本發(fā)明屬于光伏發(fā)電領(lǐng)域，尤其涉及一種抗風(fēng)型石墨烯光伏板陣列及工作方法。

背景技術(shù)：

1、在無人區(qū)的曠野中安裝光伏板，能夠充分利用荒蕪?fù)恋厣系墓饽軐崿F(xiàn)發(fā)電，特別是國內(nèi)光照條件更佳的西北地區(qū)，在空曠地帶建設(shè)大規(guī)模的光伏陣列能夠利用光照充分的氣象條件進(jìn)行發(fā)電?，F(xiàn)有的光伏陣列一般采用如文獻(xiàn)號為“201710107613.9”，名稱為“一種沙漠地帶扎根式光伏板太陽能發(fā)電裝置”或者文獻(xiàn)號為“202310311868.2”，名稱為“基于光伏板下作物需光量的光伏板轉(zhuǎn)動系統(tǒng)”的中國專利文獻(xiàn)中公開的布置方式。該布置方式利用統(tǒng)一朝南的各塊光伏板來發(fā)電，雖然光伏板的傾角可調(diào)，但這種傾斜布置的光伏板迎風(fēng)面積仍然很大，另外在刮北風(fēng)時，氣流會吹向光伏板的背面，由于光伏板背面安裝有支架并不平整、對氣流的導(dǎo)向性較差以及光伏板離地間隙小，使得光伏板背面的氣流阻力遠(yuǎn)超其正面，在風(fēng)力較大時光伏板易傾倒；同時，這種傾斜布置的光伏板，其受光面朝上極易被附著的風(fēng)沙或灰塵覆蓋，嚴(yán)重影響光伏板的發(fā)電量，而國內(nèi)西北地區(qū)的曠野，其常年風(fēng)力與風(fēng)沙較大。為了提高該地區(qū)的光伏發(fā)電效率，有必要設(shè)計一種抗風(fēng)型石墨烯光伏板陣列。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、(一)解決的技術(shù)問題

2、針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種抗風(fēng)型石墨烯光伏板陣列及工作方法，其光伏板具有更強的抗風(fēng)、防塵能力且能夠保證其全天采集陽光。

3、(二)技術(shù)方案

4、為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

5、本發(fā)明提供一種抗風(fēng)型石墨烯光伏板陣列，其包括：支撐裝置、驅(qū)動裝置和光伏裝置，支撐裝置適于固定在地面上，驅(qū)動裝置安裝于支撐裝置上，驅(qū)動裝置包括多個內(nèi)框架，各內(nèi)框架適于沿支撐裝置的縱向滑動，各內(nèi)框架上設(shè)有多個光伏裝置，各光伏裝置適于沿支撐裝置的橫向滑動；各光伏裝置包括三個沿周向首尾相連且垂直的光伏板，三個光伏板形成的組合體橫截面呈等邊三角形；該組合體適于繞光伏裝置中心線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。

6、所述支撐裝置包括由前邊梁、后邊梁、左邊梁及右邊梁組成的外框架，左邊梁、右邊梁的內(nèi)側(cè)壁上分別設(shè)有一縱向滑槽；各內(nèi)框架的兩端設(shè)有在對應(yīng)縱向滑槽內(nèi)滾動的滾輪，各內(nèi)框架適于通過滾輪與縱向滑槽沿支撐裝置的縱向移動。

7、所述各內(nèi)框架由左縱梁、右縱梁、前橫梁及后橫梁組成，前橫梁、后橫梁的內(nèi)側(cè)壁上分別設(shè)有一橫向滑槽，各光伏裝置朝向前、后橫梁的一對側(cè)壁上分別設(shè)有在對應(yīng)橫向滑槽內(nèi)滾動的驅(qū)動輪，各光伏裝置適于通過驅(qū)動輪與橫向滑槽沿支撐裝置的橫向移動。

8、左邊梁的內(nèi)側(cè)相鄰地設(shè)有沿支撐裝置縱向的縱向滑桿一，右邊梁的內(nèi)側(cè)相鄰地設(shè)有沿支撐裝置縱向的縱向滑桿二；各內(nèi)框架的左縱梁及右縱梁內(nèi)分別設(shè)有滑孔，縱向滑桿一穿設(shè)于左縱梁的滑孔內(nèi)，縱向滑桿二穿設(shè)于右縱梁的滑孔內(nèi)，各縱向滑桿分別與對應(yīng)滑孔滑動配合。

9、各內(nèi)框架的左、右縱梁之間設(shè)有沿支撐裝置橫向的橫向滑桿，各光伏裝置內(nèi)設(shè)有導(dǎo)向孔，橫向滑桿穿設(shè)于對應(yīng)導(dǎo)向孔內(nèi)并與其滑動配合。

10、所述抗風(fēng)型石墨烯光伏板陣列還包括：控制器和風(fēng)向及風(fēng)力傳感器，各內(nèi)框架中設(shè)有用于驅(qū)動各個滾輪旋轉(zhuǎn)的電機(jī)，各光伏裝置中設(shè)有用于驅(qū)動各個驅(qū)動輪及所述組合體旋轉(zhuǎn)的電機(jī)，控制器與風(fēng)向及風(fēng)力傳感器、各個電機(jī)信號連接。

11、外框架的四角分別設(shè)有支撐于地面的立柱，各立柱適于升降及往復(fù)振動。

12、本發(fā)明還提供一種抗風(fēng)型石墨烯光伏板陣列的工作方法，其包括以下步驟：

13、a、風(fēng)向及風(fēng)力傳感器實時監(jiān)測風(fēng)向，并將其信號傳送給控制器，控制器根據(jù)所在地的經(jīng)緯度及時間，得出陽光的照射方向及角度，計算相鄰光伏裝置之間的中心距；

14、b、控制器控制各內(nèi)框架左、右縱梁內(nèi)的電機(jī)工作，驅(qū)動各滾輪旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動各內(nèi)框架在外框架上沿支撐裝置的縱向移動，以控制相鄰光伏裝置之間的徑向間距；

15、c、控制器控制各光伏裝置內(nèi)的相應(yīng)電機(jī)工作，驅(qū)動各驅(qū)動輪旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動各光伏裝置在所在內(nèi)框架上沿支撐裝置的橫向移動，以控制相鄰光伏裝置之間的軸向間距；

16、d、控制器控制各光伏裝置內(nèi)的相應(yīng)電機(jī)工作，驅(qū)動所述組合體旋轉(zhuǎn)，以調(diào)節(jié)各組合體的朝向。

17、作為一種優(yōu)選，各組合體的朝向調(diào)節(jié)至其中一個對稱面與風(fēng)向平行。

18、作為一種優(yōu)選，在陽光照射方向上、上游光伏裝置的最大投影半徑為r1，下游光伏裝置自身橫截面的等邊三角形半徑為r2，此上、下游相鄰的光伏裝置之間的中心距q為q＝r1+r2。

19、(三)有益效果

20、本發(fā)明提供了一種抗風(fēng)型石墨烯光伏板陣列及工作方法，具備以下有益效果：

21、(1)本發(fā)明的抗風(fēng)型石墨烯光伏板陣列，其采用能夠沿支撐裝置縱向與橫向移動的光伏裝置，實現(xiàn)相鄰光伏裝置之間的距離可調(diào)，以保證陽光能照射到光伏裝置的光伏板上；采用橫截面呈等邊三角形且垂直沿周向首尾相連的光伏板組合體，既能夠通過調(diào)節(jié)組合體的朝向減少各光伏板的迎風(fēng)面積并且無論何種風(fēng)向、氣流只流過光伏板平整光滑的正面，從而降低風(fēng)阻提升抗風(fēng)能力；又能夠?qū)崿F(xiàn)360度周向接受陽光的照射，在組合體處于任何朝向時都能持續(xù)發(fā)電；垂直的光伏板還能防止風(fēng)沙及塵土在光伏板受光面上的附著。

22、(2)利用滾輪與縱向滑槽之間的滾動配合，即使縱向滑槽上落上塵土，仍能實現(xiàn)光伏裝置沿支撐裝置的縱向移動，提升驅(qū)動裝置的可靠性。

23、(3)利用驅(qū)動輪與橫向滑槽之間的滾動配合，即使橫向滑槽上落上塵土，仍能實現(xiàn)光伏裝置沿支撐裝置的橫向移動，提升驅(qū)動裝置的可靠性。

24、(4)利用滑孔與縱向滑桿一、縱向滑桿二之間的滑動配合，具有對光伏裝置移動過程的導(dǎo)向作用，防止大風(fēng)對光伏裝置沿支撐裝置的縱向移動產(chǎn)生影響，提升驅(qū)動裝置的抗風(fēng)能力。

25、(5)利用導(dǎo)向孔與橫向滑桿之間的滑動配合，也具有對光伏裝置移動過程的導(dǎo)向作用，防止大風(fēng)對光伏裝置沿支撐裝置的橫向移動產(chǎn)生影響，提升驅(qū)動裝置的抗風(fēng)能力。

26、(6)利用控制器采集風(fēng)向與風(fēng)力信號，利用電機(jī)來驅(qū)動各個滾輪、驅(qū)動輪工作，驅(qū)動組合體旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)光伏裝置調(diào)節(jié)過程的自動化。

27、(7)利用立柱的升降功能，調(diào)節(jié)內(nèi)、外框架的離地間隙，以免被風(fēng)沙覆蓋；利用立柱的往復(fù)振動功能，使內(nèi)、外框架及各縱向滑桿、橫向滑桿上附著的塵土或沙土抖落，進(jìn)一步提升驅(qū)動裝置的可靠性。

28、(8)本發(fā)明的抗風(fēng)型石墨烯光伏板陣列的工作方法，利用控制器監(jiān)測的風(fēng)向及所在地經(jīng)緯度和時間信息，計算相鄰光伏裝置之間的中心距，控制器控制內(nèi)框架在外框架上的縱向移動、各光伏裝置在內(nèi)框架上的橫向移動、組合體的旋轉(zhuǎn)，既保證各組合體能全天采集陽光，又能降低各光伏板的迎風(fēng)面積及風(fēng)阻，提升抗風(fēng)能力。

29、(9)組合體對稱面與風(fēng)向平行，既降低了風(fēng)阻，又能使迎面氣流均勻地導(dǎo)向組合體的兩側(cè)，使組合體兩側(cè)表面受到的空氣摩擦力對組合體中心的力矩相互抵消，防止組合體受風(fēng)力影響而旋轉(zhuǎn)。

30、(10)通過計算上游光伏裝置的最大投影半徑，既能夠防止下游光伏裝置上的組合體不被上游的光伏裝置遮擋陽光，又能夠減少上、下游光伏裝置之間的中心距，以提升內(nèi)、外框架上安裝的光伏裝置的數(shù)量及密度，從而提高單位土地面積上的光伏發(fā)電能力。