浅议倾斜角可调光伏支架的设计

张恩勇（同方环境股份有限公司江苏分公司，江苏 南京 210005）

浅议倾斜角可调光伏支架的设计

张恩勇
（同方环境股份有限公司江苏分公司，江苏 南京 210005）

摘 要：本文将针对倾斜角可调光伏支架，对其设计原理及方案进行深入的分析和探究，仅供参考。

关键词：发电设备；倾斜角；可调；光伏支架

一、简析倾斜角可调光伏支架

近年来，由于传统发电系统所利用的燃料都是煤、天然气等有限自然资源，且它们的燃烧产物，大多都会给自然环境造成比较大的污染，所以，在高科技技术的引领之下，我国逐渐将光能、水能以及风能等清洁能源应用在了发电系统的设计当中，从而让其有效缓解了我国能源短缺以及环境污染的严重程度。而倾斜角可调光伏支架，是一种以光能为主要动力能源的新型发电系统，它的基本实现原理是：利用太阳跟随四季不断变动高度角的规律，让光伏支架的倾斜角可以随之产生不断的变化，使光伏支架能够达到最适倾斜角，从而在最大限度之内，提高对太阳能的利用率，并产生具有较高安全性、稳定性以及可靠性的电能。

二、探析倾斜角可调光伏支架的设计

倾斜角可调光伏支架的组成结构较为复杂，主要包括：调节水箱、蓄水池、连杆、进水管道、水泵、控制器、各种电气设备以及出水管道等，如图1所示，即为倾斜角可调光伏支架的结构设计图。

从图1 中，我们能够看出：倾斜角可调光伏支架的连杆系统可被划分成为三个部分，它们分别是：连杆一组成系统，连杆二组成系统（主要用来对光伏支架的各个组件进行安装的）以及连杆三组成系统（其设计方式主要为“平面垂直式”）。其次，连杆系统的连接方式为：连杆一组成系统中的1连杆，通过一个特定的固件，使其一端和水平面进行稳定的连接，而它的另一端，则通过固件和连杆二组成系统中的4连杆进行有效连接。连杆三组成系统中的6连杆，借助一个特定固件，将其的一端和连杆二组成系统中的连杆4进行完整连接，而连杆一组成系统中的1连杆和连杆三组成系统中的6连杆，则借助固件分别和连杆二组成系统中的4连杆两端进行合理连接。连杆三组成系统中的6连杆设计成为可调式，其功能主要为：对连杆二组成系统中的4连杆进行倾斜角的科学调整。另外，在连杆三组成系统当中，我们还为其特意设计了一个浮子，如图1所示中的7，该浮子的设计方式为：与8水箱的内壁平行式贴近。当然，针对该水箱，我们还对其设计出了一个可调式的“水位调节系统”。

针对“水位调节系统”，其构造也是较为复杂的，主要包括：调节水箱、各个电气设备、蓄水池、控制器、进水管以及出水管等。其连接方式为：水泵一组成系统分别与进水管和出水管进行连接，水泵二组成系统和18进水管以及12出水管进行合理连接。（1）若整个系统有“提高水位”要求的时候，我们只需打开水泵二组成系统，18进水管就能够把蓄水池中的水抽入到调节水箱中；（2）若系统有“降低水位”要求的时候，我们只要打开水泵一组成系统，12出水管就可以把调节水箱中的水抽入到蓄水池当中。

另一方面，我们还特意为倾斜角可调光伏支架安装了一个水位计以及控制器，它们分别和水泵一组成系统中的13水泵和水泵二组成系统中的14水泵进行有效连接。其中，控制器的主要作用是：依照预设好的时间，科学的计算出当前系统中的“控制水位有效值”，并依据水位计的实际情况，科学的控制两个水泵组成系统中的水泵进行抽水作业。值得提出来的是：当水位计上所示的实际值和控制水位的有效值一致的时候，水泵组成系统将不再进行抽水作业，此时，倾斜角可调光伏支架就已经完成了一次倾斜角的调整。

图1 倾斜角可调光伏支架的结构设计图

图2 倾斜角可调光伏支架控制系统结构

三、探究光伏支架控制系统的构建

光伏支架控制系统主要包括：传感器、驱动模块、转换器、电源以及单片相机等，如图2所示。该系统实现的原理主要有两个，它们分别是：（1）传感器对水位信号进行合理的收集，并将收集到的信号及时的传输到转换器中；（2）转换器获取到信号之后，就会立即启动转换功能，将信号转换成为系统所需的数字信号，同时再将转换后的信号传送给单片机；此时，单片机就会通过时间的设置，对获取到的信号及当前的水位预设值作出科学的比较，倘若前者的值略大，那么a驱动模块就会自动打开，并控制水泵a进行抽水作业，以降低整个水位调节系统中的水位值；但是，倘若后者的值略大，那么b驱动模块就会自动打开，同时控制水泵b进行抽水，以提高水位调节系统的水位值，是其能够满足系统水位的预设值。

另外，该控制系统中的电源，它的作用也主要有两个，分别是：（1）为倾斜角可调光伏支架提供稳定及可靠的电能；（2）将电能科学的转换成各组成系统所需的电压。

四、试论倾斜角可调光伏支架的优势

由于文中提及到的倾斜角可调光伏支架，主要利用的是浮力原理，来提供控制系统的主要原动力的，所以它的优势也就较为突出了，主要有以下几个：

（1）运行成本较其它的发电系统来说更低；

（2）控制系统的功能更加强大，不仅能够严密的控制各水泵进行抽水作业，还能够对倾斜角进行较为准确的调节；

（3）具有较高的系统时效性；

（4）运行过程更加的安全、可靠；

（5）零污染、低噪音，不会对外界环境以及人们的日程生活和生产造成任何的干扰；

（6）构建成本低，在市场上的价格也较其它类型的光伏支架（比如：齿轮式光伏支架等）低；

（7）较高的适用性，且其使用的范围也比较广。

结语

倾斜角可调光伏支架的设计，不仅有效解决了传统式光伏支架的“低效率”、“高运行及建设成本”等问题，还能够对自然环境起到一定的保护及节能作用，且其为光伏支架后期的投入运行，提供了强大的技术支持。因此，我们就应当采取各种可行性较高的方法，对倾斜角可调式光伏支架进行科学的设计，以更进一步的提高光伏支架的应用价值，让其能够成为可推动我国各个领域实现进一步发展的强大动力。

参考文献

[1]方晓敏.倾斜角可调光伏支架的设计[J].科技视界，2014（30）：66-66.

中图分类号：TM615

文献标识码：A