CN105743426A - 一种太阳自动跟踪装置 - Google Patents
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Abstract
一种太阳自动跟踪装置，涉及自动跟踪移动定位领域，具体涉及一种实时准确跟踪太阳，用于光伏发电站可靠、安全、高效利用的太阳自动跟踪装置。包括安装光伏板的支架、固定支架的旋转底座装置及控制系统，所述的旋转底座装置由定位自旋机构、驱动机构以及运动底座机构等部件组成，所述安装光伏板的支架通过螺栓固定与旋转底座装置相连接，旋转底座装置又通过螺栓固定与地面相连接，控制系统对安装光伏板的支架和旋转底座装置进行移动定位控制；该装置具有安装简单、运行可靠、维修简便等特点。
Description
技术领域
本发明涉及自动跟踪移动定位领域，具体涉及一种实时准确跟踪太阳，用于光伏发电的可靠、安全、高效利用的太阳自动跟踪装置。
背景技术
太阳能是清洁能源，光伏发电又是技术比较成熟的一种产品，我国正在大力推广光伏发电站的安装和使用。目前国内光伏发电站的安装方式主要是固定式安装，通过固定支架将光伏板固定在水泥墩子上，安装简单、方便、坚固，成本低廉，使用寿命长，抗风、耐候、可靠性、安全性有极大保障。
国内也有不少光伏电站的投资商投入了大量资金、人员，采用了双轴跟踪、单轴跟踪等等多种技术手段，通过10年时间的摸索，但始终没有找到一种能够像固定支架安装方式一样可靠、安全、简单的太阳跟踪技术；2015年国内光伏发电的安装量达到15GW，但安装了太阳跟踪系统的不到100MW，说明跟踪系统的技术稳定性还远远没有达到人们认可的地步，这种局面如果没有一种全新的突破性的技术出现，还将延续下去。
发明内容
为了解决现在太阳跟踪系统的各种问题，本发明的目的是提供一种太阳自动跟踪装置，通过设置安装光伏板的支架、旋转底座装置和控制系统，使得其可达到自动跟踪太阳、移动光伏板并具有可靠、安全、简单的效果。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种太阳自动跟踪装置，包括安装光伏板的支架、支撑支架的旋转底座装置及控制系统，所述的旋转底座装置由定位自旋机构、驱动机构以及运动底座机构等部件组成，所述安装光伏板的支架通过螺栓固定与旋转底座装置相连接，旋转底座装置又通过螺栓固定与地面相连接，控制系统对安装光伏板的支架和旋转底座装置进行移动定位控制；
所述定位自旋机构主要由轴承内管2、2个轴承1，轴承外管3、上底板5、下底板6以及轴承外管压板4等部件组成，轴承内管2置于2个轴承1的内圈内，轴承外管3置于2个轴承1的外圈外，下底板6与轴承内管2的一端固定连接，上底板5与轴承外管3固定连接，轴承外管压板4与轴承内管2的另一端固定连接；
所述运动底座机构主要由方形支架11、4个滚动轮7、1个圆形轨道8组成，4个滚动轮7置于方形支架11的4个角，圆形轨道8置于地面的水泥墩上方，与水泥墩固定连接，方形支架11与定位自旋机构的上底板5固定连接；
所述驱动机构由一段标准圆周齿条10和减速齿轮组9组成，一段标准圆周齿条10与运动底座机构的方形支架11固定连接，减速齿轮组9与定位自旋机构的下底板6的另一端固定连接，一段标准圆周齿条10与减速齿轮组9互相咬合接触，一段标准圆周齿条10的两端分别固定连接一块到位触发板14；
所述控制系统由数据处理器、光敏传感器组、限位开关15等部件组成；
所述安装光伏板的支架由4个立柱13和2个减速推杆电机12组成；
所述的太阳自动跟踪装置，所述安装光伏板的支架13在旋转底座装置的上方，旋转底座装置在地面的上方；
所述的太阳自动跟踪装置，滚动轮7的2条对角线的交点位置与方形支架11的中心位置重合，每个滚动轮7到交点位置的距离，刚好与圆形轨道8的半径一致，每个滚动轮7在圆形轨道8上滚动。
所述的太阳自动跟踪装置，自旋机构的轴承圆心1与方形支架11的中心位置重合；
所述的太阳自动跟踪装置，标准圆周齿条10的圆心与方形支架11的中心位置重合；
所述的太阳自动跟踪装置，减速齿轮组9的外壳两侧安装有2个限位开关15。
采用上述技术方案，本发明创造具备如下有益效果：
1、本发明采用能够旋转的底座，旋转底座的下底板6与地面的水泥墩固定连接，而且外围的4个滚动轮7与地面的轨道8接触，光伏板支架的重量全部压在若干个滚动轮7和底座的下底板6上，由于滚动轮7之间的间距大，所以底座受力分解面积大，风阻的力量直接分解到地面，相对压强大幅度降低，旋转底座的强度要求相应大幅度降低，特别是旋转底座扭力要求大幅度降低，旋转底座的稳定性就非常高，有效减轻了产品的生产难度以及降低了产品成本；
2、本发明采用若干个滚动轮7的相对固定与轨道8接触，光伏板及支架重量、风力等压力通过滚动轮压在轨道上，所以所有力量是直接作用在滚动轮上而不是传动齿轮上，驱动机构的作用只是驱动底座旋转，不再需要其传递支架扭力冲击、需要有足够的倾覆力矩等功能，使得驱动机构部件的使用寿命大幅度延长，彻底解决了太阳跟踪支架驱动部件极易损坏的老大难问题。
3、本发明采用旋转底座安装在地面，通过滚动轮直接与地面接触，驱动机构仅仅是固定在底座下方的，并不承重，而且有足够的安装空间，所以，如果需要更换驱动部件，可以直接将圆形齿条或减速齿轮组取下更换新的，而不需要将整个光伏板及支架拆下来，大幅度降低了维修强度和维修成本。
附图说明
图1、旋转底座的结构示意图
图2、旋转底座安装支架的结构示意图
图3、旋转底座的结构示意图
图4、旋转底座安装支架的侧面示意图
附图标记：1、轴承，2、轴承内管，3、轴承外管，4、轴承外管压板，5、上底板，6、下底板，7、滚动轮，8、圆形轨道，9、减速齿轮组，10、一段标准圆周齿条，11、方形支架，12、减速推杆电机，13、立柱，14、到位触发板，15、限位开关。
具体实施方式
如图所示，一种太阳自动跟踪装置，包括安装光伏板的支架、支撑支架的旋转底座装置及控制系统，所述的旋转底座装置由定位自旋机构、驱动机构以及运动底座机构等部件组成，所述安装光伏板的支架通过螺栓固定与旋转底座装置相连接，旋转底座装置又通过螺栓固定与地面相连接，控制系统对安装光伏板的支架和旋转底座装置进行移动定位控制；
所述自旋机构主要由轴承内管、2个轴承，轴承外管、上底板、下底板以及轴承外管压板等部件组成，轴承内管置于2个轴承的内圈内，轴承外管置于2个轴承的外圈外，通过轴承的定位，轴承内管与轴承外管就可以相对旋转运动，下底板与轴承内管的一端固定连接，上底板与轴承外管固定连接，轴承外管压板与轴承内管的另一端固定连接，上底板就被固定在下底板与轴承外管压板之间，上底板就只能与下底板通过轴承作旋转运动；
所述运动底座机构主要由方形支架、4个滚动轮、1个圆形轨道组成，4个滚动轮置于方形支架的4个角，圆形轨道置于地面的水泥墩上方，与水泥墩固定连接，方形支架与定位自旋机构的上底板固定连接，整个底座支架就只能与下底板通过轴承作旋转运动，运动时滚动轮即在圆形轨道上作滚动移动，即减少了移动时的阻力，又有效将大风等压力分解；
所述驱动机构由一段标准圆周齿条和减速齿轮组组成，一段标准圆周齿条固定安装在运动底座机构的方形支架下方，该齿条半径选取要求比较大，可以有效减少减速齿轮组的输出功率以及输出转速要求，减速齿轮组与自旋机构的下底板的另一端固定连接，圆周齿条与减速齿轮组互相咬合接触；
给减速齿轮组接入电源，则减速齿轮组开始旋转，由于减速齿轮组通过下底板固定在地面，无法移动，所以圆周齿条就被加入动力，由于滚动轮的阻力较小，而且旋转底座中心是轴承，该齿条即带动旋转底座整体以轴承圆心为圆心旋转，4个滚动轮在轨道上滚动；如果将电源的正负极性反接，则齿条将带动旋转底座整体反过来旋转；一段标准圆周齿条的两端分别固定连接一块到位触发板，当齿条移动到最边缘的一侧时，到位触发板将触发减速齿轮组侧边的限位开关，开关信号传递到控制系统，控制系统将停止供给减速齿轮组的电源；
所述控制系统由数据处理器、光敏传感器组、限位开关等部件组成；
所述安装光伏板的支架由4个立柱和2个减速推杆电机组成；
所述的太阳自动跟踪装置，所述安装光伏板的支架在旋转底座装置的上方，旋转底座装置在地面的上方；
所述的太阳自动跟踪装置，4个滚动轮的2条对角线的交点位置与方形支架的中心位置重合，而且每个滚动轮到交点位置的距离，刚好与圆形轨道的半径一致，4个滚动轮在圆形轨道上滚动。
所述的太阳自动跟踪装置，自旋机构的轴承圆心与方形支架的中心位置重合；
所述的太阳自动跟踪装置，标准圆周齿条的圆心与方形支架的中心位置重合；
所述的太阳自动跟踪装置，减速齿轮组的外壳两侧安装有2个限位开关。
光伏板支架的太阳跟踪调节过程为：安装在光伏支架上的光敏传感器，随时检测太阳的当前位置，如果检测到东西方向2个光敏传感器有电位差，则给减速齿轮组输出电源，驱动齿轮旋转带动齿条向东(或向西)移动，齿条再将带动旋转底座装置移动，4个滚动轮在圆形轨道上滚动，直到东西方向2个光敏传感器的电位差为0；如果检测到俯仰方向2个光敏传感器有电位差，则给减速推杆电机输出电源，减速推杆电机直接推动(或收缩)光伏支架移动，直到俯仰方向2个光敏传感器的电位差为0；当晚间旋转底座装置移动到西边，检测到限位开关信号，则停止给减速齿轮组供给电源，并记录停止时间，累计到5个小时时，驱动旋转底座装置向东旋转，直到检测到东边限位开关信号停止，准备第二天的继续太阳跟踪工作。
Claims (7)
1.一种太阳自动跟踪装置，包括安装光伏板的支架、固定支架的旋转底座装置及控制系统，其特征在于：
所述的旋转底座装置由定位自旋机构、驱动机构以及运动底座机构等部件组成，所述安装光伏板的支架通过螺栓固定与旋转底座装置相连接，旋转底座装置又通过螺栓固定与地面相连接，控制系统对安装光伏板的支架和旋转底座装置进行移动定位控制；
所述定位自旋机构主要由轴承内管、2个轴承，轴承外管、上底板、下底板以及轴承外管压板等部件组成，轴承内管置于2个轴承的内圈内，轴承外管置于2个轴承的外圈外，下底板与轴承内管的一端固定连接，上底板与轴承外管固定连接，轴承外管压板与轴承内管的另一端固定连接；
所述运动底座机构主要由方形支架、若干个滚动轮、圆形轨道组成，滚动轮均布置于方形支架下方，圆形轨道置于地面的水泥墩上方，与水泥墩固定连接，方形支架与定位自旋机构的上底板固定连接；
所述驱动机构由一段标准圆周齿条和减速齿轮组组成，一段标准圆周齿条与运动底座机构的方形支架固定连接，减速齿轮组与定位自旋机构的下底板的另一端固定连接，一段标准圆周齿条与减速齿轮组互相咬合接触，一段标准圆周齿条的两端分别固定连接一块到位触发板；
所述控制系统由数据处理器、光敏传感器组、到位开关等部件组成；
所述安装光伏板的支架由4个立柱、2个减速推杆电机和横梁及纵梁组成。
2.根据权利要求1所述的太阳自动跟踪装置，其特征是：所述安装光伏板的支架在旋转底座装置的上方，旋转底座装置在地面的上方。
3.根据权利要求1所述的太阳自动跟踪装置，其特征是：滚动轮的2条对角线的交点位置与方形支架的中心位置重合，每个滚动轮到交点位置的距离，刚好与圆形轨道的半径一致，滚动轮在圆形轨道上滚动。
4.根据权利要求1所述的太阳自动跟踪装置，其特征是：自旋机构的轴承圆心与方形支架的中心位置重合。
5.根据权利要求1所述的太阳自动跟踪装置，其特征是：标准圆周齿条的圆心与方形支架的中心位置重合。
6.根据权利要求1所述的太阳自动跟踪装置，其特征是：减速齿轮组的外壳两侧安装有2个限位开关。
7.根据权利要求1所述的太阳自动跟踪装置，其特征是：2个减速推杆电机安装在后2根立柱上，纵梁与前立柱及推杆电机的另一端通过轴连接。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106253823A (zh) * | 2016-09-05 | 2016-12-21 | 周珍芳 | 一种弧形轨道式太阳能电池板移动定位装置 |
| CN107795576A (zh) * | 2016-09-01 | 2018-03-13 | 太阳能公司 | 光伏系统轴承组件 |
| CN109245695B (zh) * | 2018-11-30 | 2020-06-19 | 上海喜码科技有限公司 | 智能高效跟踪太阳发电系统 |
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2016
- 2016-01-11 CN CN201610028851.6A patent/CN105743426A/zh active Pending
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| CN107795576A (zh) * | 2016-09-01 | 2018-03-13 | 太阳能公司 | 光伏系统轴承组件 |
| CN106253823A (zh) * | 2016-09-05 | 2016-12-21 | 周珍芳 | 一种弧形轨道式太阳能电池板移动定位装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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Application publication date: 20160706 |