CN105322872A - 一种太阳能光伏组件同步跟踪的群控系统 - Google Patents

一种太阳能光伏组件同步跟踪的群控系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种太阳能光伏组件同步跟踪的群控系统，每组光伏组件包括支架单元、联动单元、驱动单元。所述联动单元包括连杆，一端与光伏组件支架单元平面相垂直的从动臂；所述驱动单元包括驱动臂。所述连杆的两端为Π型连接部，所述驱动臂和从动臂与连杆配合的一端均为Π型结构，所述两连杆相互搭接后卡在从动臂或驱动臂的Π型结构内并通过销轴连接固定；本发明结构简单，安装方便，可以大幅减少较高成本的自动跟踪控制柜和驱动单元的数量，用刚性机械结构联动，有效保证各组件同步跟踪的一致性，且可以适应高低不平的地面进行大规模布置。可广泛应用于太阳能跟踪系统领域。

Description

一种太阳能光伏组件同步跟踪的群控系统
技术领域
本发明涉及太阳能跟踪器领域，尤其是涉及一种太阳能光伏组件同步跟踪的群控系统。
背景技术
太阳能作为一种源源不断的绿色能源，在世界各国的可持续发展策略中具有举足轻重的作用。自动跟踪式太阳能支架系统较大幅度的提高了太阳能的转换效率，增加了发电量而被广泛推广，但是，现有的跟踪支架系统群控同步性较差；另一方面只能在高度差较小的地面上布置，在广大山区，很难大规模的布置太阳能光伏联动跟踪系统，单组跟踪使动力和控制设施成本大幅上升，严重制约太阳能光伏联动组件的普遍推广。
如中国专利申请号201310728619X公开了一种光伏跟踪器，尤其涉及一种太阳能光伏组件跟踪装置及其安装方法。包括立柱，相邻两个立柱之间设有主轴，主轴上设有光伏组件，相邻的两个主轴通过连接轴连接，连接轴固定在立柱上，立柱的上端面为立柱安装面，在立柱的上部开设有通孔，在通孔内通过轴承结构安装有连接轴。在立柱上开设通孔，在通孔内通过轴承结构安装连接轴，先进行预安装后，然后再将整个立柱组合整体通过打桩机打入。
发明内容
本发明的目的是提供一种太阳能光伏组件联动跟踪系统，解决现有太阳能光伏组件同步跟踪的群控系统不能在高度差较大的坡地上布置的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种太阳能光伏组件同步跟踪的群控系统，包括多组太阳能光伏组件支架单元，联动单元及驱动单元，所述联动单元包括连杆，一端与太阳能光伏组件支架单元上表面相垂直的从动臂；所述驱动单元包括驱动臂。所述连杆的两端为Π型连接部，所述驱动臂和从动臂与连杆配合的一端均为Π型结构，所述两连杆相互搭接后卡在从动臂或驱动臂的Π型结构内并通过销轴连接固定。
进一步的，所述太阳能光伏组件支架单元包括固定在立柱上的支座，太阳能板固定架，沿太阳能板固定架中心线布置的主轴；所述支座设置在主轴的中间位置；还设置有压住主轴的卡环，卡环与支座螺栓连接。所述主轴位于支座的两侧还设置有限制主轴轴向移动的安全抱环。
更进一步的，所述安全抱环由两片半圆弧形的限位片组成，两限位片螺栓连接固定在主轴上；限位片靠近支座的一侧设置有翻边，安全抱环与支座的距离为3～5mm。
为提高驱动单元的使用寿命，所述驱动单元还包括电机、由电机带动的蜗轮蜗杆减速机，所述驱动臂安装在蜗轮蜗杆减速机上。
为对相邻两立柱间的距离进行微调，提高安装的便利性，所述连杆为两段式结构，在连杆的断开处设置有长度调节机构，所述调节机构包括固定在连杆断开端部的卡套，调节螺栓及调节螺母，调节螺栓伸入两卡套的安装孔内，所述调节螺母设置在卡套的两侧。
为提高从动臂的安装精度，所述从动臂与太阳能光伏组件支架单元配合的一端设置有固定座及与固定座配合的使从动臂固定在主轴的固定片；所述固定片上设置有定位孔，所述主轴上设置有与定位孔相适配的孔，并通过定位销实现固定片的定位。
为降低主轴的摩擦系数，提高主轴的使用寿命，所述支座的材料为高分子量聚乙烯，支座与主轴间隙配合。
本发明的有益效果：所述连杆两端通过销轴连接的方式，结构简单，安装方便，且可以保证光伏板相互平行同步转动的效果下调整两连杆间的距离和角度，能有效解决相邻两组太阳能光伏组件支架单元高度差不一致的问题。由于本发明的连杆间角度可随地势调整，因此，在广大山区，也可以大规模的布置，环境适应性好。所述连杆中间的调节机构，方便对两立柱间的距离进行微调，避免立柱因局部环境安装固定不方便的问题。且调节机构调节简单，迅速。所述主轴采用安全抱环来限制主轴的轴向运动，在保证主轴有一定轴向移动量的同时，又不会对主轴的支撑造成影响，同时，支座采用高分子量聚乙烯材料，能降低主轴与支座间的转动摩擦系数，减小磨损，提高主轴的使用寿命。所述从动臂与主轴的安装结构，定位准确，安装方便，且支撑强度好。
以下将结合附图和实施例，对本发明进行较为详细的说明。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中支座与主轴的配合关系图。
图3为本发明中限位片的结构示意图。
图4为本发明中驱动单元的结构示意图。
图5为本发明中连杆的结构示意图。
图6为图5中A的局部放大图。
图7为本发明中连杆与从动臂或驱动臂的装配示意图。
图8为从本发明中从动臂的结构示意图。
图9为本发明的另一种安装结构示意图。
具体实施方式
实施例1：
如图1至3所示，一种太阳能光伏组件同步跟踪的群控系统，包括多组太阳能光伏组件支架单元1，联动单元2及驱动单元3。所述太阳能光伏组件支架单元1包括固定在立柱上的支座8，太阳能板固定架9，沿太阳能板固定架9中心线布置的主轴10；所述支座8设置在主轴10的中间位置；还设置有与支座8配合用于固定主轴10的卡环11，卡环11与支座8螺栓连接；支座8与主轴10间隙配合，主轴10可以相对支座8转动。所述支座8的材料为高分子量聚乙烯，高分子量聚乙烯摩擦系数低，具有自润滑功能，可以减小主轴10与支座8间的转动摩擦阻力，提高主轴10的使用寿命。为防止主轴10沿轴向的移动量超过范围值，所述主轴10位于支座8的两侧还设置有限制主轴轴向移动的安全抱环12。所述安全抱环12由两片半圆弧形的限位片13组成，两限位片13螺栓连接固定在主轴10上；限位片13靠近支座10的一侧设置有翻边14，安全抱环12与支座8的距离为3～5mm。当主轴10沿轴向运动到一定距离后，限位片13上的翻边14抵在支座8上，从而阻止主轴10进一步移动。
如图4所示，所述驱动单元3包括固定在立柱上的蜗轮蜗杆减速机15，固定在蜗轮蜗杆减速机15上的驱动臂6，所述蜗轮蜗杆减速机15由电机驱动，及控制电机转动的跟踪自控单元，所述跟踪自控单元能按时间控制为主，依据传感器微调修整作为补充，以保证光效较高时段向阳跟踪的准确性。驱动臂通过蜗轮蜗杆减速机带动，解决了传统液压缸带动，不能满足恶劣环境的要求。在风沙大的地区，液压缸需要加装防护装置，以免沙石进入液压缸内，造成损坏，在寒冷地带，还需要采取适当的保温措施，安装成本和维护成本均较高。而蜗轮蜗杆驱动为机械结构，不会出现冻结的情况，且风沙也不容易进入蜗轮蜗杆减速机内部，大大提高了驱动臂的使用寿命，且成本低。
如图5至7所示，所述联动单元2包括连杆4，一端与太阳能光伏组件支架单元1固定连接的从动臂5。所述连杆4的两端为Π型连接部41，所述驱动臂6和从动臂5与连杆4配合的一端均为Π型结构，所述两连杆4相互搭接后卡在从动臂5或驱动臂6的Π型结构内并通过销轴连接固定。两连杆4间的安装角度及可调性从而保证动臂5、驱动臂6的同步联动的实现，还便于根据现场实际变化而随机调整，可以根据相邻两太阳能光伏组件支架单元1间的高度高合理调节两连杆4间的角度，以解决相邻两太阳能光伏组件支架单元1不在同一高度而要同步的难题，因此，可在高低不平的地面上大规模布置该系统，提高太阳能的应用区域，有利于太阳能的发展。
为方便对两立柱间的距离进行微调，方便安装，所述连杆4可以分为两段式结构，在连杆4的断开处设置长度调节机构16用以调节连杆的整体长度。所述调节机构16包括固定在连杆4断开端部的卡套17，调节螺栓18及调节螺母19，调节螺栓18伸入两卡套17的安装孔内，所述调节螺母19设置在卡套17的两侧。通过旋转调节螺母19，来改变连杆4断开处的间隙，从而起到调节连杆4长度的作用，调节简单，方便。为防止螺栓锈蚀，所示调节机构外还包有密封盒7。
如图8所示，所述从动臂5与太阳能光伏组件支架单元1配合的一端设置有固定座20及与固定座20配合的使从动臂5固定在主轴10上的固定片21；所述固定片21上设置有定位孔22，所述主轴10上设置有与定位孔22相适配的孔，并通过定位销实现固定片21的定位。该结构定位准确，安装方便，且固定牢靠。
本发明的运动原理：跟踪自控单元根据太阳的位置精确控制电机的转动，电机带动蜗轮蜗杆减速器转动，所述蜗轮蜗杆减速器转动带动驱动臂摆动，驱动臂摆动推动下方的连杆摆动，连杆带动从动臂摆动，从而带动主轴转动，从而带动太阳能板固定架9翻转，且跟据蜗轮蜗杆的自锁功能，能自动锁住已翻转角度的瞬时定位。
本发明整体结构简单，安装方便，且可以根据地面的高低进行调节，适应性强。可以在山区广泛推广应用。
实施例2：
如图9所示，所述主轴10上对称设置有对组太阳能板固定架9，连杆4设置有在主轴10的中间位置处，且从动臂5与主轴的中点处连接固定。其他同实施例1。

Claims (7)

1.一种太阳能光伏组件同步跟踪的群控系统，包括多组太阳能光伏组件支架单元(1)，联动单元(2)及驱动单元(3)，其特征在于：所述联动单元(2)包括连杆(4)，一端与太阳能光伏组件支架单元(1)固定连接的从动臂(5)；所述驱动单元(3)包括驱动臂(6)；
所述连杆(4)的两端为Π型连接部(41)，所述驱动臂(6)和从动臂(5)与连杆(4)配合的一端均为Π型结构，所述两连杆(4)相互搭接后卡在从动臂(5)或驱动臂(6)的Π型结构内并通过销轴连接固定。
2.如权利要求1所述的太阳能光伏组件同步跟踪的群控系统，其特征在于：所述太阳能光伏组件支架单元(1)包括固定在立柱上的支座(8)，太阳能板固定架(9)，沿太阳能板固定架(9)中心线布置的主轴(10)；所述支座(8)设置在主轴(10)的中间位置；还设置有与支座(8)配合固定主轴(10)的卡环(11)，卡环(11)与支座(8)螺栓连接，支座(8)与主轴(10)间隙配合；
所述主轴(10)位于支座(8)的两侧还设置有限制主轴轴向移动的安全抱环(12)。
3.如权利要求2所述的太阳能光伏组件同步跟踪的群控系统，其特征在于：所述安全抱环(12)由两片半圆弧形的限位片(13)组成，两限位片(13)螺栓连接固定在主轴(10)上；限位片(13)靠近支座(10)的一侧设置有翻边(14)，安全抱环(12)与支座(8)的距离为3～5mm。
4.如权利要求1所述的太阳能光伏组件同步跟踪的群控系统，其特征在于：所述驱动单元(3)还包括电机、由电机带动的蜗轮蜗杆减速机(15)，所述驱动臂(6)安装在蜗轮蜗杆减速机(15)上。
5.如权利要求1所述的太阳能光伏组件同步跟踪的群控系统，其特征在于：所述连杆(4)为两段式结构，在连杆(4)的断开处设置有距离调节机构(16)，所述调节机构(16)包括固定在连杆(4)断开端部的卡套(17)，调节螺栓(18)及调节螺母(19)，调节螺栓(18)伸入两卡套(17)的安装孔内，所述调节螺母(19)设置在卡套(17)的两侧。
6.如权利要求1所述的太阳能光伏组件同步跟踪的群控系统，其特征在于：所述从动臂(5)与太阳能光伏组件支架单元(1)配合的一端设置有固定座(20)及与固定座(20)配合的使从动臂(5)固定在主轴(10)上的固定片(21)；所述固定片(21)上设置有定位孔(22)，所述主轴(10)上设置有与定位孔(22)相适配的孔，并通过定位销实现固定片(21)的定位。
7.如权利要求2或3所述的太阳能光伏组件同步跟踪的群控系统，其特征在于：支承转动主轴(10)的所述支座(8)的材料为高分子量聚乙烯。
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