CN103259457A - 一种追日型太阳能发电系统支架 - Google Patents

一种追日型太阳能发电系统支架 Download PDF

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徐振华
李刚
杨晓君
姜言森
张春艳
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Abstract

本发明提供了一种追日型太阳能发电系统支架，该支架可以实现沿第一连杆方向和与第一连杆垂直方向，两个方向的转动，经验证这种转动能力的增加带来的系统发电能力增加超过30%，且成本要比单轴追踪系统降低不少于70%。而且采用本发明提供的支架的太阳能发电追日系统，在一天之内看是单轴追日系统，从全年来看是双轴追日系统，进而可以降低系统的发电成本，促进太阳能发电的应用，产生极大的经济效益和社会效益。

Description

一种追日型太阳能发电系统支架
技术领域
　　本发明涉及的是一种太阳能发电系统支架，尤其是一种追日型太阳能发电系统支架。
背景技术
常用的固定型的太阳能发电系统支架，由水泥底座、立柱、安装在立柱上的纵梁和安装在纵梁上的横梁组成。安装时，通常将10~20块太阳电板组件串联在一起安装在横梁上，形成一个光伏阵列。阵列的长边与太阳照射来的方向相垂直。
追日型太阳能是指该太阳能的太阳电板能转动，以减小光源太阳的入射角，从而增加单位面积吸收的直射光能量。常见的追日型太阳能发电系统，分为主动型和被动型，被动型系统采用程序控制预设的值调整太阳能发电装置的朝向，主动型系统采用感光元件实时控制太阳能发电装置的朝向。追日系统按照转向的能力又可分为单轴型和双轴型。单轴型追日系统仅可在一个平面内转动，双轴系统采用两个传动装置，可以转动到任何朝向。单轴系统比起固定安装角度的常用太阳能发电系统发电能力提升35%以上，采用双轴的系统可以进一步提升发电能力6%左右。
追日发电系统常采用单立柱的结构，对支架结构强度的要求高，因而成本较固定系统要高。常用的固定系统安装成本低，结构简单，但由于其固定的朝向，发电能力偏低。
发明内容
本发明的目的就是针对固定系统提供的一种改进支架，使得原固定型太阳能发电系统可在增加小额成本的情况下，明显提升太阳能发电系统的发电能力，实现降低发电成本的综合效益。
本方案是通过如下技术措施来实现的：
本发明提供的一种追日型太阳能发电系统支架，包括水泥底座、4个立柱、两根安装在立柱上的第一连杆和两根安装在第一连杆上的第二连杆，其中第二连杆长度不小于第一连杆的长度，两根第一连杆互相平行，两根第二连杆也互相平行，第二连杆和第一连杆直接固定连接，围成矩形，用来安装太阳电板，该矩形结构在立柱升降时不发生形变。两根第一连杆一共4个杆端分别和4个立柱活动连接，立柱底部为液压式或者螺杆式的升降装置，采用液压式升降装置时，液压装置内部的承载液总量保持不变，通过液压泵和开关阀分配立柱底部承压液的含量来实现立柱的升降，该升降装置可与主动型追日太阳能驱动系统相配合，也可与被动型追日太阳能驱动系统相配合，支架安装时，第一横杆垂直于冬至正午太阳入射方向，使得支架能再平行于第一连杆方向上能转动更大角度，当第一连杆两侧立柱高度差为第一连杆长度的二分之一时，即可形成30°的倾角，在一天之内太阳照射的纬度角基本保持不变，所以，支架只实现单轴追踪即可，针对不同季节是，太阳的不同纬度角来调整第二连杆两侧的高度差即可实现双轴追踪的目的。
本发明的有益效果为：本发明提供的追日型太阳能发电系统支架可以实现沿第一连杆方向和与第一连杆垂直方向，两个方向的转动，经验证这种转动能力的增加带来的系统发电能力增加超过30%，且成本要比单轴追踪系统降低不少于70%。而且采用本发明提供的支架的太阳能发电追日系统，在一天之内看是单轴追日系统，从全年来看是双轴追日系统，进而可以降低系统的发电成本，促进太阳能发电的应用，产生极大的经济效益和社会效益。
由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
附图说明   
图1为固定型太阳能发电系统直接示意图。
图2为本发明具体实施方式的结构示意图。
图3为图2的液压升降装置剖面示意图。
图4为图2中立柱与第一连杆连接方式示意图。
图中，101为水泥底座，102为立柱，103为第一连杆，104为第二连杆，105为太阳电板，201为升降装置，301为内立柱，302为外立柱，303为液压升降腔体，304为承载液，401为第一连杆开槽，402为立柱销钉。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过一个具体实施方式，并结合其附图，对本方案进行阐述。
实施例1
通过附图2、3、4可以看出，本方案的追日太阳能发电系统支架和图1中常用固定型太阳能发电系统支架相比，均包括水泥底座101、4个立柱102、第一连杆103、第二连杆104，所不同的是，常用固定型太阳能发电系统支架中立柱102与水泥底座101间的连接方式一般为灌装的，第一连杆103和立柱102之间为固定连接，而在本发明提供的追日太阳能发电系统支架中，水泥底座101和立柱102之间还设有升降装置201，升降装置201由内立柱301、外立柱302、液压升降腔体303共同构成，液压升降腔体303中有承载液304，立柱102和第一连杆103之间通过设置在第一连杆开槽401中的立柱销钉402实现活动连接。
安装时，所有立柱102的液压升降装置201通过管道连接到带有开关阀的液压泵上，采用被动式的追日控制系统控制液压泵和开关阀。每天早晨有光照时，被动式追日控制系统读取预先存储的当日太阳辐照角度的数据，控制液压泵和开关阀，升降立柱102使得太阳电板105垂直于太阳入射的方向。上午时立柱高度差大，每隔10分钟控制液压开关阀开启，使得立柱102间的承载液304因为压力差而流动，将太阳电板105由倾斜改为水平并始终朝向太阳入射的方向。下午时，每隔10分钟控制液压泵和开关阀的开启和关闭，使得太阳电板105由水平改为倾斜并始终朝向太阳入射的方向。在立柱102升降时，立柱销钉404在第一连杆开槽403内滑动，保证了第一连杆103和第二连杆104组成的矩形结构的稳定性。
由于太阳的纬度角在一天之内基本不变，此系统在一天之内是单轴追踪系统，而不同季度太阳的纬度角是变化的，根据控制系统对于升降装置的控制，支架的长边两侧的高度差在不同日期、月份或季度做微小的调整，所以在一年内看使用了本支架的系统又是双轴跟踪系统。 

Claims (5)

1.一种追日型太阳能发电系统支架，包括有底座（101）、4个可升降的立柱（102）、两根互相平行的第一连杆（103）和两根互相平行的第二连杆（104），所述的第一连杆（103）与第二连杆（104）相垂直，其特征是：所述的立柱底部还设有升降装置（201），所述的第一连杆（103）有4个端部，这4个端部与所述4个立柱活动连接。
2.根据权利要求1所述的一种追日型太阳能发电系统支架，其特征是：所述的升降装置（201）为螺杆式升降装置。
3. 根据权利要求1所述的一种追日型太阳能发电系统支架，其特征是：所述的升降装置（201）为液压式升降装置且通过管道与带有开关阀的液压泵相连。
4.根据权利要求1所述的一种追日型太阳能发电系统支架，其特征是：所述的第一连杆（103）的长度小于所述的第二连杆（104）的长度。
5.根据权利要求1所述的一种追日型太阳能发电系统支架，其特征是：所述第一连杆垂直于冬至日正午太阳入射方向。
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