應用于太陽能電池板支架的迎陽隨動并聯機構研究

鄧飛，馮運，李文忠

(河北科技大學機械工程學院，河北石家莊050018)

0 前言

太陽能是一種取之不盡用之不竭的可再生能源，利用某些半導體材料的光電效應原理，可以將輻射太陽能轉換為電能［1］。目前使用的太陽能電池板一般是固定在附著物上，當太陽光照射到太陽能電池板上，即可產生一定功率的電能。在影響電池光電轉換效率和輸出功率的各種物理因素中，光強是一個重要的指標，在保持電池板溫度基本恒定的情況下，照射到電池板上的光線強度越高，光電轉換效率越高，電池板的輸出功率也越接近額定值。而太陽照射光線方向與電池板受光平面的夾角越接近直角，電池板接收到的光強越高。目前太陽能電池板一般都是以一個固定的角度固定在附著物上，每天太陽光直射電池板的時間段很短，因此光電轉化效率較低。為此，設計了一套迎陽隨動并聯機構，將太陽能電池板安裝在這套并聯機構上，使電池板的受光平面始終保持與太陽光線入射方向垂直，不但實現地球自轉周期內，白晝太陽光保持對電池板的直射，而且實現地球公轉周期內太陽光斜射變化而調整隨動并聯機構的角度，實現全周期內太陽光保持對電池板的垂直照射，從而提高光電轉換效率，保證電池板獲得額定輸出功率。

1 迎陽隨動并聯機構設計模型

1.1 太陽能電池板運動特性分析

太陽能電池板保持與入射光的垂直運動，主要由兩個分運動組成:第一，由于地球自轉運動引起的以日為周期的太陽照射角度變化(日升日落);第二，由于地球公轉引起的以年為周期的太陽照射角度變化(四季變化)。……