CN102291048A - 双轴回转自动跟踪太阳能装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种双轴回转自动跟踪太阳能装置。该装置在下立柱法兰盘上固定连接有水平回转减速器，上立柱下端的法兰盘固定在水平回转减速器的动力输出轴法兰盘上，上立柱上端的法兰盘通过连接板固定有支撑梁轴管，在支撑梁轴管的中部配有垂直回转减速器，在支撑梁轴管的两头分别配有轴承座，一对托架转动轴管的一端通过连接头分别与垂直回转减速器的左右两动力输出轴相连接，一对托架转动轴管的另一端分别配入两轴承座，并伸出两轴承座体外分别固定在太阳能电池板组件托架上；本装置由于采用双轴回转，具有跟踪精度高、整机钢性强、不易变形、耗材低、寿命长，不易产生下挠度、抗扭矩性好、拆装方便等优点。

Description

双轴回转自动跟踪太阳能装置
技术领域：
本发明涉及一种太阳能装置，具体地说是一种双轴回转自动跟踪太阳能装置。
背景技术：
当今，利用太阳能发电已成为新能源利用的一种重要的方法，太阳能光伏组件阵列是实现光电转换的主要器件，光伏系统的发电量大小除与电池板功率和运行状况有关外，还与能量的转换效率有关，直接影响性能的好坏，因此太阳能光伏组件阵列的安装方式对太阳能发电系统的效率影响非常大； 
传统的太阳能光伏组件大都采用固定式安装，即电池板固定在支架结构上，不随太阳位置的变化而移动，这样的结果是将严重影响转换效率；据测算，如果系统与太阳光线角度存在25°的偏差，就会因垂直射入的辐射能量减少而使光伏组件阵列的输出功率下降10%左右，这是因为太阳能光伏组件阵列的发电量与阳光光线入射角度有关，光线垂直于组件平面时光伏数组接收到的太阳辐射量最大，其发电量最大；
为了解决这一问题，太阳自动跟踪系统应运而生，采用太阳自动跟踪系统可在最大程度上保证电池组件与太阳光光线的始终垂直；
目前使用广泛的有二种太阳光伏自动跟踪系统，即水平单轴跟踪、倾纬度角斜单轴跟踪，而水平单轴跟踪和倾斜单轴跟踪只有一个旋转自由度；单轴转动和支撑实现垂直俯仰方向与水平方向跟踪，这样就会将载荷集中在主动轴上，造成下挠度过大，转动力矩无法达到均衡，跟踪精度不高，从而增加了电机功耗，减少了机械、电机使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种跟踪精度高、整机钢性强、不易变形、寿命长，不易产生下挠度、抗扭矩性好的一种双轴回转自动跟踪太阳能装置。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：本装置包括下立柱，由托架纵梁、托架横梁、横向檩条构成的太阳能电池板组件托架；包括主控制器、太阳能电池板组件、太阳能电池板与控制器电连接的传感器、水平回转减速器电机、垂直回转减速器电机、水平回转减速器、垂直回转减速器；所述主控制器通过连线分别与水平回转减速器电机、垂直回转减速器电机、太阳能电池板、控制器电连接的传感器连接，其特征在于：在下立柱法兰盘上固定连接有水平回转减速器，上立柱下端的法兰盘固定在水平回转减速器的动力输出轴法兰盘上，上立柱上端的法兰盘通过连接板固定有支撑梁轴管，且在上立柱的两侧面与支撑梁轴管的下面设有斜撑梁；在支撑梁轴管的中部配有垂直回转减速器，在支撑梁轴管的两头分别配有轴承座，一对托架转动轴管的一端通过连接头分别与垂直回转减速器的左右两动力输出轴相连接，一对托架转动轴管的另一端分别配入两轴承座，并伸出两轴承座体外分别固定在两个转动轴连接板的内侧面；两个转动轴连接板分别固定在两根托架纵梁的内侧面；托架纵梁的横截面呈“E”字状，托架横梁固定在托架纵梁的上面，横向檩条的两头固定在托架纵梁的下面。
所述的一种双轴回转自动跟踪太阳能发电装置，其特征在于：斜撑梁通过在斜撑梁的两头分别固定有连接板，上立柱在与连接板相配段焊固有槽钢段，槽钢段的槽口分别朝向上立柱焊固；斜撑梁下头所焊固的连接板与槽钢段、斜撑梁上头所焊固的连接板与支撑梁轴管分别用螺栓连接。
所述的一种双轴回转自动跟踪太阳能发电装置，其特征在于：两轴承座内与一对托架转动轴管外周分别所配的轴承为带紧定套调心滚子轴承。
本发明与现有技术相比的有益效果：
本装置由于采用双轴回转，使其具有两个旋转自由度，能够同时跟踪太阳的方位角与高度角的变化，可在最大程度上保证太阳能电池板与太阳光光线的始终垂直；该装置与固定式安装方式相比较，可以提高至少35%的发电量，并且其可靠性达10年之久；同时具有跟踪精度高、整机钢性强、不易变形、耗材低、寿命长，不易产生下挠度、抗扭矩性好、拆装方便等优点，可广泛用于户外照明、民用发电、发电系统、集热系统等。
附图说明：
图1为本发明的主视图；
图2为图1的左视图；
图3为图1中A向视图；
图4为图1中B处局部放大视图。
图中：
1.下立柱，2.下立柱法兰盘，3.水平回转减速器，4.动力输出轴法兰盘，5.法兰盘，6.斜撑梁，7.上立柱，8.槽钢段，9.支撑梁轴管，10.连接板，11.横向檩条，12.轴承座，15.转动轴连接板，16.托架纵梁，17.托架横梁，18.太阳能电池板组件，19.托架转动轴管，20.连接头，21.垂直回转减速器。
具体实施方式：
下面结合附图详细描述本发明：
如图1-4所示，本装置包括采用现有技术的下立柱1，由托架纵梁16、托架横梁17、横向檩条11构成的太阳能电池板组件18托架；还包括采用现有技术的主控制器、太阳能电池板组件18、太阳能电池板与控制器电连接的传感器、水平回转减速器电机、垂直回转减速器电机、水平回转减速器3、垂直回转减速器21；所述主控制器通过连线分别与水平回转减速器电机、垂直回转减速器电机、太阳能电池板、控制器电连接的传感器连接；本装置在下立柱法兰盘2上固定连接有水平回转减速器3，上立柱7下端的法兰盘5固定在水平回转减速器3的动力输出轴法兰盘4上，上立柱7上端的法兰盘5通过连接板固定有支撑梁轴管9，为加强上立柱7的支撑能力，在上立柱7的两侧面与支撑梁轴管9的下面设有斜撑梁6；斜撑梁6通过在斜撑梁6的两头分别固定有连接板10，上立柱7在与连接板10相配段焊固有槽钢段8，槽钢段8的槽口分别朝向上立柱7焊固；斜撑梁6下头所焊固的连接板10与槽钢段8、斜撑梁6上头所焊固的连接板10与支撑梁轴管9分别用螺栓连接固定，采用用螺栓连接方法进行固定，可防止如采用焊接固定引起支撑梁轴管9焊接变形；在支撑梁轴管9的中部配有垂直回转减速器21，在支撑梁轴管9的两头分别配有轴承座12，一对托架转动轴管19的一端通过连接头20分别与垂直回转减速器21的左右两动力输出轴相连接，一对托架转动轴管19的另一端分别配入两轴承座12，并伸出两轴承座12体外分别固定在两个转动轴连接板15的内侧面；两轴承座12内与一对托架转动轴管19外周分别所配的轴承为带紧定套调心滚子轴承；两个转动轴连接板15分别固定在两根托架纵梁16的内侧面；托架纵梁16的横截面呈“E”字状，托架横梁17固定在托架纵梁16的上面，横向檩条11的两头固定在托架纵梁16的下面；本装置的电控系统，采用现有技术常规的电控系统，在此不再详述；
工作过程及工作原理
使用时，将该装置安装到选址处，使太阳能光伏组件安装为南北朝向，当太阳从东方升起时，在主控制器的作用下，通过太阳能电池板与控制器电连接的传感器，水平回转减速器3上的电机得电工作，使蜗杆带动蜗轮转动从而驱动立柱7及其上的组件随太阳升起位移在水平方向上运转；当太阳逐步升高，垂直回转减速器21上的电机得电工作，垂直回转减速器21的两动力输出轴分别带动两根托架转动轴管19转动，从而包括托架转动轴管19结合件以上的托架纵梁16、托架横梁17、横向檩条11所构成的托架，和托架上所配的太阳能电池板组件18，在随太阳水平转动的同时在竖直俯仰方向实现自动旋转，最终实现双轴自动跟踪，可在最大程度上保证太阳能电池板与太阳光光线的始终垂直。

Claims (3)

1.一种双轴回转自动跟踪太阳能装置，包括下立柱（1），由托架纵梁（16）、托架横梁（17）、横向檩条（11）构成的太阳能电池板组件（18）托架；包括主控制器、太阳能电池板组件（18）、太阳能电池板与控制器电连接的传感器、水平回转减速器电机、垂直回转减速器电机、水平回转减速器（3）、垂直回转减速器（21）；所述主控制器通过连线分别与水平回转减速器电机、垂直回转减速器电机、太阳能电池板、控制器电连接的传感器连接，其特征在于：在下立柱法兰盘（2）上固定连接有水平回转减速器（3），上立柱（7）下端的法兰盘（5）固定在水平回转减速器（3）的动力输出轴法兰盘（4）上，上立柱（7）上端的法兰盘（5）通过连接板固定有支撑梁轴管（9），且在上立柱（7）的两侧面与支撑梁轴管（9）的下面设有斜撑梁（6）；在支撑梁轴管（9）的中部配有垂直回转减速器（21），在支撑梁轴管（9）的两头分别配有轴承座（12），一对托架转动轴管（19）的一端通过连接头（20）分别与垂直回转减速器（21）的左右两动力输出轴相连接，一对托架转动轴管（19）的另一端分别配入两轴承座（12），并伸出两轴承座（12）体外分别固定在两个转动轴连接板（15）的内侧面；两个转动轴连接板（15）分别固定在两根托架纵梁（16）的内侧面；托架纵梁（16）的横截面呈“E”字状，托架横梁（17）固定在托架纵梁（16）的上面，横向檩条（11）的两头固定在托架纵梁（16）的下面。
2.根据权利要求1所述的一种双轴回转自动跟踪太阳能发电装置，其特征在于：斜撑梁（6）通过在斜撑梁（6）的两头分别固定有连接板（10），上立柱（7）在与连接板（10）相配段焊固有槽钢段（8），槽钢段（8）的槽口分别朝向上立柱（7）焊固；斜撑梁（6）下头所焊固的连接板（10）与槽钢段（8）、斜撑梁（6）上头所焊固的连接板（10）与支撑梁轴管（9）分别用螺栓连接。
3.根据权利要求1所述的一种双轴回转自动跟踪太阳能发电装置，其特征在于：两轴承座（12）内与一对托架转动轴管（19）外周分别所配的轴承为带紧定套调心滚子轴承。
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