淺議傾斜角可調光伏支架的設計

張恩勇（同方環境股份有限公司江蘇分公司，江蘇 南京 210005）

淺議傾斜角可調光伏支架的設計

張恩勇
（同方環境股份有限公司江蘇分公司，江蘇 南京 210005）

摘 要：本文將針對傾斜角可調光伏支架，對其設計原理及方案進行深入的分析和探究，僅供參考。

關鍵詞：發電設備；傾斜角；可調；光伏支架

一、簡析傾斜角可調光伏支架

近年來，由于傳統發電系統所利用的燃料都是煤、天然氣等有限自然資源，且它們的燃燒產物，大多都會給自然環境造成比較大的污染，所以，在高科技技術的引領之下，我國逐漸將光能、水能以及風能等清潔能源應用在了發電系統的設計當中，從而讓其有效緩解了我國能源短缺以及環境污染的嚴重程度。而傾斜角可調光伏支架，是一種以光能為主要動力能源的新型發電系統，它的基本實現原理是：利用太陽跟隨四季不斷變動高度角的規律，讓光伏支架的傾斜角可以隨之產生不斷的變化，使光伏支架能夠達到最適傾斜角，從而在最大限度之內，提高對太陽能的利用率，并產生具有較高安全性、穩定性以及可靠性的電能。

二、探析傾斜角可調光伏支架的設計

傾斜角可調光伏支架的組成結構較為復雜，主要包括：調節水箱、蓄水池、連桿、進水管道、水泵、控制器、各種電氣設備以及出水管道等，如圖1所示，即為傾斜角可調光伏支架的結構設計圖。

從圖1 中，我們能夠看出：傾斜角可調光伏支架的連桿系統可被劃分成為三個部分，它們分別是：連桿一組成系統，連桿二組成系統（主要用來對光伏支架的各個組件進行安裝的）以及連桿三組成系統（其設計方式主要為“平面垂直式”）。其次，連桿系統的連接方式為：連桿一組成系統中的1連桿，通過一個特定的固件，使其一端和水平面進行穩定的連接，而它的另一端，則通過固件和連桿二組成系統中的4連桿進行有效連接。連桿三組成系統中的6連桿，借助一個特定固件，將其的一端和連桿二組成系統中的連桿4進行完整連接，而連桿一組成系統中的1連桿和連桿三組成系統中的6連桿，則借助固件分別和連桿二組成系統中的4連桿兩端進行合理連接。連桿三組成系統中的6連桿設計成為可調式，其功能主要為：對連桿二組成系統中的4連桿進行傾斜角的科學調整。另外，在連桿三組成系統當中，我們還為其特意設計了一個浮子，如圖1所示中的7，該浮子的設計方式為：與8水箱的內壁平行式貼近。當然，針對該水箱，我們還對其設計出了一個可調式的“水位調節系統”。

針對“水位調節系統”，其構造也是較為復雜的，主要包括：調節水箱、各個電氣設備、蓄水池、控制器、進水管以及出水管等。其連接方式為：水泵一組成系統分別與進水管和出水管進行連接，水泵二組成系統和18進水管以及12出水管進行合理連接。（1）若整個系統有“提高水位”要求的時候，我們只需打開水泵二組成系統，18進水管就能夠把蓄水池中的水抽入到調節水箱中；（2）若系統有“降低水位”要求的時候，我們只要打開水泵一組成系統，12出水管就可以把調節水箱中的水抽入到蓄水池當中。

另一方面，我們還特意為傾斜角可調光伏支架安裝了一個水位計以及控制器，它們分別和水泵一組成系統中的13水泵和水泵二組成系統中的14水泵進行有效連接。其中，控制器的主要作用是：依照預設好的時間，科學的計算出當前系統中的“控制水位有效值”，并依據水位計的實際情況，科學的控制兩個水泵組成系統中的水泵進行抽水作業。值得提出來的是：當水位計上所示的實際值和控制水位的有效值一致的時候，水泵組成系統將不再進行抽水作業，此時，傾斜角可調光伏支架就已經完成了一次傾斜角的調整。

圖1 傾斜角可調光伏支架的結構設計圖

圖2 傾斜角可調光伏支架控制系統結構

三、探究光伏支架控制系統的構建

光伏支架控制系統主要包括：傳感器、驅動模塊、轉換器、電源以及單片相機等，如圖2所示。該系統實現的原理主要有兩個，它們分別是：（1）傳感器對水位信號進行合理的收集，并將收集到的信號及時的傳輸到轉換器中；（2）轉換器獲取到信號之后，就會立即啟動轉換功能，將信號轉換成為系統所需的數字信號，同時再將轉換后的信號傳送給單片機；此時，單片機就會通過時間的設置，對獲取到的信號及當前的水位預設值作出科學的比較，倘若前者的值略大，那么a驅動模塊就會自動打開，并控制水泵a進行抽水作業，以降低整個水位調節系統中的水位值；但是，倘若后者的值略大，那么b驅動模塊就會自動打開，同時控制水泵b進行抽水，以提高水位調節系統的水位值，是其能夠滿足系統水位的預設值。

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

四、試論傾斜角可調光伏支架的優勢

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

（1）運行成本較其它的發電系統來說更低；

（2）控制系統的功能更加強大，不僅能夠嚴密的控制各水泵進行抽水作業，還能夠對傾斜角進行較為準確的調節；

（3）具有較高的系統時效性；

（4）運行過程更加的安全、可靠；

（5）零污染、低噪音，不會對外界環境以及人們的日程生活和生產造成任何的干擾；

（6）構建成本低，在市場上的價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。

結語

傾斜角可調光伏支架的設計，不僅有效解決了傳統式光伏支架的“低效率”、“高運行及建設成本”等問題，還能夠對自然環境起到一定的保護及節能作用，且其為光伏支架后期的投入運行，提供了強大的技術支持。因此，我們就應當采取各種可行性較高的方法，對傾斜角可調式光伏支架進行科學的設計，以更進一步的提高光伏支架的應用價值，讓其能夠成為可推動我國各個領域實現進一步發展的強大動力。

參考文獻

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

中圖分類號：TM615

文獻標識碼：A