CN106026873A - 反射式太阳能跟踪支架系统 - Google Patents

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秦奕铭
郭勇
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Abstract

本发明是一种反射式太阳能跟踪支架系统，它包括一组反射式太阳能模组以及用于支撑和驱动该模组左右和上下两维转动的支架系统；上述两维转动的支架系统包括减速机立柱、立柱、回转机构、旋转连接座、主横梁、横梁、立支架、推杆、连杆、斜支架、行程开关；本发明结构简单、实用、使用灵活，通过计算机对电机的控制，可满足太阳能模组精确追踪太阳的目的。

Description

反射式太阳能跟踪支架系统
技术领域
本发明涉及一种太阳能高倍聚光光伏发电设备，特别是一种反射式太阳能跟踪支架系统。
背景技术
反射式太阳能模组具有较高的太阳能转换效率，但它需要有高精度的太阳光跟踪装置才能发挥其高转换效率的优势。光伏发电最终以其经济效益、社会效益来衡量优劣，因此发展的主要方向是提高光电转换效率，降低系统成本，高转换效率也意味着土地占用面积的减少，社会效益显著。传统的太阳能跟踪支架系统，或转换效率低，或笨重，难安装、难维护，或结构复杂，成本高。因此，研究一种高转换效率、易安装、低成本的光伏发电系统尤为重要。
中国专利“一种太阳能点聚光光伏发电装置” （CN201210125942 ）公开了一种太阳能点聚光光伏发电装置，它包括聚光透镜、聚光电池、电池基体、减反射罩体。聚光透镜的焦点位于聚光透镜和聚光电池之间。减反射罩体固定在电池基体上，聚光电池在减反射罩体内部。减反射罩体包括球面壳体、支撑壳体，内部有反射层。其中球面壳体中心有入射孔，聚光光线通过入射孔进入减反射罩体内部，照射在聚光电池上，部分光线被聚光电池表面反射射向球面壳体内表面，经反射层反射，由原入射路径照射至聚光电池表面，提高了聚光光线的利用率。经减反射罩体内部的反射，聚光电池表面形成均匀的叠加辐射。有益效果是：能够进一步降低光伏电池表面的反射损失，提高对聚光光线的利用率，并且不改变原有聚光辐射分布均匀性。
上述技术采用聚光透镜聚集太阳能，结构复杂，设备生产和安装复杂，成本高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种重量轻、易安装、使用灵活，且具有更高光电转换效率的高倍聚光反射式太阳能跟踪支架系统。
本发明的解决方案如下：
一种反射式太阳能跟踪支架系统，它包括一组反射式太阳能模组以及用于支撑和驱动该模组左右和上下两维转动的支架系统；
上述两维转动的支架系统包括减速机立柱、立柱、回转机构、旋转连接座、主横梁、横梁、立支架、推杆、连杆、斜支架、行程开关；
回转机构连接在减速机立柱上，带动主横梁及横梁作上下方向往返、同角度回转；
推杆连接在主横梁上，运动端与立支架相连，带动立支架作偏左右往返回转；
旋转连接座连接在立柱上，连接两端横梁同角度旋转；
主横梁一端连接在回转机构，另一端连接在旋转连接座上；
横梁两端连接在旋转连接座上；
两个以上的支架单元采用连杆连接各支架单元的立支架，使其同向、同角度旋转；
斜支架连接在立支架上；
反射式太阳能模组连接在立支架和斜支架上，与立支架同向、同角度旋转；
行程开关分别安装在主横梁和减速机立柱上，用于控制各方向的回转角度及起始位置；
上述回转机构为一款大扭矩、超低转速的电动减速机，连接在减速机立柱上，带动主横梁及横梁作上下方向往返回转；
上述旋转连接座连接在立柱上，连接两端横梁同角度旋转，旋转连接座设计为较小的回转半径以减小整体的回转扭矩；
上述立支架成对安装，通过轴承连接在主横梁和横梁中部的轴上；
上述推杆连接在主横梁上，运动端与立支架相连，带动立支架作左右往返回转；
两个以上的支架单元采用连杆连接各支架单元的立支架，使其同向、同角度旋转；
上述反射式太阳能模组连接在立支架和斜支架上，与立支架同向、同角度旋转；
上述反射式太阳能模组包括横支架、反射镜组件、接收器支架、接收器座、接收器组件、光漏斗，横支架由各种型材焊接而成；反射镜组件由曲面镜、镜子短连接座、镜子长连接座粘接组成，连接在横支架上；接收器支架连接在横支架上；接收器座连接在接收器支架上；接收器组件由聚光电池、电路板、热交换座、散热器组成，连接在接收器座上；光漏斗固定在接收器组件上；
上述的每一组接收器组件含有四块聚光电池，按2×2形式排列在一块电路板上；
上述每四组反射镜组件与一组接收器组件对应组成一个光电转换单元，多个光电转换单元按阵列形式排布于同一组横支架上；
上述的反射镜组件通过固定螺栓、螺母调整连接在横支架上，所有曲面镜的焦点可同时落在相对应的聚光电池上。
本发明结构简单、实用、使用灵活，通过计算机对电机的控制，可满足太阳能模组精确追踪太阳的目的，本发明可按场地大小和需要通过增加或减少支架单元数，实现模块化组合，增加更多的单元数，只需增大回转机构的规格、功率，其它共用设备成本增加少，使整体的单位成本下降。
附图说明
图1是该发明的正视结构图；
图2是图1的左视结构图；
图中：1、减速机立柱，2、立柱，3、回转机构，4、旋转连接座，5、主横梁，6、横梁， 7、立支架，8、推杆，9、连杆，10、斜支架、11、反射式太阳能模组，12、行程开关,13、轴承，5.1、轴。
图3是本发明太阳能模组的正面示意图；
图4是本发明太阳能模组的俯视示意图。
图中， A1、横支架，A 2、反射镜组件，A 3、接收器支架，A 4、接收器座，A 5、接收器组件，A 6、光漏斗， A 2.1、曲面镜，A 2.2、镜子短连接座，A 2.3、镜子长连接座，A 5.1、聚光电池，A 5.2、电路板，A 5.3、热交换座, A 5.4、散热器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。
如图1和2所示，本反射式太阳能跟踪支架系统，包括减速机立柱1、立柱2、回转机构3、旋转连接座4、主横梁5、横梁6、立支架7、推杆8、连杆9、斜支架10、反射式太阳能模组11、行程开关12。
回转机构3传动速比大，电机功率低，耗电少，超低转速使跟踪精度高。
旋转连接座4连接在立柱2上，连接两端横梁同角度旋转，旋转连接座4设计为较小的回转半径以减小整体的回转扭矩；主横梁5一端连接在回转机构3，另一端连接在旋转连接座4上；横梁6两端连接在旋转连接座4上；由回转机构3带动作东、西方向往返约170°回转，所有横梁同轴安装，保证回转角度一致。
立支架7成对安装，通过轴承13连接在主横梁5和横梁6中部的轴5.1上；斜支架10连接在立支架7上；反射式太阳能模组11 连接在立支架7和斜支架10上，使三者成为同一个旋转体。
两个以上的支架单元采用连杆9连接各支架单元的立支架7，使所相连的支架同时、同角度旋转。
推杆8连接在主横梁5上，运动端与立支架7相连，可带动所有相连的支架作偏北约25°、偏南约60°往返回转。
行程开关12分别安装在主横梁5和减速机立柱1上，用于控制各方向的回转角度及起始位置。
本支架系统结构简单、实用、使用灵活，可按场地大小和需要增加或减少支架单元数。更多的单元数，只需增大回转机构的规格、功率，其它共用设备成本增加少，使整体的单位成本下降。
如图1和2所示，本反射式太阳能模组结构，包括横支架A1、反射镜组件A2、接收器支架A3、接收器座A4、接收器组件A5、光漏斗A 6。横支架A1由各种型材焊接而成；反射镜组件A2由曲面镜A2.1、镜子短连接座A 2.2、镜子长连接座A2.3粘接组成，连接在横支架A1上；接收器支架A3 由各种型材焊接而成，连接在横支架A1上；接收器座A4连接在接收器支架A3上；接收器组件A5由聚光电池A 5.1、电路板A 5.2、热交换座A 5.3、散热器A 5.4组成，连接在接收器座A4上；光漏斗A6 固定在接收器组件A5上。
每1组接收器组件A5含有4块聚光电池A5.1，按2×2形式排列在一块电路板A5.2上。
每4组反射镜组件A2与1组接收器组件5对应组成一个光电转换单元，多个光电转换单元按阵列形式排布于同一组横支架A1上。
反射镜组件A 2通过固定螺栓、螺母的调整，使其焦点可同时落在相对应的聚光电池A5.1上。
光漏斗A6 固定在接收器组件A5上，可将由曲面镜A2.1反射、聚焦的光束二次聚集进入接收器组件A5，大大提高太阳能模组的发电效率。

Claims (12)

1.一种反射式太阳能跟踪支架系统，其特征在于它包括一组反射式太阳能模组（11）以及用于支撑和驱动该模组左右和上下两维转动的支架系统。
2.根据权利要求1所述的反射式太阳能跟踪支架系统，其特征在于上述两维转动的支架系统包括减速机立柱(1)、立柱(2)、回转机构(3)、旋转连接座(4)、主横梁(5)、横梁(6)、立支架(7)、推杆(8)、连杆(9)、斜支架(10)、行程开关(12)；
回转机构(3)连接在减速机立柱(1)上，带动主横梁(5)及横梁(6)作上下方向往返、同角度回转；
推杆(8)连接在主横梁(5)上，运动端与立支架(7)相连，带动立支架(7)作偏左右往返回转；
旋转连接座(4)连接在立柱(2)上，连接两端横梁同角度旋转；
主横梁(5)一端连接在回转机构(3)，另一端连接在旋转连接座(4)上；
横梁(6)两端连接在旋转连接座(4)上；
两个以上的支架单元采用连杆(9)连接各支架单元的立支架(7)，使其同向、同角度旋转；
斜支架(10)连接在立支架(7)上；
反射式太阳能模组(11) 连接在立支架(7)和斜支架(10)上，与立支架(7) 同向、同角度旋转；
行程开关(12)分别安装在主横梁(5)和减速机立柱(1)上，用于控制各方向的回转角度及起始位置。
3.根据权利要求1所述的反射式太阳能跟踪支架系统，其特征在于，回转机构(3)为一款大扭矩、超低转速的电动减速机，连接在减速机立柱(1)上，带动主横梁(5)及横梁(6)作上下方向往返回转。
4.根据权利要求1所述的反射式太阳能跟踪支架系统，其特征在于，旋转连接座(4)连接在立柱(2)上，连接两端横梁同角度旋转，旋转连接座(4)设计为较小的回转半径以减小整体的回转扭矩。
5.根据权利要求1所述的反射式太阳能跟踪支架系统，其特征在于，立支架(7)成对安装，通过轴承(13)连接在主横梁(5)和横梁(6)中部的轴(5.1)上。
6.根据权利要求1所述的反射式太阳能跟踪支架系统，其特征在于，推杆(8)连接在主横梁(5)上，运动端与立支架(7)相连，带动立支架(7)作左右往返回转。
7.根据权利要求1所述的反射式太阳能跟踪支架系统，其特征在于，两个以上的支架单元采用连杆(9)连接各支架单元的立支架(7)，使其同向、同角度旋转。
8.根据权利要求1所述的反射式太阳能跟踪支架系统，其特征在于，反射式太阳能模组(11) 连接在立支架(7)和斜支架(10)上，与立支架(7) 同向、同角度旋转。
9.根据权利要求1所述的反射式太阳能跟踪支架系统，其特征在于上述反射式太阳能模组（11）包括横支架(A1)、反射镜组件(A 2)、接收器支架(A 3)、接收器座(A 4)、接收器组件(A 5)、光漏斗(A 6);横支架(A 1)由各种型材焊接而成；反射镜组件(A 2)由曲面镜(A 2.1)、镜子短连接座(A 2.2)、镜子长连接座(A 2.3)粘接组成，连接在横支架(A 1)上；接收器支架(A 3)连接在横支架(A 1)上；接收器座(A 4)固定在接收器支架(A 3)上；接收器组件(A 5)由聚光电池(A 5.1)、电路板(A 5.2)、热交换座(A 5.3)、散热器(A 5.4)组成，连接在接收器座(A 4)上；光漏斗(A 6) 固定在接收器组件(A 5)上。
10.根据权利要求9所述的反射式太阳能模组结构，其特征在于，所述的每一组接收器组件(A5)含有四块聚光电池(A 5.1)，按2×2形式排列在一块电路板(A 5.2)上。
11.根据权利要求9所述的反射式太阳能模组结构，其特征在于，每四组反射镜组件(A 2)与一组接收器组件(A 5)对应组成一个光电转换单元，多个光电转换单元按阵列形式排布于同一组横支架(A1)上。
12.根据权利要求9所述的反射式太阳能模组结构，其特征在于，所述的反射镜组件(A 2)通过固定螺栓、螺母调整连接在横支架(A 1)上，所有曲面镜(A 2.1)的焦点可同时落在相对应的聚光电池(A 5.1)上。
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