CN105262420B - 一种可以调整轴倾斜角度的单轴跟踪支架 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种可以调整轴倾斜角度的单轴跟踪支架，用于解决单轴跟踪之间安装、调整、维护不方便的问题，结构上包括可调整高度的立柱、可调整倾斜角度的轴座、可逐日追踪的电池组件固定框架，以及驱动系统和控制系统组成，其中，所述轴座连接在立柱上，所述电池组件固定框架的旋转轴与轴座铰接连接，所述驱动系统驱动电池组件固定框架逐日旋转。本发明能够调节立柱高度和轴倾斜角度，安装时可以依托地势实现从平单轴到斜单轴的转换，具有地形适用性强、结构简单，成本低，便于安装和维护的特点。

Description

一种可以调整轴倾斜角度的单轴跟踪支架

技术领域

本发明涉及太阳能利用设备技术领域，具体地说是一种立柱高度与轴倾斜角度都可调节的单轴跟踪支架。

背景技术

现有的太阳能单轴跟踪系统，主要包括平单轴跟踪系统和斜单轴跟踪系统两种形式。在太阳能电站建设中，采用平单轴跟踪技术，其发电量比最佳角度固定安装的太阳能电站，因纬度、气候和光照条件等不同，大约可以提高10-25％以上，采用斜单轴跟踪技术，其发电量大约可以提高20-30％以上。因此，不同的跟踪技术都可以较大幅度的提高单位面积的太阳能电池组件的发电效率，降低太阳能发电的成本。

但是，近年来，受并网困难和用地紧张的影响，大型地面光伏电站从西北向内地、平原向山地转移，是必然的趋势，复杂地形的电站工程已逐渐成为整个国内市场的主角。山地环境坡度较大、高低不平、朝向各异，所以，在这样的条件下建设光伏电站，与地势平坦地区相比，存在光伏方阵布置与自然环境协调性差，系统匹配损失大等问题，给电站设计工作增添了许多麻烦，增大了电站的施工难度，也提高了电站的投资成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以调整轴倾斜角和立柱高度的单轴跟踪支架，用于解决现有的单轴跟踪太阳能支架安装不方便的问题。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是，

一种可以调整轴倾斜角度的单轴跟踪支架，其特征在于，包括：

至少两根立柱，所述立柱高度可调节，一轴座通过枢接在立柱的顶端，且在轴座和立柱之间设有一组能够调整轴座倾斜角度并使得轴座保持在倾斜状态的调节结构；

一电池组件固定框架可转动的安装在轴座上，

一个驱动电池组件固定框架转动的驱动装置。

进一步地，是由套接在一起并可伸缩的内立柱和外立柱组成的，且在二者之间使用调节螺钉进行锁定。

进一步地，所述调节结构包括自轴座上延伸出来的轴座倾角固定杆和从立柱上延伸出来的轴座倾角固定板，二者通过销柱或螺栓锁定。且在所述轴座倾角固定板设有以轴座枢接点为圆心的长条孔，所述轴座倾角固定杆端部通过一螺钉锁紧在长条孔上。

进一步地，所述调节结构是设置在立柱顶板上的两根向上的螺丝，两螺丝顶在轴座上。

进一步地，所述电池组件固定框架是由横梁和纵梁组成的方形框架。

进一步地，所述电池组件固定框架是由中心旋转轴和连接在该中心旋转轴上的电池组件固定梁组成。

进一步地，多套单轴跟踪支架通过联动杆组成联排联动结构。

进一步地，所述驱动装置连接在所述轴座和电池组件固定框架之间，为回转轴承、蜗轮蜗杆减速机、电动推杆、油压推杆、联动推杆或步进电机中的一种。

进一步地，所述驱动装置连接在所述立柱和电池组件固定框架之间，为回转轴承、蜗轮蜗杆减速机、电动推杆、油压推杆、联动推杆或步进电机中的一种。

本发明的有益效果是：

1)结构简单，成本低，尤其是立柱、框架可以标准化制作，适合大规模生产。

2)地形适应性强，可以依据安装地点的坡度，任意调节立柱高度和轴倾斜角度，即减少了设计和基础施工的难度，又能够更高效的利用太阳能资源。

3)安装和日常维护方便。

附图

图1为可以调整轴倾斜角度的单轴跟踪支架的结构图。

图2为内立柱的立体图。

图3为外立柱的立体图。

图4为立柱的结构图。

图5为轴座与左立柱连接的状态图一。

图6为轴座与左立柱连接的状态图二。

图7为轴座与右立柱连接的状态图一。

图8为轴座与右立柱连接的状态图二。

图9为中间的外立柱的示意图。

图10为中间的立柱的立体图。

图11中立柱与轴座的连接状态图一。

图12中立柱与轴座的连接状态图二。

图13为驱动装置安装示意图。

图14为实施例三的立体图。

图15为实施例四的立体图。

图16为实施例五的立体图。

图17为实施例六的立体图。

图中：1立柱，11外立柱，111外立柱高度调节孔，112侧耳，113轴座倾角固定板，12内立柱，121内立柱高度调节孔，122底板，13调节螺栓，2轴座，21圆销，22轴座倾角固定杆，23螺钉，23’螺丝，3电池组件固定框架，31旋转梁，32侧梁，31′中心旋转轴，32′电池组件固定梁，4驱动装置。

具体实施方式

针对现有技术的缺陷，本发明的保护主体如下：

一种立柱高度与轴倾斜角度都可调节的单轴跟踪支架，有效的解决了现有的平单轴跟踪系统和斜单轴跟踪系统在复杂地形应用条件下的局限性，可以依据安装地点的坡度，任意调节立柱高度和轴倾斜角度，即减少了设计和基础施工的难度，又能够更高效的利用太阳能资源。

其基本的原理是，通过对轴座与立柱的连接处的结构和连接方式进行改进，使得各个轴座可以根据地形的坡度任意调整倾斜角度并加以锁定，实现从平单轴到不同角度斜单轴的转化，大大减少了光伏电站的设计和基础施工的难度，又充分利用了山体的坡度，更高效的利用太阳能资源，降低了支架的材料成本，提高安装的方便性。

基于上述的描述，作为一个实施方式，该可以调整轴倾斜角度的单轴跟踪支架，如图1至图8所示：

一种可以调整轴倾斜角度的单轴跟踪支架，由以下各个部分组成：

两根立柱1，立柱的结构是由套接在一起可以伸缩的内立柱12和外立柱11组成，其上分别设有高度调节孔(111、121)，用螺栓13穿插在相对应的高度调节孔之间，进行高度上的锁定，并根据需要变换锁定位置，即立柱的总高度是可以调节的。其使用方法是，在安装的初期，根据安装地点的地形条件，例如山坡，调整合适的高度，以便达到最佳的倾斜角度，以适应不同的地形倾斜角度或基础施工误差而导致的高度差，可参考图2至图4，并实现立柱的标准化生产，通过标准化的设计解决非标准化施工的要求。

三根立柱竖向设置，安装在地基上，且间隔一定的距离，根据安装地的地形条件进行个性化的调整。

在立柱1的顶部设有两个铰接侧耳112，在侧耳上设置有销孔，一个轴座2通过圆销21安装在侧耳上，形成铰接样式，上述的轴座2优先选用方形或圆形的杆状零件，在轴座的一端或者两端设置有可转动连接部，该可转动连接部可以为圆轴、轴承或者其他的结构，形成一个可调整的支撑点。

立柱的下侧的底板122通过地脚锚栓进行固定，这是工程常用设计。

在轴座上，焊接一个轴座倾角固定杆22，最佳地，轴座倾角固定杆与轴座彼此垂直，轴座倾角固定杆22下端与轴座倾角固定板113进行连接，并使用螺钉锁紧。其中，轴座倾角固定板113是固定在外立柱上的，并在轴座倾角固定板113上设置有弧形长条孔，该弧形长条孔是以圆销为圆心进行设置的，上述的轴座倾角固定杆22下端通过一个螺钉23固定在弧形长条孔中，并可以在弧形长条孔范围之内进行位置调节，形成一种对轴座倾斜角度的调节结构，参考图5-图8，其主要作用在于对轴座和立柱进行锁紧，使得轴座相对于立柱保持在某一角度，其使用一般局限在安装的过程中，尤其是调整完立柱的高度之后进行。

电池组件固定框架3是由纵横设置的旋转梁31(横梁)和侧梁32(纵梁)组合形成的框状结构，用于固定光伏电池及其组件，框架结构有利于电池组件的安装，其中，旋转梁31与轴座2是直接连接的，即，两者之间通过轴座2端部的圆轴部分进行可转动的连接，以便形成单轴跟踪。

当然，上述的轴座和电池组件固定框架之间也可以用其他形式的如轴瓦、旋转接头、套筒等结构进行连接，只要能够实现可转动的功能即可。其中，转动配合部位优选耐腐蚀、耐磨损材质的瓦套。

驱动装置4，是一个动力执行结构，安装在轴座和电池组件固定框架之间，用于驱动电池组件进行转动。

该驱动装置4一般采用电机和齿轮、连杆结合的方式，驱动电池组件进行转动，根据驱动方式不同，该旋转范围一般控制在±45°至±90°，即可满足正常的单轴日追逐动作。

上述的驱动装置也可以为回转轴承、蜗轮蜗杆减速机、电动推杆、油压推杆、联动推杆或步进电机中的一种，通过控制系统控制运行。

实施例二

在于轴座调节方式的改进，其中省略了实施例一中的轴座倾角固定杆22和轴座倾角固定板113部件，形成如图9到图13所示的样式，其中调节部分包括：设置在立柱顶部的立柱顶板，并在立柱顶板上设置有两个螺纹孔，两个螺纹孔分别居于侧耳112的两侧，在每一个螺纹孔中分别插入一个螺丝23’，螺丝23’顶部作用在轴座2上形成支撑和限位，通过调节两个螺丝调节轴座的倾斜角度，是轴座倾角固定杆22和轴座倾角固定板113的一种变形。

实施例三

本实施例是实施例二和实施例一的结合形成的新的样式，具体的，两种轴座调节部分都在该支架中进行了应用，如图14所示。

实施例四

本实施例中驱动装置直接枢接在立柱上，驱动装置是回转驱动装置或减速电机，通过其传动系统直接驱动电池组件固定框架绕轴座轴线进行转动，参考图15，亦可达到上述效果。

实施例五

与实施例一的区别在于，单轴跟踪支架为并列设置的两个，且在两个电池组件固定框架3上分别向下引出一个连杆，并通过一个水平连杆连成一个平行四边形，实现联动的目的，两个框架同步动作。其中所述电池组件固定框架是由旋转梁和侧梁组成的方形框架，所述侧梁可以延长探出立柱外，参考图16。

实施例六

与实施例五的区别在于，电池组件固定框架进行简化，形成一个横梁和若干纵向的固定梁的样式，横梁为中心旋转轴31′，纵梁为电池组件固定梁32′，参考图17。

实施例七

驱动装置为回转轴承、蜗轮蜗杆减速机等可以直接与电池组件固定框架传动连接时，该驱动装置与立柱连接，其角度可以调整。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域相关技术人员对本发明的各种变形和改进，均应扩如本发明权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种可以调整轴倾斜角度的单轴跟踪支架，其特征在于，包括：

至少两根立柱，所述立柱高度可调节，

一轴座枢接在立柱的顶端，且在轴座和立柱之间设有一组能够调整轴座倾斜角度并使得轴座保持在倾斜状态的调节结构；所述调节结构包括自轴座上延伸出来的轴座倾角固定杆和从立柱上延伸出来的轴座倾角固定板，二者通过销柱或螺栓锁定；

所述立柱是由套接在一起并可伸缩的内立柱和外立柱组成的，且在二者之间使用调节螺钉进行锁定，

在立柱的顶部设有两个铰接侧耳，在侧耳上设置有销孔，一个轴座通过圆销安装在侧耳上，形成铰接样式，上述的轴座为方形或圆形的杆状零件，在轴座的一端或者两端设置有可转动连接部，该可转动连接部可以为圆轴、轴承或者其他的结构，形成一个可调整的支撑点，

所述的轴座倾斜角度的调节结构，在轴座上，焊接一个与轴座彼此垂直的轴座倾角固定杆，轴座倾角固定杆下端与轴座倾角固定板进行连接，并使用螺钉锁紧，其中，轴座倾角固定板是固定在外立柱上的，并在轴座倾角固定板上设置有弧形长条孔，该弧形长条孔是以圆销为圆心进行设置的，上述的轴座倾角固定杆下端通过一个螺钉固定在弧形长条孔中，

一电池组件固定框架可转动的安装在轴座上，

一个驱动电池组件固定框架转动的驱动装置，

所述驱动装置连接在所述轴座和电池组件固定框架之间或连接在所述立柱和电池组件固定框架之间，所述的驱动装置为回转轴承、蜗轮蜗杆减速机、电动推杆、油压推杆、联动推杆或步进电机中的一种。

2.根据权利要求1所述的一种可以调整轴倾斜角度的单轴跟踪支架，其特征在于，所述电池组件固定框架是由横梁和纵梁组成的方形框架。

3.根据权利要求1所述的一种可以调整轴倾斜角度的单轴跟踪支架，其特征在于，所述电池组件固定框架是由中心旋转轴和连接在该中心旋转轴上的电池组件固定梁组成。

4.根据权利要求1所述的一种可以调整轴倾斜角度的单轴跟踪支架，其特征在于，多套单轴跟踪支架通过联动杆组成联排联动结构。