CN106411240A - 全方位跟踪光伏发电设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全方位跟踪光伏发电设备，包括组件安装支架及基座，所述基座包括立柱部与底座部，所述组件安装支架通过十字轴支承在基座的立柱部上；在组件安装支架周边设置有平面伸缩支撑件和空间伸缩支撑件，在组件安装支架周边还设置有至少一平面伸缩辅支撑件和至少一空间伸缩辅支撑件；各伸缩支撑件两端间的间距伸出时最大为3.5米－12米，收缩时最小为0.3米－1米；在所述平面伸缩支撑件和空间伸缩支撑件上均设置有跟踪驱动机构；在所述平面伸缩辅支撑件和空间伸缩辅支撑件上均设置有长度锁定机构。采用本发明的全方位跟踪光伏发电设备不仅能实现对太阳位置的全方位跟踪，而且电站的装机容量大，支承可靠、结构稳定。

Description

全方位跟踪光伏发电设备

技术领域

本发明涉及一种光伏发电设备，尤其涉及一种可实现对太阳位置全方位跟踪的大型光伏电站设备。

背景技术

太阳能取之不尽用之不竭，通过光伏发电技术利用太阳能发电绿色环保，已得到广泛的应用。光伏发电设备接受太阳光能量进行发电，其发电量与所接受到的太阳光辐射量有着直接的关联，相比于固定式安装的光伏电站设备，具有跟踪功能的光伏电站设备能跟踪太阳位置并使光伏组件受光面与太阳光线尽量垂直，其结果明显可以得到最大的太阳能辐射量，从而得到最大的发电量。

太阳每天从东方升起、西方落下，根据季节的不同，其高度角的变化范围在0－90度之间，其方位角的变化范围最大可达正负120度，且一年四季中，每天太阳高度角与方位角的变化范围并不相同。具有双轴跟踪功能的光伏发电站设备通过跟踪装置使光伏组件受光面的角度位置与太阳的高度角和方位角位置相对应，通常主要是通过绕沿东西方向设置的轴进行旋转实现对太阳高度角的跟踪，而通过绕呈南北方向设置的轴或垂直轴进行旋转实现对太阳方位角的跟踪，根据这一原理相应地派生出了很多形式的跟踪装置，其中高度角的跟踪相对方便且各类跟踪装置的跟踪范围基本能与太阳位置相对应，而对于方位角的跟踪，由于太阳的方位角变化范围大，通过沿呈南北方向设置的轴进行旋转不能全方位、全时段地跟踪到太阳位置，大多是在正负90度的范围内实现跟踪，通过沿垂直轴进行旋转虽然可以实现对太阳方位角的全方位跟踪，但其结构复杂，使用维护成本高，实际使用价值不高；并且上述的各类跟踪装置上光伏组件及其安装支架基本上都是由一处于光伏组件安装支架中心部位的立柱支承的，组件安装支架四周都是悬伸在外，因而其组件安装支架必须具有足够的刚性，而当太阳能发电装置达到一定装机功率时，由于组件数量增加，组件及组件安装支架的悬伸更长，如果单纯依靠组件安装支架来提高电站的整体刚性，则必然会使其体积与重量增加，立柱的负担加重，且相应的传动机构负荷加大，导致实际运行中故障率高，很难正常工作，使用效果不理想。

授权公告号为CN 102868322 B的发明专利钢索控制追日式太阳能发电设备以及申请公开号为CN 103455044 A的发明专利太阳能发电机组的自动追日调控装置，包括中柱及转动支承在中柱顶端的太阳能发电模块，在中柱上设置有第一及第二卷线装置，分别通过第一及第二钢索与太阳能发电模块安装支架角部连接并驱动太阳能发电模块调整方位角度，同时也利用该两钢索将太阳能发电模块进行固定，从而达到跟踪太阳位置的目的。上述发明专利虽然能在一定的范围内跟踪太阳位置，但光伏组件及其组件安装支架是通过中柱来支承，则组件安装支架即使具备很好的刚性也难以保证其在自重的作用下不产生下垂变形，并且用于驱动并调节光伏组件方位角度的两钢索同时承担对光伏组件及其安装支架进行固定的功能，相当于将光伏组件及其安装支架栓扣在中柱支座上，这样势必对光伏组件及其安装支架产生一向下的紧固拉力，其紧固拉力的方向是与光伏组件及其安装支架的重力方向一样而向下作用的，这必然会加大太阳能发电模块及其安装支架的变形，从而影响整个发电设备的正常运行与使用寿命。因此，上述发明专利的技术方案具有较大的缺陷。

为了提高该类光伏发电设备的整体刚性，减少光伏组件及其安装支架的变形，在组件安装支架周边设置支撑件是一种可以考虑的方案，但光伏组件在日常跟踪过程中角度变化范围大，组件安装支架的边缘从接近地面的最低位置变化到最高位置时的变化范围接近组件安装支架的边长，因而为组件安装支架提供支撑的支撑件就必须具有很大的长度变化范围，常用的可调节长度的支撑结构无法满足其长度变化要求，这也就是现有的该类光伏发电设备都是只有一独立的中间立柱的原因所在，也是导致上述形式的具有双轴跟踪功能的光伏发电设备在实际应用难以推广的根源所在。

发明内容

针对现有技术所存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种全方位跟踪光伏发电设备，它不仅能实现对太阳位置的全方位跟踪，而且电站的装机容量大，支承可靠。

为了解决上述技术问题，本发明的一种全方位跟踪光伏发电设备，包括组件安装支架及基座，所述基座包括立柱部与底座部，所述组件安装支架通过十字轴支承在基座的立柱部上，该十字轴上轴A和轴B分别与组件安装支架和基座的立柱部铰连；在组件安装支架周边设置有平面伸缩支撑件和空间伸缩支撑件，在组件安装支架周边还设置有至少一平面伸缩辅支撑件和至少一空间伸缩辅支撑件；所述平面伸缩支撑件包括若干组剪叉组件，该平面伸缩支撑件两端间的间距L_a伸出时最大为3.5米－12米，收缩时最小为0.3米－1米；所述空间伸缩支撑件包括若干组剪叉组件，该空间伸缩支撑件两端间的间距L_b伸出时最大为3.5米－12米，收缩时最小为0.3米－1米；所述平面伸缩辅支撑件包括若干组剪叉组件，该平面伸缩辅支撑件两端间的间距L_c伸出时最大为3.5米－12米，收缩时最小为0.3米－1米；所述空间伸缩辅支撑件包括若干组剪叉组件，该空间伸缩辅支撑件两端间的间距L_d伸出时最大为3.5米－12米，收缩时最小为0.3米－1米；所述平面伸缩支撑件以及平面伸缩辅支撑件的上端分别铰支在平面铰支连接件上，所述平面铰支连接件与组件安装支架铰连，平面铰支连接件与组件安装支架之间的铰连轴线与十字轴的轴A同轴设置，该平面伸缩支撑件和该平面伸缩辅支撑件的下端分别与基座的底座部铰连；所述空间伸缩支撑件和空间伸缩辅支撑件的上端分别铰支在各空间铰支连接件上，所述空间铰支连接件与组件安装支架铰连，该空间伸缩支撑件和该空间伸缩辅支撑件的下端分别与基座的底座部空间铰支；在所述平面伸缩支撑件和空间伸缩支撑件上均设置有跟踪驱动机构；在所述平面伸缩辅支撑件和空间伸缩辅支撑件上均设置有长度锁定机构。

在上述结构中，由于所述基座包括立柱部与底座部，所述组件安装支架通过十字轴支承在基座的立柱部上，该十字轴上轴A和轴B分别与组件安装支架和基座的立柱部铰连，则组件安装支架通过十字轴可以相对于基座实现空间位置变化，从而能使安装在组件安装支架上的光伏组件跟踪太阳位置的变化；基座的底座部可以具有较大的底面结构以提供较大范围内的支撑，提高光伏发电设备的稳定性，基座的立柱部可为较细长的柱型结构，可以保证组件安装支架有较大的运动范围，避免相互之间的位置干涉，满足全方位跟踪的要求。

又由于在组件安装支架周边设置有平面伸缩支撑件和空间伸缩支撑件，在组件安装支架周边还设置有至少一平面伸缩辅支撑件和至少一空间伸缩辅支撑件，则组件安装支架除了通过十字轴支承在基座上之外，还可以通过平面伸缩支撑件和空间伸缩支撑件以及平面伸缩辅支撑件和空间伸缩辅支撑件加以支撑，这样，整个组件安装支架可以得到多点支撑，从而能保证组件安装支架四周不再是悬伸结构，组件安装支架的挠度可以降到最低，更不会出现利用钢索栓扣所造成的组件安装支架变形加大的情况，特别是对大容量的光伏发电设备，可以得到稳定可靠的支撑，整体结构刚性佳。

还由于所述平面伸缩支撑件包括若干组剪叉组件，该平面伸缩支撑件两端间的间距L_a伸出时最大为3.5米－12米，收缩时最小为0.3米－1米；所述空间伸缩支撑件包括若干组剪叉组件，该空间伸缩支撑件两端间的间距L_b伸出时最大为3.5米－12米，收缩时最小为0.3米－1米；所述平面伸缩辅支撑件包括若干组剪叉组件，该平面伸缩辅支撑件两端间的间距L_c伸出时最大为3.5米－12米，收缩时最小为0.3米－1米；所述空间伸缩辅支撑件包括若干组剪叉组件，该空间伸缩辅支撑件两端间的间距L_d伸出时最大为3.5米－12米，收缩时最小为0.3米－1米，则通过若干剪叉组件的组合，可以使平面伸缩支撑件、空间伸缩支撑件、平面伸缩辅支撑件以及空间伸缩辅支撑件得到大范围的长度变化，可以适应组件安装支架周边在工作过程中大范围角度变化时的高低位置变化，从而能对组件安装支架提供可靠支撑；而平面伸缩支撑件、空间伸缩支撑件、平面伸缩辅支撑件以及空间伸缩辅支撑件两端间的间距伸出时最大为3.5米－12米的长度尺寸可以满足最高功率超过10千瓦的大容量光伏发电设备的组件安装支架在运动最高极限位置时的支撑要求，平面伸缩支撑件、空间伸缩支撑件、平面伸缩辅支撑件以及空间伸缩辅支撑件两端间的间距收缩时最小为0.3米－1米的长度尺寸可以满足组件安装支架在运动最低极限位置时的支撑要求。

再由于所述平面伸缩支撑件以及平面伸缩辅支撑件的上端分别铰支在平面铰支连接件上，所述平面铰支连接件与组件安装支架铰连，平面铰支连接件与组件安装支架之间的铰连轴线与十字轴的轴A同轴设置，该平面伸缩支撑件和该平面伸缩辅支撑件的下端分别与基座的底座部铰连，则一方面平面伸缩支撑件以及平面伸缩辅支撑件的上端分别铰支在平面铰支连接件上，所述平面铰支连接件与组件安装支架铰连，使得平面伸缩支撑件以及平面伸缩辅支撑件可以绕平面铰支连接件摆动而适应组件安装支架相对于十字轴的轴B转动时相互位置变化的连接要求，平面伸缩支撑件以及平面伸缩辅支撑件可以随平面铰支连接件相对于组件安装支架摆动而适应组件安装支架相对于十字轴的轴A转动时相互位置变化的连接要求；另一方面平面伸缩支撑件以及平面伸缩辅支撑件的下端均与基座的底座部铰连，平面伸缩支撑件以及平面伸缩辅支撑件各自只能在与各自下端铰支轴线垂直的平面内摆动、伸缩；再一方面，平面铰支连接件与组件安装支架之间的铰连轴线与十字轴的轴A同轴设置保证了平面铰支连接件与组件安装支架的铰支轴线在随组件安装支架运动的过程中一直保持在轴A的运动平面内，不发生偏移出轴A的运动平面内的状况，也就保证了平面伸缩支撑件以及平面伸缩辅支撑件能在相应的平面内摆动、伸缩。

更由于所述空间伸缩支撑件和空间伸缩辅支撑件的上端分别铰支在各空间铰支连接件上，所述空间铰支连接件与组件安装支架铰连，所述该空间伸缩支撑件和该空间伸缩辅支撑件的下端分别与基座的底座部空间铰支，则一方面空间伸缩支撑件和空间伸缩辅支撑件的上端分别铰支在各空间铰支连接件上，使得空间伸缩支撑件和空间伸缩辅支撑件可以相对于空间铰支连接件摆动以适应组件安装支架绕十字轴的轴B转动时相互位置变化的连接要求；另一方面所述空间铰支连接件与组件安装支架铰连使得空间伸缩支撑件和空间伸缩辅支撑件可以随空间铰支连接件相对于组件安装支架摆动而适应组件安装支架相对于十字轴的轴A转动时相互位置变化的连接要求；再一方面，该空间伸缩支撑件和该空间伸缩辅支撑件的下端分别与基座的底座部空间铰支可以满足该空间伸缩支撑件和该空间伸缩辅支撑件随组件安装支架运动时所出现的前、后、左、右摆动及其相对角度变化等空间位置变化的连接要求。

进一步地，又由于在所述平面伸缩支撑件和空间伸缩支撑件上均设置有跟踪驱动机构，则平面伸缩支撑件和空间伸缩支撑件可以通过跟踪驱动机构来改变伸缩长度，以此驱动组件安装支架改变空间角度，实现组件安装支架上光伏组件对太阳位置的跟踪，平面伸缩支撑件和空间伸缩支撑件既作为对组件安装支架的支撑件，也是光伏发电设备的跟踪驱动传动件。

进一步地，还由于在所述平面伸缩辅支撑件和空间伸缩辅支撑件上均设置有长度锁定机构，则当本光伏发电设备在跟踪过程中改变空间角度位置时平面伸缩辅支撑件和空间伸缩辅支撑件上的长度锁定机构处于解锁状态，平面伸缩辅支撑件和空间伸缩辅支撑件可以随组件安装支架的位置变化而自由伸缩改变长度，而在某一跟踪过程完成时，平面伸缩辅支撑件和空间伸缩辅支撑件上的长度锁定机构实施锁定，使平面伸缩辅支撑件和空间伸缩辅支撑件的长度不得发生变化，从而对组件安装支架形成固定支撑，保证了组件安装支架的位置维持在确定的状态。

综上所述，采用上述技术方案的全方位跟踪光伏发电设备不仅能实现对太阳位置的全方位跟踪，而且电站的装机容量大，支承可靠。

本发明的一种优选实施方式，在所述组件安装支架周边设置有一平面伸缩辅支撑件和一空间伸缩辅支撑件，平面伸缩辅支撑件与平面伸缩支撑件相对设置，空间伸缩辅支撑件与空间伸缩支撑件相对设置。采用该实施方式，组件安装支架周边共设置有一平面伸缩支撑件和一空间伸缩支撑件以及一平面伸缩辅支撑件和一空间伸缩辅支撑件，加上组件安装支架与基座之间的支承连接点，组件安装支架共得到五个支撑点支承，整体结构稳定、刚性好。

本发明的另一种优选实施方式，所述组件安装支架呈矩形，该组件安装支架底部中心部位通过十字轴支承在基座的立柱部上，所述平面伸缩支撑件和空间伸缩支撑件分别设置于矩形组件安装支架相邻两边的中部，在所述组件安装支架周边设置有一平面伸缩辅支撑件和五空间伸缩辅支撑件，其中一平面伸缩辅支撑件安装在与平面伸缩支撑件相对的一边的中部，一空间伸缩辅支撑件安装在与空间伸缩支撑件相对的一边的中部，其余四空间伸缩辅支撑件分别安装在矩形组件安装支架的角部。采用该实施方式，组件安装支架共得到九个支撑点支承，整体结构更加稳定，尤其适合于超大型光伏发电设备。

本发明的又一种优选实施方式，所述平面伸缩支撑件的剪叉组件、空间伸缩支撑件的剪叉组件、平面伸缩辅支撑件的剪叉组件以及空间伸缩辅支撑件中的剪叉组件均包括两剪叉杆，剪叉杆两端设有铰支孔，两剪叉杆通过中间铰支轴相互铰连，中间铰支轴的轴线位于剪叉杆两端铰支孔中心连线的中点处，相邻两组剪叉组件的对应剪叉杆端相互铰连；平面伸缩支撑件、空间伸缩支撑件、平面伸缩辅支撑件以及空间伸缩辅支撑件的两端均设有一外连组件，所述外连组件包括两连接杆，两连接杆的外连端相互铰连，两连接杆的另一杆端分别与相邻剪叉组件的对应剪叉杆端相互铰连，连接杆两端铰支轴线间的距离等于剪叉杆两端铰支轴线间距离的二分之一。采用该实施方式，若干由两剪叉杆组成的剪叉组件及两端的外连组件组合成若干个相互联动的相同的平行四边形，只要改变或锁定其中一个平行四边形的长度尺寸，其它平行四边形的长度尺寸可以得到相应的变化或锁定，便于实现对平面伸缩支撑件、空间伸缩支撑件、平面伸缩辅支撑件以及空间伸缩辅支撑件长度的控制。

本发明进一步的优选实施方式，所述空间伸缩支撑件和空间伸缩辅支撑件的下端分别通过各自的连接座和铰支座与基座的底座部空间铰支，空间伸缩支撑件和空间伸缩辅支撑件的下端分别与各自的连接座铰连，各连接座铰支在各自铰支座上，各铰支座分别铰支在基座的底座部上。采用该实施方式，通过连接座和铰支座可以使空间伸缩支撑件和空间伸缩辅支撑件与基座的底座部之间形成三个不同方向的铰连关系，满足了空间伸缩支撑件和空间伸缩辅支撑件与基座底座部间的空间铰支要求。

本发明的另一进一步的优选实施方式，所述跟踪驱动机构为电机驱动的自锁型丝杆螺母机构或电动推杆。采用该实施方式，电机驱动的自锁型丝杆螺母机构或电动推杆均可以通过电力实现两构件间的直线驱动功能，也均具有两构件间的长度锁定功能，尤其适应于光伏电站具有的电力能源的使用场合。

本发明的又一进一步的优选实施方式，所述电机驱动的自锁型丝杆螺母机构或电动推杆设置于所述平面伸缩支撑件或空间伸缩支撑件上相邻两剪叉组件之间或外连组件与相邻剪叉组件之间。采用该实施方式，电机驱动的自锁型丝杆螺母机构或电动推杆所确定的长度与平面伸缩支撑件或空间伸缩支撑件的总长有着简单而明确的关系，便于实现跟踪控制。

本发明更进一步的优选实施方式，所述长度锁定机构设置于所述平面伸缩辅支撑件和空间伸缩辅支撑件上相邻两剪叉组件之间或外连组件与相邻剪叉组件之间，在一剪叉组件上或一外连组件上固连有锁定杆，在另一剪叉组件上设置有可开合的两件半锁定套，两件半锁定套通过电磁铁开合连接。采用该实施方式，两件半锁定套打开时，锁定杆与锁定套之间为无接触状态，可以任意发生位置变化，使平面伸缩辅支撑件或空间伸缩辅支撑件改变伸缩长度，而当两件半锁定套在电磁铁作用下闭合时，两件半锁定套与锁定杆抱合固连为一体，无法发生相对的轴向运动，从而将平面伸缩辅支撑件或空间伸缩辅支撑件的长度锁定。

本发明另一更进一步的优选实施方式，在所述锁定杆长度方向上设置有均布的三角形外齿圈或三角形外螺纹；在所述半锁定套内设置有相应的三角形内齿圈或三角形内螺纹。采用该实施方式，半锁定套与锁定杆之间可通过三角形齿圈或三角形螺纹啮合，轴向定位更为可靠。

本发明又一更进一步的优选实施方式，所述立柱部包括固定立柱与活动立柱，固定立柱与底座部固连，活动立柱活动支承在固定立柱上，活动立柱与固定立柱之间连接有升降传动机构。采用该实施方式，作为组件安装支架的支承件的基座具有高度调节功能，可以在风力超过一定级别的恶劣天气状况下将组件安装支架降低高度，进一步提高光伏发电设备的整体刚性，避免因大风可能造成的光伏发电设备的损坏；并且在此种情况下，平面伸缩支撑件、空间伸缩支撑件以及各平面伸缩辅支撑件和空间伸缩辅支撑件将自动调节伸缩长度，将组件安装支架维持在水平状态，减少迎风面积，将风力破坏作用减至最小。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明全方位跟踪光伏发电设备作进一步的详细说明。

图1是本发明全方位跟踪光伏发电设备一种具体实施方式的结构示意图；

图2是图1所示结构另一工作位置的示意图；

图3是图1所示结构中A部位的局部放大视图；

图4是图2中B部位的局部放大视图；

图5是图2中C部位的局部放大视图；

图6是本发明中基座的一种优选实施方式的结构示意图。

图中：1－光伏组件、2－组件安装支架、3－空间伸缩辅支撑件、4－空间铰支连接件、5－长度锁定机构、51－半锁定套、52－电磁铁、53－锁定杆、6－平面铰支连接件、7－平面伸缩辅支撑件、8－十字轴、81－轴B、82－轴A、9－基座、91－立柱部、911－固定立柱、912－活动立柱、92－底座部、93－升降传动机构、10－平面伸缩支撑件、11－跟踪驱动机构、12－空间伸缩支撑件、13－铰支座、14－连接座、15－外连组件、151－连接杆、16－剪叉组件、161－剪叉杆、17－中间铰支轴。

具体实施方式

在图1与图2所示的全方位跟踪光伏发电设备中，组件安装支架2为一矩形框架钢构件，光伏组件1安装在该矩形框架钢构件的组件安装支架2上，参见图3，组件安装支架2底部中心部位与十字轴8上的轴A82两端铰连，十字轴8上的轴B81与轴A82相互垂直相交，且轴B81的长度相对短于轴A82的长度，以便于组件安装支架2相对于轴A82转动时具有较大的转角范围，十字轴8上的轴B81两端铰支在基座9的立柱部91上，这样组件安装支架2通过十字轴8支承在基座9的立柱部91上，基座9包括立柱部91与底座部92，基座9的立柱部91为圆柱，其上端呈圆台形，在圆台形上表面设置有与十字轴8上的轴B81铰连的支座，立柱部91的圆台形上端可以增加组件安装支架2的转角范围，基座9的底座部92呈十字形，可以保证对整个发电设备形成支承。

在组件安装支架2周边设置有平面伸缩支撑件10和空间伸缩支撑件12，在组件安装支架2周边还设置有至少一平面伸缩辅支撑件7和至少一空间伸缩辅支撑件3，如图1和图2中所示，在组件安装支架2周边设置有一平面伸缩辅支撑件7和一空间伸缩辅支撑件3，平面伸缩辅支撑件7与平面伸缩支撑件相对设置10，空间伸缩辅支撑件3与空间伸缩支撑件12相对设置。参见图4与图5，所述平面伸缩支撑件10包括若干组剪叉组件16，该平面伸缩支撑件10两端间的间距La伸出时最大为3.5米－12米，收缩时最小为0.3米－1米；所述空间伸缩支撑件12包括若干组剪叉组件16，该空间伸缩支撑件12两端间的间距Lb伸出时最大为3.5米－12米，收缩时最小为0.3米－1米；所述平面伸缩辅支撑件7包括若干组剪叉组件16，该平面伸缩辅支撑件7两端间的间距Lc伸出时最大为3.5米－12米，收缩时最小为0.3米－1米；所述空间伸缩辅支撑件3包括若干组剪叉组件16，该空间伸缩辅支撑件3两端间的间距Ld伸出时最大为3.5米－12米，收缩时最小为0.3米－1米。平面伸缩支撑件10的剪叉组件16、空间伸缩支撑件12的剪叉组件16、平面伸缩辅支撑件7的剪叉组件16以及空间伸缩辅支撑件3中的剪叉组件16均包括两剪叉杆161，剪叉杆161两端设有铰支孔，两剪叉杆161通过中间铰支轴17相互铰连，中间铰支轴17的轴线位于剪叉杆161两端铰支孔中心连线的中点处，相邻两组剪叉组件16的对应剪叉杆端相互铰连；平面伸缩支撑件10、空间伸缩支撑件12、平面伸缩辅支撑件7以及空间伸缩辅支撑件3的两端均设有一外连组件15，所述外连组件15包括两连接杆151，两连接杆151的外连端相互铰连，两连接杆151的另一杆端分别与相邻剪叉组件16的对应剪叉杆端相互铰连，连接杆151两端铰支轴线间的距离等于剪叉杆161两端铰支轴线间距离的二分之一。

参见图3，平面伸缩支撑件10以及平面伸缩辅支撑件7上端外连组件15的外连端分别铰支在平面铰支连接件6上，所述平面铰支连接件6与组件安装支架2铰连，平面铰支连接件6与组件安装支架2之间的铰连轴线与十字轴8的轴A82同轴设置，参见图5，该平面伸缩支撑件10和该平面伸缩辅支撑件7下端外连组件15的外连端分别与基座9的底座部92铰连。

空间伸缩支撑件12和空间伸缩辅支撑件3上端外连组件15的外连端分别铰支在各空间铰支连接件4上，所述空间铰支连接件4与组件安装支架2铰连，参见图4，该空间伸缩支撑件12和该空间伸缩辅支撑件3的下端分别通过各自的连接座14和铰支座13与基座9的底座部92空间铰支，空间伸缩支撑件12和空间伸缩辅支撑件3下端外连组件15的外连端分别与各自的连接座14铰连，各连接座14铰支在各自铰支座13上，各铰支座13分别铰支在基座9的底座部92上。

在平面伸缩支撑件10和空间伸缩支撑件12上均设置有跟踪驱动机构11，参见图4，跟踪驱动机构11为电机驱动的自锁型丝杆螺母机构，当然也可以采用电动推杆。电机驱动的自锁型丝杆螺母机构或电动推杆设置于所述平面伸缩支撑件10或空间伸缩支撑件12上相邻两剪叉组件16的中间铰支轴17之间，丝杆螺母机构的螺母设置在一剪叉组件16的中间铰支轴17上，丝杆螺母机构的丝杆转动支承在另一剪叉组件16的中间铰支轴17上，该丝杆由电机驱动旋转，丝杆螺母机构采用梯形螺纹，具有自锁功能，也可以采用滚珠丝杆通过有自锁功能的步进电机或伺服电机驱动，同样能保证丝杆螺母机构的自锁性。当然，该电机驱动的自锁型丝杆螺母机构或电动推杆也可以设置于外连组件15与相邻剪叉组件16之间。

在平面伸缩辅支撑件7和空间伸缩辅支撑件3上均设置有长度锁定机构5，参见图5，长度锁定机构5设置于平面伸缩辅支撑件7和空间伸缩辅支撑件3上的相邻两剪叉组件16的中间铰支轴17之间，在一剪叉组件16上的中间铰支轴17上固连有锁定杆53，在锁定杆53长度方向上设置有均布的三角形外齿圈或三角形外螺纹，在另一剪叉组件16上的中间铰支轴17上设置有铰连支座，在铰连支座上铰连有两件半锁定套51，在半锁定套51内设置有与锁定杆53相应的三角形内齿圈或三角形内螺纹，两件半锁定套51通过电磁铁52开合连接，两件半锁定套51闭合时与锁定杆53通过三角形齿圈或三角形螺纹抱合而锁定长度位置，两件半锁定套51打开时通过铰连支座限位使得打开角度相等而保证与锁定杆53脱离接触，以便平面伸缩辅支撑件7和空间伸缩辅支撑件3伸缩调节长度尺寸。长度锁定机构5也可以设置于平面伸缩辅支撑件7和空间伸缩辅支撑件3上的外连组件15与相邻剪叉组件16之间，在外连组件15上固连有锁定杆53，在剪叉组件16上设置有可开合的两件半锁定套51，两件半锁定套51通过电磁铁52开合连接。

图6示出了本发明中基座9的一种优选实施方式，基座9的立柱部91包括固定立柱911与活动立柱912，固定立柱911与底座部92固连，活动立柱912活动支承在固定立柱911上，活动立柱912与固定立柱912之间连接有升降传动机构93，这样基座9可以具有高度调节功能，可以在风力超过一定级别的恶劣天气状况下将组件安装支架2降低高度，并且在此种情况下，平面伸缩支撑件10、空间伸缩支撑件12以及各平面伸缩辅支撑件7和空间伸缩辅支撑件3将自动调节伸缩长度，将组件安装支架2维持在水平状态，这样可进一步提高光伏发电设备的整体刚性，减少迎风面积，避免因大风可能造成的光伏发电设备的损坏。

本全方位跟踪光伏发电设备支承牢靠，刚性佳，组件安装支架2得到平面伸缩支撑件10、空间伸缩支撑件12、平面伸缩辅支撑件7以及空间伸缩辅支撑件3的有效支撑，挠度小，外形尺寸可以较大，正常可以支承24块光伏组件1（如图2所示），最多可以支承40块甚至60块以上的光伏组件1，装机最大容量在10千瓦至15千瓦以上。工作过程中，组件安装支架2上的各光伏组件1相互电连接，并通过光伏电缆与光伏逆变器等相应设备连接，以输出光伏组件1接受太阳辐射所产生的电能；两跟踪驱动机构11与控制系统电连接，根据控制系统的指令，两跟踪驱动机构11分别通过平面伸缩支撑件10或空间伸缩支撑件12驱动组件安装支架2改变空间角度位置以实现对太阳位置的跟踪，使其上的光伏组件1的受光面与太阳光线垂直，达到最大的发电效率，各平面伸缩辅支撑件7和空间伸缩辅支撑件3在跟踪实施过程中解锁实时伸缩改变支撑长度，在跟踪完成时立即锁定长度尺寸，为组件安装支架2提供了可靠的支撑。

以上仅列出了本发明的一些具体实施方式，但本发明并不仅限于此，还可以作出较多的改进与变换，例如，在所述组件安装支架2周边也可以不是设置一空间伸缩辅支撑件3，而可以是设置多个空间伸缩辅支撑件3，优选的方案可以是设置五个空间伸缩辅支撑件3，这样平面伸缩支撑件10和空间伸缩支撑件12分别设置于矩形的组件安装支架2相邻两边的中部，一平面伸缩辅支撑件7安装在与平面伸缩支撑件10相对的一边的中部，一空间伸缩辅支撑件3安装在与空间伸缩支撑件12相对的一边的中部，其余四空间伸缩辅支撑件3分别安装在矩形的组件安装支架2的角部；所述空间伸缩支撑件12和空间伸缩辅支撑件3的下端也可以不是分别通过各自的连接座14和铰支座13与基座9的底座部92空间铰支，而可以是通过球铰或其它结构形式的组合铰链结构来与基座9的底座部92空间铰支；所述电机驱动的自锁型丝杆螺母机构或电动推杆也可以不是设置于所述平面伸缩支撑件10或空间伸缩支撑件12上相邻两剪叉组件16的中间铰支轴17之间，而可以是铰连于相邻两剪叉组件16上剪叉杆161的其它适当部位；所述长度锁定机构5也可以不是设置于平面伸缩辅支撑件7和空间伸缩辅支撑件3上的相邻两剪叉组件16的中间铰支轴17之间，而可以是铰连于相邻两剪叉组件16上剪叉杆161的其它适当部位；所述组件安装支架2的外形也并不是限定为矩形，而可以是其它任意形状。如此等等，只要是在本发明基本原理基础上所作出的改进与变换，均应视为落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种全方位跟踪光伏发电设备，包括组件安装支架（2）及基座（9），其特征在于：所述基座（9）包括立柱部（91）与底座部（92），所述组件安装支架（2）通过十字轴（8）支承在基座（9）的立柱部（91）上，该十字轴（8）上轴A（82）和轴B（81）分别与组件安装支架（2）和基座（9）的立柱部（91）铰连；在组件安装支架（2）周边设置有平面伸缩支撑件（10）和空间伸缩支撑件（12），在组件安装支架（2）周边还设置有至少一平面伸缩辅支撑件（7）和至少一空间伸缩辅支撑件（3）；所述平面伸缩支撑件（10）包括若干组剪叉组件（16），该平面伸缩支撑件（10）两端间的间距La伸出时最大为3.5米－12米，收缩时最小为0.3米－1米；所述空间伸缩支撑件（12）包括若干组剪叉组件（16），该空间伸缩支撑件（12）两端间的间距Lb伸出时最大为3.5米－12米，收缩时最小为0.3米－1米；所述平面伸缩辅支撑件（7）包括若干组剪叉组件（16），该平面伸缩辅支撑件（7）两端间的间距Lc伸出时最大为3.5米－12米，收缩时最小为0.3米－1米；所述空间伸缩辅支撑件（3）包括若干组剪叉组件（16），该空间伸缩辅支撑件（3）两端间的间距Ld伸出时最大为3.5米－12米，收缩时最小为0.3米－1米；所述平面伸缩支撑件（10）以及平面伸缩辅支撑件（7）的上端分别铰支在平面铰支连接件（6）上，所述平面铰支连接件（6）与组件安装支架（2）铰连，平面铰支连接件（6）与组件安装支架（2）之间的铰连轴线与十字轴（8）的轴A（82）同轴设置，该平面伸缩支撑件（10）和该平面伸缩辅支撑件（7）的下端分别与基座（9）的底座部（92）铰连；所述空间伸缩支撑件（12）和空间伸缩辅支撑件（3）的上端分别铰支在各空间铰支连接件（4）上，所述空间铰支连接件（4）与组件安装支架（2）铰连，该空间伸缩支撑件（12）和该空间伸缩辅支撑件（3）的下端分别与基座（9）的底座部（92）空间铰支；在所述平面伸缩支撑件（10）和空间伸缩支撑件（12）上均设置有跟踪驱动机构（11）；在所述平面伸缩辅支撑件（7）和空间伸缩辅支撑件（3）上均设置有长度锁定机构（5）。

2.根据权利要求1所述的全方位跟踪光伏发电设备，其特征在于：在所述组件安装支架（2）周边设置有一平面伸缩辅支撑件（7）和一空间伸缩辅支撑件（3），平面伸缩辅支撑件（7）与平面伸缩支撑件相对设置（10），空间伸缩辅支撑件（3）与空间伸缩支撑件（12）相对设置。

3.根据权利要求1所述的全方位跟踪光伏发电设备，其特征在于：所述组件安装支架（2）呈矩形，该组件安装支架底部中心部位通过十字轴（8）支承在基座（9）的立柱部（91）上，所述平面伸缩支撑件（10）和空间伸缩支撑件（12）分别设置于矩形组件安装支架（2）相邻两边的中部，在所述组件安装支架（2）周边设置有一平面伸缩辅支撑件（7）和五空间伸缩辅支撑件（3），其中一平面伸缩辅支撑件（7）安装在与平面伸缩支撑件（10）相对的一边的中部，一空间伸缩辅支撑件（3）安装在与空间伸缩支撑件（12）相对的一边的中部，其余四空间伸缩辅支撑件（3）分别安装在矩形组件安装支架（2）的角部。

4.根据权利要求1 、2或3所述的全方位跟踪光伏发电设备，其特征在于：所述平面伸缩支撑件（10）的剪叉组件（16）、空间伸缩支撑件（12）的剪叉组件（16）、平面伸缩辅支撑件（7）的剪叉组件（16）以及空间伸缩辅支撑件（3）中的剪叉组件（16）均包括两剪叉杆（161），剪叉杆（161）两端设有铰支孔，两剪叉杆（161）通过中间铰支轴（17）相互铰连，中间铰支轴（17）的轴线位于剪叉杆（161）两端铰支孔中心连线的中点处，相邻两组剪叉组件（16）的对应剪叉杆端相互铰连；平面伸缩支撑件（10）、空间伸缩支撑件（12）、平面伸缩辅支撑件（7）以及空间伸缩辅支撑件（3）的两端均设有一外连组件（15），所述外连组件（15）包括两连接杆（151），两连接杆（151）的外连端相互铰连，两连接杆（151）的另一杆端分别与相邻剪叉组件（16）的对应剪叉杆端相互铰连，连接杆（151）两端铰支轴线间的距离等于剪叉杆（161）两端铰支轴线间距离的二分之一。

5.根据权利要求1、2或3所述的全方位跟踪光伏发电设备，其特征在于：所述空间伸缩支撑件（12）和空间伸缩辅支撑件（3）的下端分别通过各自的连接座（14）和铰支座（13）与基座（9）的底座部（92）空间铰支，空间伸缩支撑件（12）和空间伸缩辅支撑件（3）的下端分别与各自的连接座（14）铰连，各连接座（14）铰支在各自铰支座（13）上，各铰支座（13）分别铰支在基座（9）的底座部（92）上。

6.根据权利要求1所述的全方位跟踪光伏发电设备，其特征在于：所述跟踪驱动机构（11）为电机驱动的自锁型丝杆螺母机构或电动推杆。

7.根据权利要求6所述的全方位跟踪光伏发电设备，其特征在于：所述电机驱动的自锁型丝杆螺母机构或电动推杆设置于所述平面伸缩支撑件（10）或空间伸缩支撑件（12）上相邻两剪叉组件（16）之间或外连组件（15）与相邻剪叉组件（16）之间。

8.根据权利要求1所述的全方位跟踪光伏发电设备，其特征在于：所述长度锁定机构（5）设置于所述平面伸缩辅支撑件（7）和空间伸缩辅支撑件（3）上相邻两剪叉组件（16）之间或外连组件（15）与相邻剪叉组件（16）之间，在一剪叉组件（16）上或一外连组件（15）上固连有锁定杆（53），在另一剪叉组件（16）上设置有可开合的两件半锁定套（51），两件半锁定套（51）通过电磁铁（52）开合连接。

9.根据权利要求8所述的全方位跟踪光伏发电设备，其特征在于：在所述锁定杆（53）长度方向上设置有均布的三角形外齿圈或三角形外螺纹；在所述半锁定套（51）内设置有相应的三角形内齿圈或三角形内螺纹。

10.根据权利要求1所述的全方位跟踪光伏发电设备，其特征在于：所述立柱部（91）包括固定立柱（911）与活动立柱（912），固定立柱（911）与底座部（92）固连，活动立柱（912）活动支承在固定立柱（911）上，活动立柱（912）与固定立柱（912）之间连接有升降传动机构（93）。