CN105978464A - 一种液体热膨胀驱动式太阳能追踪系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种液体热膨胀驱动式太阳能追踪系统，包括通过中心支撑柱安装于底座上的光伏板，光伏板活动安装于中心支撑柱的上端，并与太阳能追踪驱动装置连接，中心支撑柱的上端通过纵向转动的合页安装有纵向转动的支撑块，支撑块通过光伏板转轴与光伏板铰接，光伏板可绕所述光伏板转轴相对支撑块横向转动；所述太阳能追踪驱动装置包括安装于光伏板下方并用于驱动光伏板绕着中心支撑柱转动的液压油缸，利用油液的热胀冷缩驱动液压油缸的液压杆，液压杆带动所述光伏板。本发明利用液体(油液)的受热膨胀作为驱动力，巧妙地利用了封闭于液压油缸中不气化不可压缩的特点，实现了双轴向太阳光的跟踪，使得光伏板始终正对太阳，提高对阳光的利用率。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能光伏板技术领域，特别涉及光伏板的太阳能追踪系统。
背景技术
在新能源被日益重视的今天，不管是国家政策还是产业趋势都预示着新能源领域会有着翻天覆地的变化。而新能源领域里，又以光伏产业最为热门与受期待。光伏产业，简称PV(photovoltaic)。我国76％的国土光照充沛，光能资源分布较为均匀；与水电、风电、核电等相比，太阳能发电没有任何排放和噪声，应用技术成熟，安全可靠；除大规模并网发电和离网应用外，太阳能还可以通过抽水、超导、蓄电池、制氢等多种方式储存，太阳能+蓄能几乎可以满足中国未来稳定的能源需求。太阳能是未来最清洁、安全和可靠的能源，发达国家正在把太阳能的开发利用作为能源革命主要内容长期规划，光伏产业正日益成为国际上继IT、微电子产业之后又一爆炸式发展的行业。
由于地球的自转，相对于某一个固定地点的太阳能光伏发电系统，一年春夏秋冬四季、每天日升日落，太阳的光照角度时时刻刻都在变化，只有有效的保证太阳能电池板能够时刻正对太阳，发电效率才会达到最佳状态。目前国内外对于太阳能追踪系统的应用主要为电子传感器+电机和定时转动器+电机的设计形式。由于需要在各种复杂环境下使用，光传感器的可靠性不强，电机驱动并不节能(单晶硅光伏板的光电转换率才不到17％)，所以目前市场上并没有大规模应用上太阳能追踪系统。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种液体热膨胀驱动式太阳能追踪系统，使用液体的受热膨胀作为驱动力，巧妙地利用了液体不气化不可压缩的特点，实现了双轴向太阳光的跟踪。
为了解决上述问题，本发明采用如下方案；
一种液体热膨胀驱动式太阳能追踪系统，包括通过中心支撑柱安装于底座上的光伏板，光伏板活动安装于中心支撑柱的上端，并与太阳能追踪驱动装置连接，中心支撑柱的上端通过纵向转动的合页安装有纵向转动的支撑块，支撑块通过光伏板转轴与光伏板铰接，光伏板可绕所述光伏板转轴相对支撑块横向转动；所述太阳能追踪驱动装置包括安装于光伏板下方并用于驱动光伏板绕着中心支撑柱转动的液压油缸，利用油液的热胀冷缩驱动液压油缸的液压杆，液压杆带动所述光伏板。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述液压油缸包括两个，对称分布于中心支撑柱的横向两侧；所述液压油缸安装于光伏 板的下表面，其液压杆端部连接有钢索，所述钢索连接于光伏板与底座之间；所述光伏板与底座之间安装有液压杆位移放大机构，所述液压杆位移放大机构包括安装于液压杆端部的动滑轮及安装于光伏板下表面支架上的定滑轮，所述钢索绕接于动滑轮与定滑轮之间，钢索的一端连接底座，另一端与定滑轮或动滑轮的挂钩连接。根据实际需要的位移放大倍数，所述动滑轮及定滑轮分别包括多个，并进行任意组合。
所述光伏板的下表面还安装有位于液压油缸与中心支撑柱之间的遮光板；所述遮光板呈弧形状，其凹面侧朝向液压油缸的缸体。
为提高光伏板的抗风能力，所述中心支撑柱两侧的光伏板的面积相等。
本发明的技术效果在于：
本发明利用液体(油液)的受热膨胀作为驱动力，巧妙地利用了封闭于液压油缸中不气化不可压缩的特点，实现了双轴向太阳光的跟踪，使得光伏板始终正对太阳，提高对阳光的利用率；利用液压杆位移放大机构将液压杆行程放大，使其对太阳光的敏感程度满足要求，提高对太阳的跟踪灵敏度及可靠性。
附图说明
图1为本发明的主视图。
图2为图1的左视图。
图3为本发明中单侧安装液压油缸的结构示意图。
图4为图1的A处局部放大图。
图5为图2的B处局部放大图。
图6为本发明中液压杆位移放大机构的主视图。
图7为图6的俯视图。
图8为图6的右视图。
图中：1、中心支撑柱；2、底座；3、光伏板；4、合页；5、支撑块；6、光伏板转轴；7、液压油缸；8、液压杆；9、钢索；10、动滑轮；11、定滑轮；12、遮光板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。
本发明中，定义以东西方向为横向，以南北方向为纵向。
如图1、图2及图3所示，本实施例的液体热膨胀驱动式太阳能追踪系统，包括通过中心支撑柱1安装于底座2上的光伏板3，光伏板3活动安装于中心支撑柱1的上端，并与太阳能追踪驱动装置连接，中心支撑柱1的上端通过纵向转动的合页4安装有纵向转动的支撑块5，支撑块5通过光伏板转轴6与光伏板3铰接，光伏板3可绕光伏板转轴6相对支撑块5 横向转动；太阳能追踪驱动装置包括安装于光伏板3下方的液压油缸7，液压油缸7的液压杆8利用油液的热胀冷缩驱动光伏板3绕着中心支撑柱1转动。具体为：光伏板3的下表面安装液压油缸7，液压油缸7的液压杆8端部连接有钢索9，钢索9连接于光伏板3与底座2之间。如图1所示，液压油缸7包括两个，对称分布于中心支撑柱1的横向两侧，即东西方向各设一个，用于平衡四季及一天之间气温变化带来的影响：当早上太阳处于东面时，东面的液压油缸受光照、西面的液压油缸不受光照，从而东面的液压油缸中液压油受热后膨胀，将中心支撑柱1东面的光伏板3绕着光伏板转轴6朝东面转动而正对着太阳，同理，当下午太阳处于西面时，西面的液压油缸将西面的光伏板3下拉绕着光伏板转轴6向西面转动，使其正对着西面的太阳；从而，东西方向设置的液压油缸，可保证一天之内光伏板3时刻跟踪太阳，保证最大的阳光照射率。而且由于一年四季中气温温差的影响，液压油缸中液压油的四季膨胀程度的差异，导致液压杆伸出液压油缸的平均长度变化，带动光伏板3绕着合页4进行南北方向转动，实现对光伏板3的南北方向(纵向)的倾斜角度的调节，即实现南北方向的定位。可纵向转动的合页4的转轴上安装有扭簧或光伏板3上安装有复位弹簧，以便于光伏板3的纵向复位。
如图4、图5所示，光伏板3与底座2之间安装有液压杆位移放大机构，液压杆位移放大机构包括安装于液压杆8端部的动滑轮10及安装于光伏板3下表面支架上的定滑轮11，钢索9绕接于动滑轮10与定滑轮11之间，钢索9的一端连接底座2，另一端与定滑轮11或动滑轮10的挂钩连接。通过阳光照射液压油缸7，利用油缸内液体(油液)的膨胀使液压杆8动作，再利用液压杆位移放大机构放大将液压杆行程放大，使其对太阳光的敏感程度满足要求，通过液压杆8连接至光伏板上，使光伏板动作。
如图6-图8所示，动滑轮10及定滑轮11分别包括多个，多个动滑轮10及定滑轮11配合使用，调节行程放大倍数和方向。如图4-图6所示，本发明设计2个动滑轮10及2个定滑轮11，动滑轮10安装于液压杆8的端部，定滑轮11安装于光伏板3下表面的支架上，动滑轮10与定滑轮11之间绕接钢索9，将液压杆8的行程放大四倍。
如图4所示，光伏板3的下表面还安装有位于液压油缸7与中心支撑柱1之间的遮光板12，遮光板12呈弧形状，其凹面侧朝向液压油缸7的缸体。遮光板12的作用是：上午可防止西面的液压油缸7受到阳光直射加热，东面的液压油缸7受热后拉动钢索9，将光伏板3向东面倾斜正对太阳，保证光伏板3受充足阳光照射；下午可防止东面的液压油缸7受到阳光直射加热，西面的液压油缸7受热后拉动钢索9，光伏板3向西面倾斜正对太阳，保证光伏板3受充足阳光照射。遮光板12设置成弧形状，对太阳光聚焦后照射在液压油缸7的缸体上，提高对液压油缸7中油液的加热速度，提高液压油缸7对阳光的敏感度。
本发明中，中心支撑柱1位于光伏板3中心位置，由于支撑点两侧面积相等，则如果同向受风支撑点两侧可相互抵消受力，则抗风能力大大加强。
以上所举实施例为本发明的较佳实施方式，仅用来方便说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部改动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。
Claims (8)
1.一种液体热膨胀驱动式太阳能追踪系统，包括通过中心支撑柱(1)安装于底座(2)上的光伏板(3)，光伏板(3)活动安装于中心支撑柱(1)的上端，并与太阳能追踪驱动装置连接，其特征在于：中心支撑柱(1)的上端通过纵向转动的合页(4)安装有纵向转动的支撑块(5)，支撑块(5)通过光伏板转轴(6)与光伏板(3)铰接，光伏板(3)可绕所述光伏板转轴(6)相对支撑块(5)横向转动；所述太阳能追踪驱动装置包括安装于光伏板(3)下方并用于驱动光伏板(3)绕着中心支撑柱(1)转动的液压油缸(7)，利用油液的热胀冷缩驱动液压油缸(7)的液压杆(8)，液压杆(8)带动所述光伏板(3)。
2.根据权利要求1所述的液体热膨胀驱动式太阳能追踪系统，其特征在于：所述液压油缸(7)包括两个，对称分布于中心支撑柱(1)的横向两侧。
3.根据权利要求1或2所述的液体热膨胀驱动式太阳能追踪系统，其特征在于：所述液压油缸(7)安装于光伏板(3)的下表面，其液压杆(8)端部连接有钢索(9)，所述钢索(9)连接于光伏板(3)与底座(2)之间。
4.根据权利要求3所述的液体热膨胀驱动式太阳能追踪系统，其特征在于：所述光伏板(3)与底座(2)之间安装有液压杆位移放大机构，所述液压杆位移放大机构包括安装于液压杆(8)端部的动滑轮(10)及安装于光伏板(3)下表面支架上的定滑轮(11)，所述钢索(9)绕接于动滑轮(10)与定滑轮(11)之间，钢索(9)的一端连接底座(2)，另一端与定滑轮(11)或动滑轮(10)的挂钩连接。
5.根据权利要求4所述的液体热膨胀驱动式太阳能追踪系统，其特征在于：所述动滑轮(10)及定滑轮(11)分别包括多个。
6.根据权利要求1所述的液体热膨胀驱动式太阳能追踪系统，其特征在于：所述光伏板(3)的下表面还安装有位于液压油缸(7)与中心支撑柱(1)之间的遮光板(12)。
7.根据权利要求6所述的液体热膨胀驱动式太阳能追踪系统，其特征在于：所述遮光板(12)呈弧形状，其凹面侧朝向液压油缸(7)的缸体。
8.根据权利要求1或2所述的液体热膨胀驱动式太阳能追踪系统，其特征在于：所述中心支撑柱(1)两侧的光伏板(3)的面积相等。
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