CN104820442A - 一种盘式光伏跟踪器 - Google Patents

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姚洪光
杜国源
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BENXI SAIZHI INDUSTRIAL Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种盘式光伏跟踪器，包括轨道外圈、轨道内圈、俯仰支撑架、太阳能电池板、俯仰驱动机构、周向驱动机构以及与轨道外圈配合的滑轨；俯仰支撑架与轨道外圈和轨道内圈连接形成一个整体框架结构，该整体框架形成固定部分和活动部分，太阳能电池板与整体框架的活动部分固定连接，俯仰驱动机构固定连接在整体框架结构的固定部分上并能带动活动部分实现俯仰运动；整体框架结构通过轨道外圈与固定在地面上的滑轨配合，通过周向驱动机构驱动整体框架结构带动太阳能电池板实现周向旋转。本发明通过俯仰驱动机构和周向驱动机构使太阳能电池板能够始终正面对着阳光，大大增加了单位土地面积的光伏利用率。

Description

一种盘式光伏跟踪器
技术领域
发明涉及一种光伏跟踪器，具体涉及一种盘式光伏跟踪器，属于太阳能利用技术领域。
背景技术
目前，国际能源问题已成为各国关注焦点。化石能源的有效利用及新能源的开发利用成为科学家们研究重点。在化石燃料日趋减少的情况下，太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分，并不断得到发展。太阳能的利用有被动式利用(光热转换)和光电转换两种方式，太阳能发电是一种新兴的可再生能源。太阳能发电成为目前清洁能源首选。
应中国“十二五”计划“推动能源生产和利用方式变革”。截至2015年，国内装机重量预达到13GW。目前采用的光伏发电装置主要采用：固定式电站、跟踪式电站、家庭式电站、离网式电站等种类。各种大型发电站采用集中式发电，也就是说需要集中占领大量土地面积才能达到集中发电的要求。其中，单轴光伏跟踪电站能提高(相比于固定角度的光伏电站)20-30％的电量。更有利于短期内收回成本。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种盘式光伏跟踪器，能够有效利用广阔平地进行光伏发电，并将电能收集起来后向附近设施供电或向输电网供电，太阳能电池板能够始终正面对着阳光，大大增加了单位土地面积的光伏利用率。
一种盘式光伏跟踪器，包括轨道外圈、轨道内圈、俯仰支撑架、太阳能电池板、俯仰驱动机构、周向驱动机构以及与轨道外圈配合的滑轨；
所述俯仰支撑架与轨道外圈和轨道内圈连接形成一个整体框架结构，该整体框架形成固定部分和活动部分，所述太阳能电池板与整体框架的活动部分固定连接，所述俯仰驱动机构固定连接在整体框架结构的固定部分上并能带动活动部分实现俯仰运动；整体框架结构通过轨道外圈与固定在地面上的滑轨配合，通过周向驱动机构驱动整体框架结构带动所述太阳能电池板实现周向旋转。
进一步地，所述周向驱动机构包括传动链、减速电机和链轮，所述减速电机固定连接在外围的固定基础上，减速电机的输出轴固定连接链轮；所述传动链的两端固定连接在轨道外圈的外圆周面上，所述链轮位于传动链与轨道外圈之间且与传动链相啮合。
进一步地，所述俯仰支撑架包括连杆、固定梁、活动梁和推拉杆，所述固定梁沿横向和纵向固定连接在轨道外圈和轨道内圈之上，所述活动梁通过连杆与所述固定梁活动连接，所述活动梁水平的位于所述固定梁的上方，所述活动梁与连杆之间也为活动连接，所述拉杆的一端与活动梁活动连接，另一端与俯仰驱动机构活动连接；所述太阳能电池板通过支杆和支板与所述活动梁固定连接。
进一步地，所述俯仰驱动机构包括驱动电机、齿轮轴、齿轮、齿条和齿条导轨，所述驱动电机和齿条导轨均固定连接在所述俯仰支撑架的固定梁上，所述齿条齿条导轨为滑动配合，所述驱动电机通过齿轮轴与齿轮固定连接，所述齿轮与齿条互相啮合。
有益效果：
1、本发明的周向驱动机构通过转盘转动的形式实现水平角度转动，驱动采用链条和链轮的形式实现传动，便于实现精确的周向角控制，传动精度高且制造成本低。
2、本发明在极端恶劣条件下通过俯仰驱动机构将电池板水平放置，以减少风沙对电池板的破坏，增加抗风沙能力。雨雪、冰雹天气，电池板竖直摆放，减少冰雹破坏、雪覆盖。当天气晴好时，跟踪器自动恢复成正常跟踪状态。如果需要维护，水平转动，将电池板背向阳光，使光伏发电系统较少甚至不再产生电力，方便工人维修维护。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为本发明水平转动机构的结构示意图；
图4为本发明俯仰机构的结构示意图；
图5为本发明俯仰机构的轴测图。
其中，1-轨道外圈、2-轨道内圈、3-支撑架、4-太阳能电池板、5-俯仰驱动机构、6-传动链、7-减速电机、8-链轮、9-驱动电机、10-齿轮轴、11-齿轮、12-齿条、13-连杆、14-固定梁、15-活动梁、16-推拉杆、17-支杆、18-支板、19-齿条导轨。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
如附图1和2所示，本发明提供了一种盘式光伏跟踪器，包括轨道外圈1、轨道内圈2、俯仰支撑架3、太阳能电池板4、俯仰驱动机构5、周向驱动机构以及与轨道外圈1配合的滑轨；
如附图3所示，所述周向驱动机构包括传动链6、减速电机7和链轮8，所述减速电机7固定连接在外围的固定基础上，减速电机7的输出轴固定连接链轮8；所述传动链6的两端固定连接在轨道外圈1的外圆周面上，所述链轮8位于传动链6与轨道外圈1之间且与传动链8相啮合。
如附图4和5所示，所述俯仰支撑架3包括连杆13、固定梁14、活动梁15和推拉杆16；所述俯仰驱动机构5包括驱动电机9、齿轮轴10、齿轮11、齿条12和齿条导轨19；
所述固定梁14沿横向和纵向固定连接在轨道外圈1和轨道内圈2之上，所述活动梁15通过连杆13与所述固定梁14铰接，所述活动梁15水平的位于所述固定梁14的上方，所述活动梁15与连杆13之间也为铰接，所述拉杆16的一端与活动梁15铰接，另一端与俯仰驱动机构中的齿条12铰接；所述太阳能电池板4通过支杆17和支板18与所述活动梁15固定连接；所述驱动电机9和齿条导轨19均固定连接在所述俯仰支撑架3的固定梁14上，所述齿条12齿条导轨19为滑动配合，所述驱动电机通过齿轮轴10与齿轮11固定连接，所述齿轮11与齿条12互相啮合。
工作原理：当太阳能电池板需要进行周向转动时，减速电机7带动链轮8旋转并将转矩传递给传动链6，由于传动链6的两端固定连接在轨道外圈1上，轨道外圈1又与滑轨为滑动配合，因此通过轨道外圈1带动装置整体实现周向转动；当太阳能电池板需要进行俯仰角变化时，驱动电机9通过齿轮轴10带动齿轮11转动，齿轮11的转动使齿条12沿齿条导轨19水平移动，齿条12的平移通过推拉杆16拉动或推动活动梁15绕活动梁15与固定梁14之间的铰接点实现转动，由此实现太阳能电池板需要进行俯仰角的变化。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种盘式光伏跟踪器，其特征在于，包括：轨道外圈(1)、轨道内圈(2)、俯仰支撑架(3)、太阳能电池板(4)、俯仰驱动机构(5)、周向驱动机构以及与轨道外圈(1)配合的滑轨；
所述俯仰支撑架(3)与轨道外圈(1)和轨道内圈(2)连接形成一个整体框架结构，该整体框架形成固定部分和活动部分，所述太阳能电池板(4)与整体框架的活动部分固定连接，所述俯仰驱动机构(5)固定连接在整体框架结构的固定部分上并能带动活动部分实现俯仰运动；整体框架结构通过轨道外圈(1)与固定在地面上的滑轨配合，通过周向驱动机构驱动整体框架结构带动所述太阳能电池板(4)实现周向旋转。
2.如权利要求1所述的一种盘式光伏跟踪器，其特征在于，所述周向驱动机构包括传动链(6)、减速电机(7)和链轮(8)，所述减速电机(7)固定连接在外围的固定基础上，减速电机(7)的输出轴固定连接链轮(8)；所述传动链(6)的两端固定连接在轨道外圈(1)的外圆周面上，所述链轮(8)位于传动链(6)与轨道外圈(1)之间且与传动链(8)相啮合。
3.如权利要求1所述的一种盘式光伏跟踪器，其特征在于，所述俯仰支撑架(3)包括连杆(13)、固定梁(14)、活动梁(15)和推拉杆(16)，所述固定梁(14)沿横向和纵向固定连接在轨道外圈(1)和轨道内圈(2)之上，所述活动梁(15)通过连杆(13)与所述固定梁(14)活动连接，所述活动梁(15)水平的位于所述固定梁(14)的上方，所述活动梁(15)与连杆(13)之间也为活动连接，所述拉杆(16)的一端与活动梁(15)活动连接，另一端与俯仰驱动机构活动连接；所述太阳能电池板(4)通过支杆(17)和支板(18)与所述活动梁(15)固定连接。
4.如权利要求3所述的一种盘式光伏跟踪器，其特征在于，所述俯仰驱动机构(5)包括驱动电机(9)、齿轮轴(10、)齿轮(11)、齿条(12)和齿条导轨(19)，所述驱动电机(9)和齿条导轨(19)均固定连接在所述俯仰支撑架(3)的固定梁(14)上，所述齿条(12)齿条导轨(19)为滑动配合，所述驱动电机通过齿轮轴(10)与齿轮(11)固定连接，所述齿轮(11)与齿条(12)互相啮合。
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