以，在高科技技術(shù)的引領(lǐng)之下，我國逐漸將光能、水能以及風(fēng)能等清潔能源應(yīng)用在了發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)當(dāng)中，從而讓其有效緩解了我國能源短缺以及環(huán)境污染的嚴(yán)重程度。而傾斜角可調(diào)光伏支架，是一種以光能為主要?jiǎng)恿δ茉吹男滦桶l(fā)電系統(tǒng)，它的基本實(shí)現(xiàn)原理是：利用太陽跟隨四季不斷變動(dòng)高度角的規(guī)律，讓光伏支架的傾斜角可以隨之產(chǎn)生不斷的變化，使光伏支架能夠達(dá)到最適傾斜角，從而在最大限度之內(nèi)，提高對(duì)太陽能的利用率，并產(chǎn)生具有較高安全性、穩(wěn)定性以及可靠性的電能。

二、探析傾斜角可調(diào)光伏支架的設(shè)計(jì)

傾斜角可調(diào)光伏支架的組成結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，主要包括：調(diào)節(jié)水箱、蓄水池、連桿、進(jìn)水管道、水泵、控制器、各種電氣設(shè)備以及出水管道等，如圖1所示，即為傾斜角可調(diào)光伏支架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖。

從圖1 中，我們能夠看出：傾斜角可調(diào)光伏支架的連桿系統(tǒng)可被劃分成為三個(gè)部分，它們分別是：連桿一組成系統(tǒng)，連桿二組成系統(tǒng)（主要用來對(duì)光伏支架的各個(gè)組件進(jìn)行安裝的）以及連桿三組成系統(tǒng)（其設(shè)計(jì)方式主要為“平面垂直式”）。其次，連桿系統(tǒng)的連接方式為：連桿一組成系統(tǒng)中的1連桿，通過一個(gè)特定的固件，使其一端和水平面進(jìn)行穩(wěn)定的連接，而它的另一端，則通過固件和連桿二組成系統(tǒng)中的4連桿進(jìn)行有效連接。連桿三組成系統(tǒng)中的6連桿，借助一個(gè)特定固件，將其的一端和連桿二組成系統(tǒng)中的連桿4進(jìn)行完整連接，而連桿一組成系統(tǒng)中的1連桿和連桿三組成系統(tǒng)中的6連桿，則借助固件分別和連桿二組成系統(tǒng)中的4連桿兩端進(jìn)行合理連接。連桿三組成系統(tǒng)中的6連桿設(shè)計(jì)成為可調(diào)式，其功能主要為：對(duì)連桿二組成系統(tǒng)中的4連桿進(jìn)行傾斜角的科學(xué)調(diào)整。另外，在連桿三組成系統(tǒng)當(dāng)中，我們還為其特意設(shè)計(jì)了一個(gè)浮子，如圖1所示中的7，該浮子的設(shè)計(jì)方式為：與8水箱的內(nèi)壁平行式貼近。當(dāng)然，針對(duì)該水箱，我們還對(duì)其設(shè)計(jì)出了一個(gè)可調(diào)式的“水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)”。

針對(duì)“水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)”，其構(gòu)造也是較為復(fù)雜的，主要包括：調(diào)節(jié)水箱、各個(gè)電氣設(shè)備、蓄水池、控制器、進(jìn)水管以及出水管等。其連接方式為：水泵一組成系統(tǒng)分別與進(jìn)水管和出水管進(jìn)行連接，水泵二組成系統(tǒng)和18進(jìn)水管以及12出水管進(jìn)行合理連接。（1）若整個(gè)系統(tǒng)有“提高水位”要求的時(shí)候，我們只需打開水泵二組成系統(tǒng)，18進(jìn)水管就能夠把蓄水池中的水抽入到調(diào)節(jié)水箱中；（2）若系統(tǒng)有“降低水位”要求的時(shí)候，我們只要打開水泵一組成系統(tǒng)，12出水管就可以把調(diào)節(jié)水箱中的水抽入到蓄水池當(dāng)中。

另一方面，我們還特意為傾斜角可調(diào)光伏支架安裝了一個(gè)水位計(jì)以及控制器，它們分別和水泵一組成系統(tǒng)中的13水泵和水泵二組成系統(tǒng)中的14水泵進(jìn)行有效連接。其中，控制器的主要作用是：依照預(yù)設(shè)好的時(shí)間，科學(xué)的計(jì)算出當(dāng)前系統(tǒng)中的“控制水位有效值”，并依據(jù)水位計(jì)的實(shí)際情況，科學(xué)的控制兩個(gè)水泵組成系統(tǒng)中的水泵進(jìn)行抽水作業(yè)。值得提出來的是：當(dāng)水位計(jì)上所示的實(shí)際值和控制水位的有效值一致的時(shí)候，水泵組成系統(tǒng)將不再進(jìn)行抽水作業(yè)，此時(shí)，傾斜角可調(diào)光伏支架就已經(jīng)完成了一次傾斜角的調(diào)整。

圖1 傾斜角可調(diào)光伏支架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖

圖2 傾斜角可調(diào)光伏支架控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

三、探究光伏支架控制系統(tǒng)的構(gòu)建

光伏支架控制系統(tǒng)主要包括：傳感器、驅(qū)動(dòng)模塊、轉(zhuǎn)換器、電源以及單片相機(jī)等，如圖2所示。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的原理主要有兩個(gè)，它們分別是：（1）傳感器對(duì)水位信號(hào)進(jìn)行合理的收集，并將收集到的信號(hào)及時(shí)的傳輸?shù)睫D(zhuǎn)換器中；（2）轉(zhuǎn)換器獲取到信號(hào)之后，就會(huì)立即啟動(dòng)轉(zhuǎn)換功能，將信號(hào)轉(zhuǎn)換成為系統(tǒng)所需的數(shù)字信號(hào)，同時(shí)再將轉(zhuǎn)換后的信號(hào)傳送給單片機(jī)；此時(shí)，單片機(jī)就會(huì)通過時(shí)間的設(shè)置，對(duì)獲取到的信號(hào)及當(dāng)前的水位預(yù)設(shè)值作出科學(xué)的比較，倘若前者的值略大，那么a驅(qū)動(dòng)模塊就會(huì)自動(dòng)打開，并控制水泵a進(jìn)行抽水作業(yè)，以降低整個(gè)水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的水位值；但是，倘若后者的值略大，那么b驅(qū)動(dòng)模塊就會(huì)自動(dòng)打開，同時(shí)控制水泵b進(jìn)行抽水，以提高水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)的水位值，是其能夠滿足系統(tǒng)水位的預(yù)設(shè)值。

另外，該控制系統(tǒng)中的電源，它的作用也主要有兩個(gè)，分別是：（1）為傾斜角可調(diào)光伏支架提供穩(wěn)定及可靠的電能；（2）將電能科學(xué)的轉(zhuǎn)換成各組成系統(tǒng)所需的電壓。

四、試論傾斜角可調(diào)光伏支架的優(yōu)勢

由于文中提及到的傾斜角可調(diào)光伏支架，主要利用的是浮力原理，來提供控制系統(tǒng)的主要原動(dòng)力的，所以它的優(yōu)勢也就較為突出了，主要有以下幾個(gè)：

（1）運(yùn)行成本較其它的發(fā)電系統(tǒng)來說更低；

（2）控制系統(tǒng)的功能更加強(qiáng)大，不僅能夠嚴(yán)密的控制各水泵進(jìn)行抽水作業(yè)，還能夠?qū)A斜角進(jìn)行較為準(zhǔn)確的調(diào)節(jié)；

（3）具有較高的系統(tǒng)時(shí)效性；

（4）運(yùn)行過程更加的安全、可靠；

（5）零污染、低噪音，不會(huì)對(duì)外界環(huán)境以及人們的日程生活和生產(chǎn)造成任何的干擾；

（6）構(gòu)建成本低，在市場上的價(jià)格也較其它類型的光伏支架（比如：齒輪式光伏支架等）低；

（7）較高的適用性，且其使用的范圍也比較廣。

結(jié)語

傾斜角可調(diào)光伏支架的設(shè)計(jì)，不僅有效解決了傳統(tǒng)式光伏支架的“低效率”、“高運(yùn)行及建設(shè)成本”等問題，還能夠?qū)ψ匀画h(huán)境起到一定的保護(hù)及節(jié)能作用，且其為光伏支架后期的投入運(yùn)行，提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持。因此，我們就應(yīng)當(dāng)采取各種可行性較高的方法，對(duì)傾斜角可調(diào)式光伏支架進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)，以更進(jìn)一步的提高光伏支架的應(yīng)用價(jià)值，讓其能夠成為可推動(dòng)我國各個(gè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)進(jìn)一步發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)力。

參考文獻(xiàn)

[1]方曉敏.傾斜角可調(diào)光伏支架的設(shè)計(jì)[J].科技視界，2014（30）：66-66.

中圖分類號(hào)：TM615

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