CN107294482A - 一种光伏系统及其跟踪机构 - Google Patents

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蔡浩
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRA-RED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00Supporting structures for PV modules
    • H02S20/30Supporting structures being movable or adjustable, e.g. for angle adjustment
    • H02S20/32Supporting structures being movable or adjustable, e.g. for angle adjustment specially adapted for solar tracking
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    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Abstract

本发明公开了一种光伏系统及其跟踪机构,跟踪机构包括立柱、传动机构和驱动器,驱动器固定在立柱上且与传动机构连接;传动机构包括主梁连接杆、第一撑杆、驱动连杆和第二撑杆,四个连杆依次铰接形成一四连杆机构,主梁连接杆上设有用于固定安装主梁的安装部,主梁连接杆与第一撑杆和主梁连接杆与第二撑杆的铰接点分别位于安装部的两侧,驱动连杆与驱动器的输出端连接。本发明的光伏系统及其跟踪机构省去了主梁和立柱之间的塑料轴承,从而避免了塑料轴承寿命较短及结构不稳固对整套跟踪机构的影响,还可以使连杆机构的旋转中心与主梁及光伏组件的重心重合,从而避免了主梁及光伏组件旋转时其重力对主梁产生额外的扭矩。

Description

一种光伏系统及其跟踪机构
技术领域
[0001]本发明涉及光伏领域的系统结构设计,尤指一种光伏系统及其跟踪机构。
背景技术
[0002]光伏跟踪机构是能够自动跟踪太阳并提高总体发电量的光伏系统。太阳光伏阵列 自动跟踪机构通过实时跟踪太阳运动,使太阳光直射光伏阵列,从而增加光伏阵列接收到 的太阳辐射量,提高太阳光伏发电系统的总体发电量。使用广泛的有四种太阳光伏自动跟 踪机构,包括水平单轴跟踪、双立柱斜单轴跟踪、垂直单轴跟踪和双轴跟踪,其中水平单轴 跟踪和倾斜单轴跟踪、垂直单轴跟踪只有一个旋转自由度,双轴跟踪具有两个旋转自由度。
[0003] 现有的光伏发电的跟踪支架通常是将主梁安装在立柱上,且主梁和立柱支架设置 塑料轴承,使主梁可以在立柱上旋转,而光伏系统一般在户外使用,主梁及其塑料轴承需要 承受一定的载荷,且在野外恶劣的工作环境之下,主梁上的塑料轴承容易老化和磨损。并 且,在现有的光伏发电系统中,主梁与光伏组件的重心与主梁的旋转中心不重合,这会导致 组件在旋转到非水平的方向时,主梁与光伏组件的重力会对主梁产生额外的扭矩,对跟踪 机构的受力不利。
[0004] 因此,本申请人致力于提供一种新型的光伏系统及其跟踪机构。
发明内容
[0005] 本发明的目的是提供一种光伏系统及其跟踪机构,其省去了主梁和立柱之间的塑 料轴承,避免了塑料轴承寿命较短及结构不稳固对整套跟踪机构的影响,还可以使连杆机 构的旋转中心与主梁及光伏组件的重心重合,从而避免了主梁及光伏组件旋转时其重力对 主梁产生额外的扭矩。
[0006] 本发明提供的技术方案如下:
[0007] 一种光伏跟踪机构,包括立柱、传动机构和驱动器,所述驱动器固定在所述立柱 上,所述驱动器与所述传动机构连接,所述驱动器驱动所述传动机构;所述传动机构包括主 梁连接杆、第一撑杆、驱动连杆和第二撑杆,所述主梁连接杆、第一撑杆、驱动连杆和第二撑 杆依次铰接形成一四连杆机构,所述主梁连接杆上设有用于固定安装主梁的安装部,所述 主梁连接杆与所述第一撑杆的铰接点和所述主梁连接杆与第二撑杆的铰接点分别位于所 述安装部的两侧,所述驱动连杆与所述驱动器的输出端连接。
[0008] 优选地,所述传动机构还包括一第一调节杆,所述第一调节杆的第一端与所述立 柱铰接,第二端与所述第二撑杆铰接,且所述第一调节杆与所述立柱的铰接点位于所述驱 动连杆与驱动器的铰接点的下方,所述第二撑杆与驱动连杆的较接点位于所述第二撑杆与 第一调节杆的铰接点和所述第二撑杆与主梁连接杆的铰接点之间,所述第一调节杆、第二 撑杆、驱动连杆和立柱形成一四连杆机构。 _
[0009] 优选地,所述传动机构还包括第二调节杆,所述第二调节杆的第一端与所述立柱 铰接,第二端与所述第一撑杆铰接,且所述第二调节杆与所述立柱的铰接点位于所述驱动 连杆与驱动器的铰接点的下方,所述第一撑杆与驱动连杆的铰接点位于所述弟一撑什和弟 二调节杆的铰接点与所述第一撑杆和主梁连接杆的铰接点之间,所述第二调节杆、第一撑 杆、驱动连杆和立柱形成一四连杆机构。 _
[0010] 优选地,所述第一调节杆与立柱的铰接点和所述第二调节杆与立柱的铰接点重 合。
[0011] 优选地,所述主梁连接杆为一杆状结构,所述杆状结构的中间段具有一用于安装 所述主梁的凹槽,且所述凹槽的开口背离所述立柱,所述杆状结构背离所述立柱的表面为 一平面。
[0012] 优选地,所述主梁连接杆为一杆状结构,所述杆状结构背离所述立柱的表面为一 平面,所述主梁连接杆上设有多个用于固定安装所述主梁的螺栓组件。
[0013] 优选地,所述主梁为圆管、方管或多边形管。
[0014] 优选地,所述主梁连接杆的旋转范围为-60 °〜60 °。
[0015] 本发明还公开了 一种光伏系统,包括:至少一个主梁及多个上述光伏跟踪机构,所 述主梁与所述光伏跟踪机构中的主梁连接杆固定连接,所述主梁上设有光伏组件。
[0016] 本发明提供的一种光伏系统及其跟踪机构能够带来以下至少一种有益效果:
[0017] 1、本发明的光伏跟踪机构可以将主梁安装在传动机构的主梁连接杆上,通过驱动 器驱动传动机构转动,从而带动主梁连接杆转动,进一步可带动主梁转动,本跟踪机构在安 装主梁时,省去了主梁和立柱之间的塑料轴承,从而避免了塑料轴承寿命较短及结构不稳 固对整套跟踪机构的影响。
[0018] 2、本发明的光伏跟踪机构中驱动器驱动连杆机构转动时,连杆机构的旋转中心与 主梁及安装在主梁上的光伏组件的重心重合,这样设置避免了主梁连接杆在转动时,主梁 及光伏组件的重力对主梁产生额外的扭矩。
[0019] 3、本发明的光伏跟踪机构中通过设置第一调节杆,形成第一调节杆、第二撑杆、驱 动连杆和立杆形成的四连杆机构,可以保证传动机构在转动时,第二撑杆的稳定性,进一步 保证了主梁连接杆、第一撑杆、驱动连杆及第二撑杆形成的四边形的结构稳定性,避免主梁 连接杆上的主梁和光伏组件不会发生倾倒。
[0020] 4、本发明的光伏跟踪机构中通过设置第二调节杆,形成第二调节杆、第一撑杆、驱 动连杆和立杆形成的四连杆机构,可以保证传动机构在转动时,第一撑杆的稳定性,进一步 保证了主梁连接杆、第一撑杆、驱动连杆及第二撑杆形成的四边形的结构稳定性,避免主梁 连接杆上的主梁和光伏组件不会发生倾倒。
[0021] 5、本发明的光伏跟踪机构将主梁连接杆背离立柱的表面设为平面可以便于主梁 连接杆与主梁上的光伏组件进行配合,在使用时,传动机构始终位于光伏组件的下方,传动 机构不会在光伏组件上形成阴影,并且便于清洗设备持续清洁光伏组件。
附图说明
[0022] 下面将以明确易懂的方式,结合附图说明优选实施方式,对本发明的光伏系统及 其跟踪机构的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
[0023] 图1是本发明的光伏跟踪机构的一种具体实施例的结构示意图;
[0024]图2是图1中所示的光伏跟踪机构的在初始状态和旋转时的结构示意图;
[0025]图3是图1中所示的光伏跟踪机构的在旋转角度为—60°的结构示意图;
[0026]图4是图1中所示的光伏跟踪机构的在旋转角度为6〇°的结构示意图;
[0027]图5是图1中所示的光伏跟踪机构的主梁连接杆的结构示意图;
[0028]图6是本发明的光伏跟踪机构的另一种具体实施例的结构示意图;
[0029]图7是图6中所示的光伏跟踪机构的主梁连接杆的结构示意图;
[0030]图8是本发明的光伏跟踪机构的另一种具体实施例的结构示意图;
[0031]图9是本发明的光伏系统的一种具体实施例的结构示意图;
[0032]图10是本发明的光伏系统的另一种具体实施例的结构示意图。
[0033]附图标号说明:
[0034] 立柱10;驱动器20;传动机构30、主梁连接杆31、第一撑杆32、驱动连杆33、第二撑 杆34、第一调节杆35、第二调节杆36;主梁40。
具体实施方式
[0035]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对照附图说明 本发明的具体实施方式。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于 本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他 的附图,并获得其他的实施方式。为使图面简洁,各图中的只示意性地表示出了与本发明相 关的部分,它们并不代表其作为产品的实际结构。
[0036] 实施例一
[0037] 本具体实施例公开了一种光伏跟踪机构,包括立柱、传动机构和驱动器。驱动器固 定在立柱上,驱动器与传动机构连接,驱动器驱动传动机构。传动机构包括主梁连接杆、第 一撑杆、驱动连杆和第二撑杆,且主梁连接杆、第一撑杆、驱动连杆和第二撑杆依次铰接形 成一四连杆机构,主梁连接杆上设有用于固定安装主梁的安装部,主梁连接杆与第一撑杆 的铰接点和主梁连接杆与第二撑杆的铰接点分别位于安装部的两侧,驱动连杆与驱动器的 输出端连接。
[0038]本具体实施例的光伏跟踪机构在使用时,通过主梁连接杆固定连接主梁,驱动器 带动驱动连杆转动,驱动连杆进一步带动与其铰接的第一撑杆和第二撑杆转动,第一撑杆 和第二撑杆进一步带动与其铰接的主梁连接杆转动,同时带动安装在主梁连接杆上的主梁 及安装在主梁上的光伏组件转动。
[0039]相比于传统的光伏跟踪机构,本具体实施例在安装主梁时,只需将其固定在传动 机构中的主梁连接杆上即可,不需要设置塑料轴承,从而避免了塑料轴承寿命短及结构不 稳固造成的系统不能持续高效运转的问题。另外,本具体实施例中主梁连接杆的旋转中心 可以与主梁及安装在主梁上的光伏组件的重心重合,从而避免了主梁连接杆在旋转时,主 梁及光伏组件的重心对主梁连接杆产生额外的扭矩。
[0040] 实施例二
[0041] 如图1至5所示,本具体实施例公开了一种光伏跟踪机构。与实施例一相同,本具体 实施例中,光伏跟踪机构也包括立柱10、传动机构和驱动器20。如图1至4所示,驱动器20固 定在立柱10上,驱动器20与传动机构连接,驱动器20驱动传动机构。传动机构包括主梁连接 杆31、第一撑杆32、驱动连杆33和第二撑杆34,主梁连接杆31、第一撑杆32、驱动连杆33和第 二撑杆34依次铰接形成一四连杆机构。驱动连杆33与驱动器2〇的输出端连接。
[0042] 如图2所示,主梁连接杆在初始状态和转动状态下的示意图,主梁连接杆在这两个 状态下的交点即为主梁连接杆的旋转中心。从图中可以看出,该旋转中心与主梁及安装在 主梁上的光伏组件的重心重合,从而可以避免主梁连接杆在旋转时,主梁及光伏组件的重 心对主梁产生额外的扭矩。
[0043] 与实施例一不同的是,在本具体实施例中,传动机构还包括第一调节杆35,第一调 节杆35的第一端(即图1中所示的第一调节杆35的左端)与立柱10铰接,第二端(即图1中所 示的第一调节杆35的右端)与第二撑杆34铰接,且第一调节杆35与立柱10的铰接点位于驱 动连杆33与驱动器20的铰接点的下方,第二撑杆34与驱动连杆33的铰接点位于第二撑杆34 与第一调节杆35的铰接点和第二撑杆34与主梁连接杆31的铰接点之间,第一调节杆35、第 二撑杆34、驱动连杆33和立柱10形成一四连杆机构。该四连杆机构可以保证第二撑杆M在 转动过程中保持稳定,进一步保证主梁连接杆31的可以平稳转动。
[0044] 如图1至4所示,第一撑杆32的长度小于第二撑杆34的长度,第一调节杆35的长度 为驱动连杆33与的驱动器20的较接点到驱动连杆33与第二撑杆34的铰接点之间的长度,这 里的长度均指有效长度,即各连杆上铰接点之间的长度。通过调节第一调节杆的长度还可 以调节主梁连接杆的旋转中心,使其与立柱的中心重合。
[0045]在本实施例中,主梁连接杆31为一杆状结构,主梁连接杆31上设有用于固定安装 主梁的安装部,该安装部具体为杆状结构的中间段的一凹槽,该凹槽为一方形凹槽,相应 的,主梁应为一方管。该凹槽的开口背离立柱10,主梁连接杆31与第一撑杆32的铰接点和主 梁连接杆31与第二撑杆34的铰接点分别位于该凹槽的两侧。另外,杆状结构背离立柱10的 表面为一平面,将该表面设为平面便于主梁连接杆31与安装在主梁上的光伏组件配合。 [0046]如图3、4所示,在本具体实施例中,驱动装置带动传动机构,传动机构带动主梁连 接杆31在±60°的范围内旋转。
[0047] 实施例三
[0048]实施例三公开了本发明的光伏跟踪机构的另一种具体实施例,其具体结构与实施 例二中的伏跟踪机构基本相同,不同之处在于,二者的主梁连接杆31的结构不同。
[0049]如图6、7所示,在本具体实施例中,主梁连接杆31为一杆状结构,杆状结构背离立 柱10的表面为一平面,主梁连接杆31上设有多个用于固定安装主梁的螺栓组件。也就是说, 本实施例中,主梁连接杆31上不设置安装主梁的凹槽,而是通过螺栓组件将主梁连接杆31 与主梁直接连接,此时,主梁位于主梁连接杆31的下方。
[0050] 实施例四
[0051] 实施例四公开了本发明的光伏跟踪机构的另一种具体实施例,其具体结构与实施 例二中的伏跟踪机构基本相同,不同之处在于,在本具体实施例中,传动机构不仅包括第一 调节杆35,还包括第二调节杆36。第二调节杆36的第一端(即图8中所示的第二调节杆36的 右端)与立柱10铰接,第二端(即图8中所示的第二调节杆36的左端)与第一撑杆32铰接,且 第二调节杆36与立柱10的铰接点位于驱动连杆33与驱动器20的铰接点的下方,第一撑杆32 与驱动连杆33的铰接点位于第一撑杆32和第二调节杆36的铰接点与第一撑杆32和主梁连 接杆31的铰接点之间,第二调节杆36、第一撑杆32、驱动连杆33和立柱10形成一四连杆机 构,该四连杆机构可以保证第一撑杆32在转动时保持稳定,进一步保证主梁连接杆31的平 稳运转。
[0052] 如图8所示,第一调节杆35与立柱10的铰接点和第二调节杆36与立柱10的铰接点 重合,第一撑杆32和第二撑杆34的长度相同,第一调节杆35和第二调节杆36的总长度与驱 动连杆33的长度相同。这里的长度均指有效长度,即连杆的铰接点之间的长度。
[0053] 相比于实施例三,本实施例中多设置了一个调节杆,从而使传动机构的运行更为 平稳。
[0054]当然了,在本发明的光伏跟踪机构的其他具体实施例中,主梁还可以为圆管、五边 形管、六边形管或其他多边形管;主梁连接杆的旋转角度可以根据实际需要调节为±70°、 ±75°、±8〇°或其他合适的角度范围;连杆机构中各连杆的长度可以根据实际需要调节,此 处不再赘述。
[0055] 实施例五
[0056]本具体实施例公开了一种光伏系统,包括一个主梁及一对光伏跟踪机构,且主梁 上设有光伏组件。本实施例中的光伏跟踪机构为实施例一至四中任一实施例中公开的光伏 跟踪机构,如图9所示,驱动器20安装在立柱10上,传动机构30中的驱动连杆与驱动器20连 接,主梁40固定在传动机构30的主梁连接杆上。
[0057] 实施例六
[0058] 本具体实施例公开了另外一种光伏系统,包括一对主梁40及两对光伏跟踪机构, 且主梁上设有光伏组件。一主梁与一对光伏跟踪机构对应连接。本实施例中的光伏跟踪机 构为实施例一至四中任一实施例中公开的光伏跟踪机构。如图10所示,驱动器20安装在立 柱10上,传动机构3〇中的驱动连杆与驱动器20连接,主梁40固定在传动机构的主梁连接杆 上。实际上,本实施例相当于两个实施例五的组合。
[0059] 当然了,在其他具体实施例中主梁和光伏跟踪机构的数目均可以根据实际需要进 行调整,此处不再赘述。
[0060] 应当说明的是,上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选 实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提 下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1. —种光伏跟踪机构,其特征在于: 、._ 包括立柱、传动賴糊动器,臟驱动麵紐臓雄上,臟驱与所述传动 机构连接,所述驱动器驱动所述传动机构; 、、& 所述传动机构包括主梁连接杆、第一撑杆、驱动连杆和第一撑杆,所述主梁连接杆、第 一撑杆、驱动连杆和第二撑杆依次铰接形成—四连杆机构,所述主梁连接杆上设有用于^ 定安装主梁的安装部,所述主梁连接杆与所述第一撑杆的铰接点和所述主梁连^杆与第二 撑杆的铰接点分别位于所述安装部的两侧,所述驱动连杆与所述驱动器的输出端连接。
2. 如权利要求1所述的光伏跟踪机构,其特征在于: 、i、^、 一 所述传动机构还包括一第一调节杆,所述第一调节奸的第一纟而与所述立柱铰接,第一 端与所述第二撑杆铰接,且所述第一调节杆与所述立柱的铰接点位于所述驱动连杆与驱动 器的铰接点的下方,所述第二撑杆与驱动连杆的铰接点位于所述第二撑杆与第一调节杆的 铰接点和所述第二撑杆与主梁连接杆的铰接点之间,所述第一调节杆、第二撑杆、驱动连杆 和立柱形成一四连杆机构。
3. 如权利要求2所述的光伏跟踪机构,其特征在于: ^ 所述传动机构还包括第二调节杆,所述第二调节杆的第一端与所述立柱铰接,第二端 与所述第一撑杆铰接,且所述第二调节杆与所述立柱的铰接点位于所述驱动连杆与驱动器 的铰接点的下方,所述第一撑杆与驱动连杆的铰接点位于所述第一撑杆和第二调节杆的铰 接点与所述第一撑杆和主梁连接杆的铰接点之间,所述第二调节杆、第一撑杆、驱动连杆和 立柱形成一四连杆机构。
4. 如权利要求3所述的光伏跟踪机构,其特征在于: 所述第一调节杆与立柱的铰接点和所述第二调节杆与立柱的较接点重合。
5. 如权利要求1至4中任一项所述的光伏跟踪机构,其特征在于: 所述主梁连接杆为一杆状结构,所述杆状结构的中间段具有一用于安装所述主梁的凹 槽,且所述凹槽的开口背离所述立柱,所述杆状结构背离所述立柱的表面为一平面。
6.如权利要求1至4中任一项所述的光伏跟踪机构,其特征在于: 所述主梁连接杆为一杆状结构,所述杆状结构背离所述立柱的表面为一平面,所述主 梁连接杆上设有多个用于固定安装所述主梁的螺栓组件。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的光伏跟踪机构,其特征在于: 所述主梁为圆管、方管或多边形管。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的光伏跟踪机构,其特征在于: 所述主梁连接杆的旋转范围为-60。〜60。。
9. 一种光伏系统,其特征在于,包括: 至少一个主梁及多个如权利要求丨至8中任一项所述的光伏跟踪机构, 所述主梁与所述光伏跟踪机构中的主梁连接杆固定连接,所述主梁上设有光伏组件。
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