CN201213244Y - 自动跟踪太阳能光伏发电装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种自动跟踪太阳能光伏发电装置，包括基座、转盘轴承、太阳能光伏组件、电池平台、支架、升降机、控制系统，通过行星减速机输出齿轮内啮合转盘轴承内圈上的轮齿，推动转盘轴承外圈、转盘轴承盖及安装在转盘轴承盖上的支架带动光伏组件安装平面转动，实现在东西方位角的跟踪。通过升降机的升降杆驱动电池平台绕转轴转动，在仰角方向上对太阳光的自动跟踪。本实用新型为两轴跟踪系统，可同时实现在方位角和仰角方向上自动跟踪太阳光线入射角度，能以最大限度地吸收太阳光，比固定式安装增效35％以上，比单轴跟踪系统增效15％以上。
Description
(一)技术领域：
本实用新型涉及一种自动跟踪太阳能光伏发电装置，属于太阳能应用技术领域。
(二)背景技术：
随着太阳能光伏发电的发展，运用独立运行和并网太阳能光伏发电系统分别解决边远无电地区用电和在城市中缓解能源供应紧张发挥了重要的作用，并网光伏系统正在成为世界范围内的研究热点。不论是独立运行系统或并网光伏发电系统，如何利用有限的空间和面积，提高系统的效率，获得最大的能量，就显得更为重要，若在太阳能收集装置中使用自动跟踪装置，使太阳光始终垂直照射在太阳能收集器，则接收到的太阳辐射将大大增加。可见，应用太阳自动跟踪系统可以有效提高太阳能利用率。
目前国内科学工作者和企业界也研究出一些跟踪装置，但都是停留在实验室，主要原因是因跟踪系统的增效和其跟踪装置成本的比值太低，或由于设计得装置不太可靠、结构复杂和跟踪电机功率大，能耗高，有些是因为有复杂的电路，在室外冬夏季节恶劣的环境下工作时，其中的电子元器件极易损坏。由于两轴跟踪系统的高增效，现在是竞相研发的重点，到目前为止，国内还没有经过规模工程验证的两轴跟踪系统出现，尤其是中大型的可用于并网光伏发电的两轴跟踪系统还是空白。
最接近的现有技术为只能调整光伏组件倾角的单轴跟踪太阳能光伏发电装置，它由基座、太阳能光伏组件、电池平台、支架、升降机、控制系统组成，所述支架下端安装于固定于地面上的基座上，安装有太阳能光伏组件的电池平台安装于支架上端，该电池平台的一侧与支架上端通过转轴相连接，电池平台的另一侧与升降机的升降杆相连接，控制系统给出控制信号驱动升降机工作，通过升降机的升降杆驱动电池平台绕转轴转动，从而实现在仰角方向上对太阳光的自动跟踪。
(三)发明内容：
本实用新型旨在提供一种可同时实现在方位角和仰角方向上自动跟踪太阳光线入射角度的自动跟踪太阳能光伏发电装置。
本实用新型的技术解决方案如下：
一种自动跟踪太阳能光伏发电装置，包括基座、太阳能光伏组件、电池平台、支架、升降机、控制系统，所述基座固定安装于地面上，所述支架由多根支撑柱、支撑臂组成，安装有太阳能光伏组件的电池平台安装于支架上端，该电池平台的一侧与支架上端通过转轴相连接，电池平台的另一侧与升降机的升降杆相连接，控制系统给出控制信号驱动升降机工作，通过升降机的升降杆驱动电池平台绕转轴转动实现在仰角方向上对太阳光的自动跟踪，其特征在于：所述基座上安装有转盘轴承，转盘轴承的内圈与基座固定连接，所述转盘轴承的内圈内壁开有轮齿，所述支架下端固定安装于与转盘轴承的外圈固定相连接的转盘轴承盖上，它还包括一个安装位置固定的由电机驱动的行星减速机，该行星减速机的输出齿轮与所述转盘轴承的内圈内啮合，控制系统给出控制信号驱动电机进而带动行星减速机工作。
本实用新型通过采用电机经行星齿轮减速后再通过内啮合转盘轴承的内圈上的轮齿运动，推动支撑在轴承上的转盘轴承盖转动，而安装有光伏组件的支架又固定在转盘轴承盖上，从而带动光伏组件安装平面的转动，实现在东西方位角的跟踪。可同时实现在方位角和仰角方向上自动跟踪太阳光线入射角度，能以最大限度地吸收太阳光，方便地实现了发明目的。其运动控制可采用PLC等方式进行控制。
进一步的技术方案为：
所述横梁安装于支架的中部，它将支架的各支撑柱、支撑臂连接为一体，所述升降机安装于该横梁上。
又一改进之处在于：
所述横梁安装于支架的上部，它将支架的各支撑柱、支撑臂的顶端连接为一体。
上述两种不同的技术方案，使得本实用新型从外形上分别呈“V”型和“W”型，前者(“V”型、横梁安装于支架的中部)结构简单，性价比高，后者(“W”型、横梁安装于支架的上部)，强度高，可承受很大的动载荷，可适应复杂苛刻的户外使用环境，具有很强的抗风性，可抵御12级飓风。其可承受最大风速达135km/h。
本实用新型中，光伏组件安装平面可以安装目前光伏厂家生产的大多数组件，其安装基座无需埋入地下，制造装配容易、安装维修方便，整套系统的性价比高。
(四)附图说明：
以下将结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明：
附图1为本实用新型第一个实施例的示意图。
附图2为图1所示实施例的另一方向的示意图。
附图3为图1所示实施例的局部放大图。
附图4为本实用新型第二个实施例的示意图。
附图1、2中，各序号分别为：1、基座；2、转盘轴承；3、行星减速机输出齿轮；4、底板；5、结构预埋件；6、转盘轴承盖；7、行星减速机；8、轮齿；9、支撑柱；10、支架；11、支撑臂；12、电池板转轴；13、电源柜支架；14、电源柜；15、交直流转换器；16、横梁；17、电池平台；18、升降杆；19、升降机；20、电机；21、电器转换连接柜；22、U型螺栓；23、斜撑；24、升降机座；25、电器控制柜；26、升降机端销；27、气弹簧；28、纵梁；29、支撑臂加强拉杆
附图4中，各序号分别为：1、基座；2、转盘轴承；4、底板；5、结构预埋件；6、转盘轴承；11、支撑臂；12、电池板转轴；14、电源柜；16、横梁；17、电池平台；18、升降杆；19、升降机；20、电机；24、升降机座；26、升降机端销；27、气弹簧；30、中间支架(左)；31、中间支架(右)；32、电器控制柜支架；33、电器转换柜支架；34、气弹簧端销
(五)具体实施方式：
参见附图1、2，本实用新型第一个实施例为“V”型自动跟踪太阳能光伏发电装置，它包括基座、转盘轴承、太阳能光伏组件、电池平台、支架、升降机、行星减速机、控制系统几大部分，
其中，基座1固定安装于地面上，所述基座1上通过结构预埋件5固定安装有底板4，转盘轴承2的内圈与底板4固定连接，转盘轴承2的内圈上开有轮齿8。
支架10由多根支撑柱9、支撑臂11、斜撑23组成，它们通过横梁16连接为一体，横梁16上装有交直流转换器15、电器控制柜25、电器转换连接柜21等。
支架10的下端固定安装于与转盘轴承2的外圈相连接的转盘轴承盖6上，行星减速机7固定安装于转盘轴承盖6上，它由电机20驱动，行星减速机7的输出齿轮3与所述转盘轴承2的内圈内啮合，控制系统给出控制信号驱动电机20带动行星减速机7工作，输出齿轮3内啮合转盘轴承2的内圈上的轮齿，由于底板、内圈均与基座固定连接不动，在反作用力的作用下，转盘轴承2的外圈、与转盘轴承外圈相连接的转盘轴承盖6、安装于转盘轴承盖6上的支架10、及安装于支架上的光伏组件安装平转动，这就实现在东西方位角的跟踪。
安装有太阳能光伏组件的电池平台17通过电池板转轴12安装于支架10上端，并可绕转轴12转动，电池平台的另一侧与升降机19的升降杆18相连接，控制系统给出控制信号驱动升降机19工作，通过升降机的升降杆18驱动电池平台17绕转轴12转动，从而实现在仰角方向上对太阳光的自动跟踪。
参见附图4，本实用新型第二个实施例所示的“W”型自动跟踪太阳能光伏发电装置，主要由基座1、太阳能光伏组件(图中未标示)、电池平台17、升降机座24、升降机19、中间支架30、31、支撑臂11、横梁16、气弹簧27、气弹簧插销34、转盘轴承2、转盘轴承盖6、行星减速机(图中未标示)、控制系统(图中未标示)等组成。该实施例中，支架由中间支架30、31、支撑臂11通过横梁16连接为一体，主机械支撑结构呈A型钢结构设计。
支架同样下端固定安装于转盘轴承盖6上，行星减速机的输出齿轮(图中未标示)与所述转盘轴承2的内圈内啮合，控制系统给出控制信号驱动电机进而带动行星减速机工作，通过内啮合轮齿运动，推动支撑在轴承2上的转盘轴承盖6转动，进而带动支架及安装于支架光伏组件安装平面的转动，实现在东西方位角的跟踪。
在仰角方向上对太阳光的自动跟踪同样是控制系统给出控制信号驱动升降机19工作，通过升降机的升降杆18驱动电池平台17绕转轴12转动实现的。
上述两个实施例均为两轴跟踪系统，组件安装面积可达84m2，方位角跟踪角度范围为±120°，仰角跟踪角度范围为0～60°，单台容量达11KW，最大功率为12kw。适合于各种类型的太阳能组件，比固定式安装增效35％以上，比单轴跟踪系统增效15％以上。
上述两个实施例对于本领域技术人员而言，阅读本说明书后毋需付出创造性劳动即可再现出，在此就不详述了。当然，在本实用新型的发明构思下，本实用新型有多种具体实施形式，这对本领域技术人员阅读本说明书后毋需付出创造性劳动即可再现出，在此就不详述了。
Claims (3)
1、一种自动跟踪太阳能光伏发电装置，包括基座、太阳能光伏组件、电池平台、支架、升降机、控制系统，所述基座固定安装于地面上，所述支架由多根支撑柱、支撑臂组成，安装有太阳能光伏组件的电池平台安装于支架上端，该电池平台的一侧与支架上端通过转轴相连接，电池平台的另一侧与升降机的升降杆相连接，控制系统给出控制信号驱动升降机工作，通过升降机的升降杆驱动电池平台绕转轴转动实现在仰角方向上对太阳光的自动跟踪，其特征在于：所述基座上安装有转盘轴承，转盘轴承的内圈与基座固定连接，所述转盘轴承的内圈上还开有轮齿，所述支架下端固定安装于与转盘轴承的外圈固定相连接的转盘轴承盖上，它还包括一个安装于转盘轴承盖上的由电机驱动的行星减速机，该行星减速机的输出齿轮与所述转盘轴承的内圈内啮合，控制系统给出控制信号驱动电机进而带动行星减速机工作。
2、根据权利要求1所述的自动跟踪太阳能光伏发电装置，其特征在于：所述横梁安装于支架的中部，它将支架的各支撑柱、支撑臂连接为一体，所述升降机安装于该横梁上。
3、根据权利要求1所述的自动跟踪太阳能光伏发电装置，其特征在于：所述横梁安装于支架的上部，它将支架的各支撑柱、支撑臂的顶端连接为一体。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C56 | Change in the name or address of the patentee |
Owner name: TAITONG ( TAIZHOU ) INDUSTRIAL CO., LTD. Free format text: FORMER NAME: TAIZHOU ZHONGSHENG TAITONG PHOTOELECTRIC CO., LTD. |
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| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: Kowloon Taiwan Industrial Park in Jiangsu city of Taizhou Province, Lu Yao, zip code: 225300 Patentee after: Taitong (Taizhou) Industry Co.,Ltd. Address before: Kowloon Taiwan Industrial Park in Jiangsu city of Taizhou Province, Lu Yao, zip code: 225300 Patentee before: Taizhou ET Solar Co., Ltd. |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Effective date of registration: 20091104 Pledge (preservation): Pledge |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Effective date of registration: 20091104 Pledge (preservation): Pledge |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20101208 Granted publication date: 20090325 Pledgee: Taizhou Haicheng Company limited by guarantee Pledgor: Taitong (Taizhou) Industry Co.,Ltd. Registration number: 2009320000635 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of utility model: Method for synchronized array tracking solar photovoltaic generator automatically Effective date of registration: 20121206 Granted publication date: 20090325 Pledgee: Jiangsu credit re Company limited by guarantee Pledgor: Taitong (Taizhou) Industry Co.,Ltd. Registration number: 2012990000761 |
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| PLDC | Enforcement, change and cancellation of contracts on pledge of patent right or utility model | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20140527 Granted publication date: 20090325 Pledgee: Jiangsu credit re Company limited by guarantee Pledgor: Taitong (Taizhou) Industry Co.,Ltd. Registration number: 2012990000761 |
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| PLDC | Enforcement, change and cancellation of contracts on pledge of patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20170609 Address after: 225312 Jiangsu Province, Taizhou City Hailing Jiulong Town Yaojia Road No. 1 Patentee after: Sun Sheng Amperex Technology Limited Address before: Kowloon Taiwan Industrial Park in Jiangsu city of Taizhou province Yaojia road 225300 Patentee before: Taitong (Taizhou) Industry Co.,Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20090325 |
|
| CX01 | Expiry of patent term |