CN102621996A - 联动式单轴太阳能追踪器系统及其转动传动机构 - Google Patents

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Abstract

本发明所要解决的技术问题是提供一种系统成本低的联动式单轴太阳能追踪器系统及其转动传动系统,同时降低不平坦地形、大转角范围和温度变形累积方面的应用局限。本发明的转动传动机构包括至少一个传动单元,该传动单元包括相邻的两根转轴、该两根转轴上的转动支架以及连接该两根转轴上的转动支架的拉力传动件;各转轴上设置一列追踪器;所述各传动单元中,两根转轴上的拉力传动件与两根转轴上的转动支架在一个平面,该平面与两根转轴组成的平面垂直,且两根转轴上的拉力传动件对称分布在两根转轴组成的平面的两相对侧并彼此离开;追踪器阵列中的任意相邻两根转轴间设置成该传动单元。

Description

联动式单轴太阳能追踪器系统及其转动传动机构技术领域
[0001] 本发明涉及太阳能应用装置,特别是涉及一种同步驱动多个太阳能装置跟随太阳转动的联动式单轴太阳能追踪器系统及其转动传动机构。
背景技术
[0002] 随着能源需求的持续增长,传统能源成本不断上升且对环境的负面影响越来越大,太阳能等可再生能源成为解决可持续性发展的关键选项。太阳能的优势主要表现在污染少、产能主要在白天与能源需求合拍、资源丰富和能源安全。目前太阳能的主要挑战是成本太高,从而限制了它的广泛 应用。所以如何降低太阳能发电成本成为当今太阳能技术发展的关键。
[0003] 太阳能自动追踪器能帮助太阳能光电或光热装置(如光伏电池板)以更好的入射角接受太阳光照射,是聚光和光热发电系统必不可少的装置;也被广泛应用于太阳能光伏发电系统,用来提高发电效率,降低发电成本。常见的太阳能追踪器以光伏为例大致可分两类,分别为单轴追踪器和双轴追踪器。单轴追踪器以追踪太阳的东西向移动为主,双轴追踪器能同时追踪东西和南北方向的太阳运动。相对于双轴追踪器,单轴追踪器的好处是系统结构简单,在使用很少的追踪成本的基础上即可获得绝大部分追踪带来的好处,从而最有效地降低太阳能生产成本。
[0004] 传统的太阳能单轴追踪器一般每个追踪器或每行追踪器采用一个马达和一个控制器控制运行,每个马达和控制器所能驱动的太阳能板面积有限;因此每个太阳能发电厂需要很多马达和控制器来控制和驱动电厂内的太阳能板,并需要提供这些马达、控制器的电源供应和维护,总的材料、施工和维护成本很高。为降低太阳能追踪器的成本,专利号为6,058,930的美国专利及专利号为7,836,879的美国专利分别提出两种不同的单轴驱动器系统,这两种驱动器系统均采用连杆联接方式用一个马达和控制器联动驱动多个太阳能单轴追踪器一起转动,形成一个追踪器阵列,从而降低了马达和控制器的数量,减少了单位面积太阳能板的驱动成本。这两种驱动器系统的主要缺点在于:连杆在工作中要承受压力,而连杆通常都是细长形构件,在达到材料强度以前很容易因受压失稳而受损;而且随着联接机组的增加,风荷载等外加荷载也会很快积累,因此需要采用较大尺寸的连杆或者降低联动机组数量,导致其系统成本依然较高。这两种驱动器系统的其它缺点在于:1)如果太阳能发电厂的地形不平坦有坡度的话,连杆还需要根据每个项目定制,从而增加了设计及施工的难度,增加了材料制作成本及生产工期;2)连杆联动驱动还会产生累积温度变形,导致追踪精度降低;3)而且追踪器的转动角度一般只能在正负45度以内,不能用于更大转动角度的应用。
发明内容
[0005] 针对上述现有技术中存在的缺陷,本发明首先所要解决的技术问题是提供一种系统成本低的联动式单轴太阳能追踪器系统及其转动传动机构,本发明其次还要解决的技术问题是降低联动式追踪器系统及其转动传动机构在不平坦地形、大转角范围和温度变形累积方面的应用局限。[0006] 为解决所述技术问题的一种联动式单轴太阳能追踪器系统,包括构成追踪器阵列的至少两列单轴太阳能追踪器,和联接该至少两列单轴太阳能追踪器的转动传动机构,以及用于驱动各单轴太阳能追踪器转动的驱动装置;所述单轴太阳能追踪器包括转轴及安装在转轴上的太阳能收集装置;每列追踪器均设有至少一个基座,同一列追踪器中的各追踪器的转轴为同一根转轴;每根转轴可转动地安装在对应的基座上,且各转轴的转动轴线相互平行;在各追踪器的转轴上均固定有转动支架,转动支架的转动中心为该转轴;所述转动传动机构包括至少一个传动单元,该传动单元包括相邻的两根转轴、该两根转轴上的转动支架以及连接该两根转轴上的转动支架的拉力传动件;所述各传动单元中,两根转轴上的拉力传动件与两根转轴上的转动支架在一个平面内,该平面与两根转轴所在的平面垂直,且两根转轴上的拉力传动件对称分布在两根转轴所在的平面的两相对侧并彼此离开;追踪器阵列中的任意相邻两根转轴间设置成该传动单元;所述驱动装置与该拉力件传动机构关联,以驱动该拉力件传动机构进而驱动该至少两列单轴太阳能追踪器同步转动。
[0007] 所述联动式单轴太阳能追踪器系统,具有以下有益效果:1)追踪器的风扭矩以及驱动力矩仅在由转动支架及拉力传动件组成的拉力环中产生拉力,而不会产生压力,因此拉力传动件可以采用常用的钢丝索、链条和皮带或刚性件或者柔性件与刚性件的组合,承担同样扭矩荷载所需材料要少于现有技术;2)常用的钢丝索等挠性件材料或更小尺寸的刚性件可以很方便地在施工现场切割到需要的长度,可以根据每个项目的需要现场制作,特别适合于太阳能电厂在复杂地形如坡度等地方的应用;3)转轴可以方便实现任意转动角度,特别适用于那些需要大角度追踪的应用场合;4)由于联接在每列追踪器两边的传动带的温度变形相互抵消,不会产生目前连杆技术中的温度变形累积而导致的追踪精度降低的缺点。
[0008] 所述的系统,进一步地:还包括一个平衡拉锚装置,所述平衡拉锚装置设置于追踪器阵列的相反两侧中的一侧,驱动装置设置于追踪器阵列的该相反两侧中的另一侧。
[0009] 所述的系统,进一步地:所述追踪器阵列的相反两侧各设有一个平衡拉锚装置;所述驱动装置位于追踪器阵列中部。
[0010] 所述的系统,进一步地:所述平衡拉锚装置包括平衡拉环、平衡拉索和反力柱,所述平衡拉环与同侧首根转轴套接,所述平衡拉索的一端与平衡拉环固接,另一端锚固在地基上,所述反力柱固定在地基上,其上端抵住平衡拉索。
[0011] 所述的系统,进一步地:所述驱动装置具有用于输出力矩的动力输出轴,该动力输出轴与任一转轴可传动地连接。
[0012] 所述的系统,进一步地:所述驱动装置包括驱动底座和驱动马达,所述驱动底座固定在地基上,且在驱动底座上设有一可转动的驱动轮,该驱动轮的转动轴线离开并平行于各转轴的转动轴线,所述驱动马达安装在驱动底座上,其动力输出轴经齿轮连接驱动轮,所述驱动轮经拉力传动件连接追踪器阵列一侧的首根转轴上的转动支架。
[0013] 所述的系统,进一步地:所述驱动装置包括驱动底座和驱动马达,所述驱动底座固定地基上,所述驱动马达安装在驱动底座上,驱动装置的动力输出轴与任一根转轴同轴固接。[0014] 所述的系统,进一步地:所述驱动装置包括驱动底座和驱动马达,所述驱动底座固定在地基上,且在驱动底座上设有一可转动的驱动轮,该驱动轮位于两根相邻转轴之间,其转动轴线平行于各转轴的转动轴线,所述驱动马达安装在驱动底座上,其动力输出轴经齿轮连接驱动轮,所述驱动轮经拉力传动件连接任一传动单元上的转动支架。
[0015] 所述的系统,进一步地:所述驱动装置包括驱动底座和驱动马达,所述驱动底座固定在地基上,且在驱动底座上设有一可滑动的驱动杆,该驱动杆位于任一传动单元的两根转轴之间,所述驱动马达安装在驱动底座上,其动力输出轴经齿轮及齿条连接驱动杆,与该传动单元的转动支架之间的一根拉力传动件串接。
[0016] 所述的系统,进一步地:所述传动单元的拉力传动件施加了预拉力。
[0017] 所述的系统,进一步地:所述转动支架为转动槽轮,所述转动拉力件为挠性件。
[0018] 所述的系统,进一步地:所述转动支架为刚性臂,所述转动拉力件为挠性件、刚性件或者刚性件和挠性件的任意组合。
[0019] 所述的系统,进一步地:所述转动槽轮为圆形轮,至少部分传动单元的拉力传动件构成一体的环形挠性件。
[0020] 所述的系统,进一步地:所述转动槽轮为非完整圆形轮。
[0021] 所述的系统,进一步地:所述转动槽轮包括轮圈及两根弧形轮条,所述轮圈固定在对应转轴上,所述两根弧形轮条轴对称并固定在轮圈上且相互间隔开,两根弧形轮条的弧轴与对应转轴的轴线重合。
[0022] 所述的系统,进一步地:所述拉力传动件锚固在转动槽轮上,以防止拉力传动件和转动槽轮的接触部位之间打滑。
[0023] 所述的系统,进一步地:所述拉力传动件是环线形的传动带、环线形的传动钢丝绳、环线形的传动链条、环线形的传动钢丝绳和法兰及钢拉杆组成的复合结构、或者任意由传动带、钢丝绳和链条组成的复合结构。
[0024] 所述的系统,进一步地:所述拉力传动件是由拉索、法兰和钢拉杆组成的复合构件,钢拉杆的两端有反向螺纹,或者钢拉杆两端螺纹同向而与钢拉杆连接的两端法兰分别采用反向螺帽。
[0025] 所述的系统,进一步地:所述拉力传动件是线形的传动拉索,连接驱动装置和转动槽轮的传动拉索两端分别锚固在驱动装置的动力输出部件及对应转动槽轮上。
[0026] 所述的系统,进一步地:各转轴均平行于水平面,或倾斜于水平面,或垂直于水平面。
[0027] 所述的系统,进一步地:每根挠性传动件上均接有用于调节拉力的传动法兰。
[0028] 所述的系统,进一步地:每根平衡拉索上均接有用于调节拉力的拉锚法兰。
[0029] 所述的系统,进一步地:各转轴上的转动支架均通过法兰固定在对应转轴上。
[0030] 本发明还提供一种联动式单轴太阳能追踪器的转动传动机构,用于联接构成追踪器阵列的至少两列单轴太阳能追踪器,所述单轴太阳能追踪器包括转轴及安装在转轴上的太阳能收集装置;每列追踪器均设有至少一个基座,同一列追踪器中的各追踪器的转轴为同一根转轴;每根转轴可转动地安装在对应的基座上,且各转轴的转动轴线相互平行;在各追踪器的转轴上均固定有转动支架,转动支架的转动中心为该转轴所述转动传动机构包括至少一个传动单元,该传动单元包括相邻的两根转轴、该两根转轴上的转动支架以及连接该两根转轴上的转动 支架的拉カ传动件;所述各传动单元中,两根转轴上的拉カ传动件与两根转轴上的转动支架在ー个平面内,该平面与两根转轴所在的平面垂直,且两根转轴上的拉カ传动件对称分布在两根转轴所在的平面的两相对侧并彼此离开;追踪器阵列中的任意相邻两根转轴间设置成该传动単元。
[0031]
附图说明
[0032]图I是本发明第一实施例的联动式单轴太阳能追踪器系统的俯视结构示意图。
[0033]图2是本发明第一实施例的联动式单轴太阳能追踪器系统的侧视结构示意图。
[0034] 图3是本发明第一实施例的联动式单轴太阳能追踪器系统的侧视分解示意图。
[0035] 图4是本发明第二实施例的联动式单轴太阳能追踪器系统的侧视分解示意图。
[0036]图5是本发明第四实施例的联动式单轴太阳能追踪器系统的转动槽轮及传动部件的结构示意图。
[0037]图6是本发明第五实施例的联动式单轴太阳能追踪器系统的转动槽轮及传动部件的结构示意图。
[0038]图7是本发明第六实施例的联动式单轴太阳能追踪器系统的俯视结构示意图。
[0039]图8是本发明第六实施例的联动式单轴太阳能追踪器系统的侧视结构示意图。
[0040]图9是本发明第七实施例的联动式单轴太阳能追踪器系统的俯视结构示意图。
[0041]图10是本发明第八实施例的联动式单轴太阳能追踪器系统的俯视结构示意图。
[0042]图11是本发明第八实施例的联动式单轴太阳能追踪器系统的侧视结构示意图。
[0043]图12是本发明第九实施例的联动式单轴太阳能追踪器系统的侧视结构示意图。
[0044]图13A是本发明第十实施例的联动式单轴太阳能追踪器系统的侧视结构示意图。
[0045]图13B是本发明第十实施例的联动式单轴太阳能追踪器系统的分解示意图。
[0046]
具体实施方式
[0047] 以下结合附图说明对本发明的实施例作进ー步详细描述,但本实施例并不用于限制本发明,凡是采用本发明的相似结构及其相似变化,均应列入本发明的保护范围。
[0048] 在后述各实施例中,不同之处主要在于传动机构、传动机构与驱动装置的关联方式、以及传动机构在阵列中的位置。传动机构的传动部件可以是各种形式的挠性件或非挠性件传动部件,例如常见的各种传动帯、传动链、传动绳,以及这些挠性材料与钢拉杆等组成的复合结构,其材质可以是纤维或金属,只要是可用于传递拉カ的拉カ件均可用作本发明的实施例的传动部件,对应地传动机构的转动支架可以是例如常见的带传动机构的带轮,还可以是不完整圆形的传动轮,也可以是不带槽的传动轮,例如挠性件和转动槽轮不是摩擦传动而是通过齿啮合传动,只要是可以用于配合挠性件传动部件传递カ矩的转动部件均可作为转动槽轮,转动支架还可以是刚性臂。
[0049] 如图I-图3所示,本发明第一实施例所提供的一种联动式单轴太阳能追踪器系统,包括多个单轴太阳能追踪器,及用于驱动各单轴太阳能追踪器转动的驱动装置10,所述单轴太阳能追踪器包括转轴及安装在转轴上的太阳能收集装置11;在该例中,各单轴太阳能追踪器从西至东排列成多行、从南朝北排列成多列的追踪器阵列;每个追踪器列均设有至少ー个基座14,同一追踪器列中的各追踪器共用同一根转轴12,并可以绕该轴转动。
[0050] 各基座14分别固定在地基15上,每根转轴12转动安装在本列的各基座14上,且各转轴12的转动轴线相互平行。
[0051] 每根转轴12上均固定有ー转动槽轮13,每两根相邻转轴12上的转动槽轮13均通过传动部件16相互传动联接。每两根相邻转轴12上、其上的转动槽轮13以及连接它们的传动部件16构成ー个传动単元。传动机构包括多个该传动单元,这些传动单元是串接在一起,并从驱动装置10相邻的传动单元开始,在前的传动单元依次带动在后的传动单元。
[0052] 联动式单轴太阳能追踪器系统的ー实施例还包括ー个平衡拉锚装置,所述驱动装 置设于追踪器阵列的东侧,平衡拉锚装置设于追踪器阵列的西侧,以防止西侧首个追踪器行倾覆及产生过大的应力。
[0053] 联动式单轴太阳能追踪器系统的ー实施例中,平衡拉锚装置包括平衡拉环170、平衡拉索171和反力柱172,所述平衡拉环170与同侧首根转轴12套接,所述平衡拉索171的一端与平衡拉环170固接,另一端锚固在地基15上,所述反カ柱172固定在地基15上,其上端抵住平衡拉索171 ;所述平衡拉索171上接有用于调节拉カ的拉锚法兰173。
[0054] 所述驱动装置包括驱动底座101和驱动马达102,所述驱动底座101固定在地基15上,且在驱动底座101上设有ー转动的驱动轮103,该驱动轮103的转动轴线平行于各转轴12的转动轴线,所述驱动马达102安装在驱动底座101上,其动カ输出轴经齿轮连接驱动轮103,所述驱动轮103经传动部件16连接同侧首根转轴12上的转动槽轮13。
[0055] 本发明第一实施例中,所述转动槽轮13为圆形轮,所述传动部件16是环线形的传动带,所述转动槽轮13及驱动轮103上均设有供传动带嵌入的槽沟,且各转动槽轮及驱动轮上的槽沟沟壁均为粗糙面,连接驱动轮和转动槽轮的传动带经驱动轮及对应转动槽轮上的槽沟绕设在驱动轮及对应转动槽轮上,连接相邻转动槽轮的各传动带各经对应转动槽轮的槽沟绕设在对应转动槽轮上,每根传动带上均接有用于调节拉カ的传动法兰,每根传动带均可通过拧紧传动法兰调整预拉力,以防止传动带在槽沟内打滑。
[0056] 如图4所示,本发明第二实施例所提供的一种联动式单轴太阳能追踪器系统与本发明第一实施例之间的区别特征在于传动単元的拉カ传动件不同。
[0057] 本发明第二实施例中,转动支架或转动槽轮为圆形轮,拉カ传动件是环线形的传动钢丝绳26,所述转动槽轮上及驱动轮上均设有供传动钢丝绳26嵌入的槽沟,连接驱动轮和转动槽轮的传动钢丝绳26分别沿驱动轮上的槽沟及对应转动槽轮上的槽沟,绕驱动轮及对应转动槽轮至少ー圈;连接相邻转动槽轮的各传动钢丝绳26分别沿对应转动槽轮上的槽沟,绕对应转动槽轮至少ー圈;每根传动钢丝绳上均接有用于调节拉カ的传动法兰,每根传动钢丝绳均可通过拧紧传动法兰调整预拉力,以防止传动钢丝绳在槽沟内打滑。
[0058] 本发明第三实施例所提供的一种联动式单轴太阳能追踪器系统与本发明第一实施例之间的区别在于传动单元的转动支架及拉カ传动件以及驱动传动机构的驱动轮不同。
[0059] 本发明第三实施例中,转动槽轮或转动支架为圆形轮,拉カ传动件是环线形的传动链条,所述转动槽轮及驱动轮上均设有与传动链条相配合的外齿;连接驱动轮和转动槽轮的传动链条分别绕设于驱动轮及对应转动槽轮的外齿上,连接相邻转动槽轮的各传动链条分别绕设于对应转动槽轮的外齿上。[0060] 如图5所示,本发明第四实施例所提供的一种联动式单轴太阳能追踪器系统与本发明第一实施例之间的区别在于传动单元的转动槽轮、驱动轮及传动部件不同。
[0061] 本发明第四实施例中,所述转动槽轮或转动支架是非完整圆轮,所述拉カ传动件是线形的传动拉索46,所述转动槽轮包括轮圈4132及两根弧形轮条4131,所述轮圈4132经法兰固定在对应转轴42上,所述两根弧形轮条4131轴对称固定在轮圈4132上且相互分离,两根弧形轮条4131的弧轴与对应转轴42的轴线重合;所述驱动轮及转动槽轮的每根弧形轮条上均设有锚固支座及供传动拉索46嵌入的槽沟;对很多太阳能应用来说,太阳能收集装置需要转动的范围在正负60度之内,因此采用非完整圆轮作为转动槽轮能节省材料。
[0062] 所述传动拉索46的两端各固接一螺纹杆461,每根螺纹杆461上均设有一与其螺纹连接的锚固螺栓,连接驱动轮和转动槽轮的传动拉索46分别嵌入驱动轮和对应转动槽轮上的槽沟内,其两端通过螺纹杆461及锚固螺栓分别锚固在驱动轮及对应转动槽轮的锚固支座4133上,连接相邻转动槽轮的各传动拉索分别嵌入对应转动槽轮上的槽沟内,且各传动拉索的两端通过螺纹杆及锚固螺栓分别锚固在对应转动槽轮的锚固支座上;每根传动拉索均可通过螺纹杆及锚固螺栓调整预拉力。这样用于调节拉カ的传动法兰就可以省棹。本实施例的主要特征是传动拉索46通过锚固在固定在转动槽轮上的锚固支座4133上,拉索与转动槽轮之间不会产生相对滑动。
[0063] 本实施例中的传动拉索46可以全部是挠性的材料,如钢丝绳,也可以是挠性钢丝绳463、传动法兰464和刚性材料如钢拉杆462组成的复合结构。钢丝绳的两端有与其紧密连接的锚固螺栓4631,分别固定在轮槽的锚固支座4133和传动法兰464上;钢拉杆的两端分别有螺纹4621和4622,它们采用反向螺纹分别与传动法兰464连接;或者螺纹4621和4622采用同向螺纹,而两端传动法兰464采用反向螺帽。
[0064] 如图6所示,本发明第五实施例所提供的一种联动式单轴太阳能追踪器系统与本发明第一实施例之间的区别在于传动单元的转动支架或转动槽轮及拉カ传动件、驱动传动机构的驱动轮不同。
[0065] 本发明第五实施例中,所述转动支架或转动槽轮是非完整圆轮,所述拉カ传动件是环线形的传动钢丝绳56,所述转动槽轮包括轮圈5132及两根弧形轮条5131,所述轮圈5132经法兰固定在对应转轴52上,所述两根弧形轮条5131轴对称固定在轮圈5132上且相互分离,两根弧形轮条5131的弧轴与对应转轴52的轴线重合;所述驱动轮及转动槽轮的每根弧形轮条上均设有供传动钢丝绳56嵌入的槽沟;连接驱动轮和转动槽轮的传动钢丝绳56经驱动轮及对应转动槽轮上的槽沟绕设在驱动轮及对应转动槽轮上,连接相邻转动槽轮的各传动钢丝绳56各经对应转动槽轮上的槽沟绕设在对应转动槽轮上;当转轴带动转动槽轮转动时,转动槽轮的弧形轮条5131的端部对传动钢丝绳56产生剪切力,从而防止传动钢丝绳56与转动槽轮发生相对滑动,为避免转动槽轮的弧形轮条端部对传动钢丝绳产生剪切力产生过大的应力集中,转动槽轮的每根弧形轮条端部均为圆头,以提供转动曲率平滑过渡。
[0066] 如图7-图8所示,本发明第六实施例所提供的一种联动式单轴太阳能追踪器系统,包括多个单轴太阳能追踪器,及用于驱动各单轴太阳能追踪器转动的驱动装置60,所述单轴太阳能追踪器包括转轴及安装在转轴上的太阳能收集装置61 ;各单轴太阳能追踪器沿南北轴从西至东排列成追踪器阵列;每个追踪器列均设有至少两个基座64,同一追踪器列中的各追踪器共用同一根转轴62。
[0067] 各基座64分别固定在地基65上,每根转轴62转动安装在本列的各基座64上,且各转轴62的转动轴线相互平行。
[0068] 每根转轴62上均固定有ー转动槽轮63,每两根相邻转轴62上的转动槽轮63均通过传动部件66相互传动联接。
[0069] 本发明第六实施例中,所述追踪 器阵列的东西两侧各设有ー个平衡拉锚装置;所述驱动装置60位于追踪器阵列中部。
[0070] 所述平衡拉锚装置包括平衡拉环、平衡拉索671和反力柱672,每个平衡拉环与同侧首根转轴62套接,每根平衡拉索671的一端与本装置的平衡拉环固接,另一端锚固在地基65上,所述反カ柱672固定在地基65上,其上端抵住本装置的平衡拉索671,所述平衡拉索671上接有用于调节拉カ的拉锚法兰673。
[0071] 所述驱动装置包括驱动底座601和驱动马达602,所述驱动底座601固定在地基65上,且在驱动底座601上设有ー东西滑动的驱动杆603,该驱动杆603位于两根相邻转轴62之间,所述驱动马达602安装在驱动底座601上,其动カ轴经齿轮及齿条连接驱动杆603,所述驱动杆603与两根相邻转轴62上的转动槽轮63之间的挠性传动部件66串接。
[0072] 如图9所示,本发明第七实施例所提供的ー种联动式单轴太阳能追踪器系统,包括多个单轴太阳能追踪器,及用于驱动各单轴太阳能追踪器转动的驱动装置70,所述单轴太阳能追踪器包括转轴及安装在转轴上的太阳能收集装置71 ;各单轴太阳能追踪器沿南北轴从西至东排列成追踪器阵列;每个追踪器列均设有至少两个基座,同一追踪器列中的各追踪器共用同一根转轴72。
[0073] 各基座分别固定在地基上,每根转轴72转动安装在本列的各基座上,且各转轴72的转动轴线相互平行。
[0074] 每根转轴72上均固定有ー转动槽轮73,每两根相邻转轴72上的转动槽轮73均通过传动部件相互传动联接。
[0075] 本发明第七实施例还包括ー个平衡拉锚装置,所述平衡拉锚装置设于追踪器阵列的西侧,驱动装置设于追踪器阵列的东侧。
[0076] 所述平衡拉锚装置包括平衡拉环、平衡拉索和反力柱,所述平衡拉环与同侧首根转轴套接,所述平衡拉索的一端与平衡拉环固接,另一端锚固在地基上,所述反カ柱固定在地基上,其上端抵住平衡拉索;所述平衡拉索上接有用于调节拉カ的拉锚法兰。
[0077] 所述驱动装置包括驱动底座和驱动马达,所述驱动底座固定地基上,所述驱动马达安装在驱动底座上,其动カ轴与同侧首根转轴72同轴固接。
[0078] 如图10-图11所示,本发明第八实施例所提供的一种联动式单轴太阳能追踪器系统,包括多个单轴太阳能追踪器,及用于驱动各单轴太阳能追踪器转动的驱动装置80,所述单轴太阳能追踪器包括转轴及安装在转轴上的太阳能收集装置81 ;各单轴太阳能追踪器沿南北轴从西至东排列成追踪器阵列;每个追踪器列均设有至少两个基座84,同一追踪器列中的各追踪器共用同一根转轴82。
[0079] 各基座84分别固定在地基85上,每根转轴82转动安装在本列的各基座84上,且各转轴82的转动轴线相互平行。
[0080] 每根转轴82上均固定有ー转动槽轮83,每两根相邻转轴82上的转动槽轮83均通过传动部件86相互传动联接
[0081] 本发明第八实施例中,所述追踪器阵列的东西两侧各设有ー个平衡拉锚装置;所述驱动装置80位于追踪器阵列中部。
[0082] 所述平衡拉锚装置包括平衡拉环、平衡拉索871和反力柱872,每个平衡拉环与同侧首根转轴82套接,每根平衡拉索871的一端与本装置的平衡拉环固接,另一端锚固在地基85上,所述反カ柱872固定在地基85上,其上端抵住本装置的平衡拉索871,所述平衡拉索871上接有用于调节拉カ的拉锚法兰873。
[0083] 所述驱动装置包括驱动底座801和驱动马达802,所述驱动底座801固定地基85上,所述驱动马达802安装在驱动底座801上,其动カ轴与追踪器阵列中部的一根转轴82同轴固接。
[0084] 如图12所示,本发明第九实施例所提供的ー种联动式单轴太阳能追踪器系统,包括多个单轴太阳能追踪器,及用于驱动各单轴太阳能追踪器转动的驱动装置,所述单轴太阳能追踪器包括转轴及安装在转轴上的太阳能收集装置91 ;各单轴太阳能追踪器沿南北轴从西至东排列成追踪器阵列;每个追踪器列均设有至少两个基座94,同一追踪器列中的各追踪器共用同一根转轴92。
[0085] 各基座94分别固定在地基95上,每根转轴92转动安装在本列的各基座94上,且各转轴92的转动轴线相互平行。
[0086] 每根转轴92上均固定有ー转动槽轮93,每两根相邻转轴92上的转动槽轮93均通过传动部件96相互传动联接。
[0087] 本发明第九实施例中,所述追踪器阵列的东西两侧各设有ー个平衡拉锚装置;所述驱动装置位于追踪器阵列中部。
[0088] 所述平衡拉锚装置包括平衡拉环、平衡拉索971和反力柱972,每个平衡拉环与同侧首根转轴92套接,每根平衡拉索971的一端与本装置的平衡拉环固接,另一端锚固在地基95上,所述反カ柱972固定在地基95上,其上端抵住本装置的平衡拉索971,所述平衡拉索971上接有用于调节拉カ的拉锚法兰973。
[0089] 所述驱动装置包括驱动底座901和驱动马达902,所述驱动底座901固定在地基95上,且在驱动底座901上设有ー转动的驱动轮903,该驱动轮903位于两根相邻转轴92之间,其转动轴线平行于各转轴92的转动轴线,所述驱动马达902安装在驱动底座901上,其动カ输出轴经齿轮连接驱动轮903,所述驱动轮903经传动部件96连接两根相邻转轴92上的转动槽轮93。
[0090] 本发明还存在其他的实施方式,例如驱动部分可采用前述任意驱动部分相同,而对传动単元进ー步进行变化,例如将挠性的拉カ传动件替换为刚性件,转动槽轮替换为刚性臂。下面以图13A和图13B为例进行说明。
[0091] 图13A和图13B示出了本发明的第十实施例。如图13B所示,该实施例中驱动部分1000、平衡部分1001与图8所实施的实施例实质上相同。如图13A所示,传动单元1002包括任意相邻的两根转轴1063,转轴上连接太阳能收集装置1011,各转轴1063上设置的转动支架为突出设置有刚性臂1062,两转轴1063的上、下两侧的刚性臂1062分别通过刚性拉力件1061连接。两刚性臂1062沿两转轴1063确定的平面实质上对称分布。传动单元运转时,一个传动単元的运行原理与平行四边形机构实质上相同,刚性臂1062的扭矩臂将会随转角变化;而其他实施例的挠性传动扭矩臂始终相同。
[0092] 本发明各实施例的驱动装置运行时,通过拉カ传动件的传动可以同时驱动多个追踪器行的转轴转动,进行带动多个追踪器行的太阳能收集装置追踪太阳。
[0093] 本发明各实施例中,各太阳能收集装置在转轴上的初始追踪角度可以是全部相同的,也可以是不同的,转轴可以是圆形轴、方形轴、桁架或者其他复合结构。 [0094] 本发明各实施例中,各转轴上的转动支架或转动槽轮均通过法兰固定在对应转轴上,以方便初始拉カ调节,同时不影响太阳能收集装置的初始追踪角度。
[0095] 本发明各实施例中的各转轴都是平行于水平面的,实际应用时也可以倾斜于水平面或垂直于水平面。
[0096] 本发明各实施例中的太阳能收集装置均为光伏太阳能板,实际应用时也可以是光热太阳能板、平面反射镜、抛物面反射镜等其它光伏、光热、聚光设备。
[0097] 本发明各实施例中,各种类型的传动部件及转动槽轮也可以组合使用。

Claims (24)

1. 一种联动式单轴太阳能追踪器系统,包括构成追踪器阵列的至少两列单轴太阳能追踪器,和联接该至少两列单轴太阳能追踪器的转动传动机构,以及用于驱动各单轴太阳能追踪器转动的驱动装置; 所述单轴太阳能追踪器包括转轴及安装在转轴上的太阳能收集装置;每列追踪器均设有至少一个基座,同一列追踪器中的各追踪器的转轴为同一根转轴;每根转轴可转动地安装在对应的基座上,且各转轴的转动轴线相互平行;在各追踪器的转轴上均固定有转动支架,转动支架的转动中心为该转轴; 所述转动传动机构包括至少一个传动单元,该传动单元包括相邻的两根转轴、该两根转轴上的转动支架以及连接该两根转轴上的转动支架的拉力传动件;所述各传动单元中,两根转轴上的拉力传动件与两根转轴上的转动支架在一个平面内,该平面与两根转轴所在的平面垂直,且两根转轴上的拉力传动件对称分布在两根转轴所在的平面的两相对侧并彼此离开;追踪器阵列中的任意相邻两根转轴间设置成该传动单元; 所述驱动装置与该拉力件传动机构关联,以驱动该拉力件传动机构进而驱动该至少两列单轴太阳能追踪器同步转动。
2.根据权利要求I所述的系统,其特征在于:还包括一个平衡拉锚装置,所述平衡拉锚装置设置于追踪器阵列的相反两侧中的一侧,驱动装置设置于追踪器阵列的该相反两侧中的另一侧。
3.根据权利要求I所述的系统,其特征在于:所述追踪器阵列的相反两侧各设有一个平衡拉锚装置;所述驱动装置位于追踪器阵列中部。
4.根据权利要求2或3所述的系统,其特征在于:所述平衡拉锚装置包括平衡拉环、平衡拉索和反力柱,所述平衡拉环与同侧首根转轴套接,所述平衡拉索的一端与平衡拉环固接,另一端锚固在地基上,所述反力柱固定在地基上,其上端抵住平衡拉索。
5.根据权利要求I所述的系统,其特征在于:所述驱动装置具有用于输出力矩的动力输出轴,该动力输出轴与任一转轴可传动地连接。
6.根据权利要求5所述的系统,其特征在于:所述驱动装置包括驱动底座和驱动马达,所述驱动底座固定在地基上,且在驱动底座上设有一可转动的驱动轮,该驱动轮的转动轴线离开并平行于各转轴的转动轴线,所述驱动马达安装在驱动底座上,其动力输出轴经齿轮连接驱动轮,所述驱动轮经拉力传动件连接追踪器阵列一侧的首根转轴上的转动支架。
7.根据权利要求5所述的系统,其特征在于:所述驱动装置包括驱动底座和驱动马达,所述驱动底座固定地基上,所述驱动马达安装在驱动底座上,驱动装置的动力输出轴与任一根转轴同轴固接。
8.根据权利要求5所述的系统,其特征在于:所述驱动装置包括驱动底座和驱动马达,所述驱动底座固定在地基上,且在驱动底座上设有一可转动的驱动轮,该驱动轮位于两根相邻转轴之间,其转动轴线平行于各转轴的转动轴线,所述驱动马达安装在驱动底座上,其动力输出轴经齿轮连接驱动轮,所述驱动轮经拉力传动件连接任一传动单元上的转动支架。
9.根据权利要求I所述的系统,其特征在于:所述驱动装置包括驱动底座和驱动马达,所述驱动底座固定在地基上,且在驱动底座上设有一可滑动的驱动杆,该驱动杆位于任一传动单元的两根转轴之间,所述驱动马达安装在驱动底座上,其动力输出轴经齿轮及齿条连接驱动杆,与该传动单元的转动支架之间的一根拉力传动件串接。
10.根据权利要求I所述的系统,其特征在于:所述传动单元的拉力传动件施加了预拉力。
11.根据权利要求I所述的系统,其特征在于:所述转动支架为转动槽轮,所述转动拉力件为接性件。
12.根据权利要求I所述的系统,其特征在于:所述转动支架为刚性臂,所述转动拉力件为挠性件、刚性件或者刚性件和挠性件的任意组合。
13.根据权利要求11所述的系统,其特征在于:所述转动槽轮为圆形轮,至少部分传动单元的拉力传动件构成一体的环形挠性件。
14.根据权利要求11所述的系统,其特征在于:所述转动槽轮为非完整圆形轮。
15.根据权利要求14所述的系统,其特征在于:所述转动槽轮包括轮圈及两根弧形轮条,所述轮圈固定在对应转轴上,所述两根弧形轮条轴对称固定在轮圈上且相互间隔开,两根弧形轮条的弧轴与对应转轴的轴线重合。
16.根据权利要求11所述的系统,其特征在于:所述拉力传动件锚固在转动槽轮上,以防止拉力传动件和转动槽轮的接触部位之间打滑。
17.根据权利要求11所述的系统,其特征在于:所述拉力传动件是环线形的传动带、环线形的传动钢丝绳、环线形的传动链条、环线形的传动钢丝绳和法兰及钢拉杆组成的复合结构、或者任意由传动带、钢丝绳和链条组成的复合结构。
18.根据权利要求17所述的系统,其特征在于:所述拉力传动件是由拉索、法兰和钢拉杆组成的复合构件,钢拉杆的两端有反向螺纹,或者钢拉杆两端螺纹同向,而与钢拉杆连接的两端法兰分别采用反向螺帽。
19.根据权利要求16所述的系统,其特征在于:所述拉力传动件是线形的传动拉索,连接驱动装置和转动槽轮的传动拉索两端分别锚固在驱动装置的动力输出部件及对应转动槽轮上。
20.根据权利要求I所述的系统,其特征在于:各转轴均平行于水平面,或倾斜于水平面,或垂直于水平面。
21.根据权利要求I所述的系统,其特征在于:每根挠性传动件上均接有用于调节拉力的传动法兰。
22.根据权利要求4所述的系统,其特征在于:每根平衡拉索上均接有用于调节拉力的拉锚法兰。
23.根据权利要求I所述的系统,其特征在于:各转轴上的转动支架均通过法兰固定在对应转轴上。
24. 一种联动式单轴太阳能追踪器的转动传动机构,用于联接构成追踪器阵列的至少两列单轴太阳能追踪器,所述单轴太阳能追踪器包括转轴及安装在转轴上的太阳能收集装置;每列追踪器均设有至少一个基座,同一列追踪器中的各追踪器的转轴为同一根转轴;每根转轴可转动地安装在对应的基座上,且各转轴的转动轴线相互平行;在各追踪器的转轴上均固定有转动支架,转动支架的转动中心为该转轴; 所述转动传动机构包括至少一个传动单元,该传动单元包括相邻的两根转轴、该两根转轴上的转动支架以及连接该两根转轴上的转动支架的拉力传动件;所述各传动单元中,两根转轴上的拉力传动件与两根转轴上的转动支架在一个平面内,该平面与两根转轴所在的平面垂直,且两根转轴上的拉力传动件对称分布在两根转轴所在的平面的两相对侧并彼此离开; 追踪器阵列中的任意相邻两根转轴间设置成该传动单元。
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