CN202085101U - 太阳能光伏单轴式自动跟踪装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种自动跟踪太阳光调整太阳能电池组件角度的装置，属于太阳能光伏发电技术领域。太阳能光伏单轴式自动跟踪装置，包括支撑固定太阳能电池组件的前、后支撑架及旋转机构，太阳能电池组件的边框上装有光感器，前、后支撑架之间连接有转动长轴，多个太阳能电池组件安装在转动长轴上，由旋转机构在东西方向上自动调整角度。本实用新型不仅结构简单、价格低廉，而且一个驱动机构可以带动多组太阳能电池组件旋转，适用广泛，可以实现东西方向角度自动跟踪调节，南北方向手动调节角度，适用广泛，适合大规模地面电站使用。

Description

太阳能光伏单轴式自动跟踪装置

技术领域

本实用新型涉及一种自动跟踪太阳光调整太阳能电池组件角度的装置，属于太阳能光伏发电技术领域。

背景技术

太阳能光伏电池组件安装系统主要有两种形式：固定倾角式和自动跟踪式，自动跟踪式又分为单轴自动跟踪式和双轴自动跟踪式，从成本上讲，固定倾角式最便宜，双轴自动跟踪式最贵；从发电量上讲，固定倾角式发电最少，双轴自动跟踪式发电最多。从已有安装形式来看，因固定倾角式安装系统价格便宜，所以大多采用固定倾角式，但随着太阳能发电所占能源份额越来越大，人们对发电量的要求也越来越高，自动跟踪式要比固定倾角式多20%~30%的发电量，因此自动跟踪系统越来越多被采用，但高昂的价格成为自动跟踪系统广泛使用的障碍，双轴自动跟踪系统如专利号200910198510.3《向日葵式太阳能发电系统》公开了一种典型的双轴自动跟踪系统，但由于南北方向、东西方向均要进行自动跟踪，设备复杂，价格昂贵。而单轴自动跟踪系统考虑南北方向日照角度变化缓慢，变化量小，只需在立夏和冬至日时调整两次即可较好满足倾角要求，因此南北方向在立夏和冬至日采用手动调整角度，东西方向采用自动跟踪，虽然发电量比双轴跟踪式少5%左右，但结构简单，成本低，整体能耗远小于双轴跟踪式系统，因此单轴自动跟踪式性价比最好，颇受用户的青睐。如专利号200910025455.8《单轴式太阳能辐照自动跟踪系统》以及专利号200910094294.8《一种太阳能自动跟踪系统》都公开了一种单轴自动跟踪系统，前者采用液压传动式，通过气态温度传感器给液压系统信号来控制跟踪，但由于液压系统和气态温度传感器都需要液体，因此不适合地面大规模使用，而后者采用“鱼鳞状”自动跟踪系统机架，虽然适合高低崎岖的安装地面，但“鱼鳞状”自动跟踪系统结构复杂，系统中安装太阳能电池组件的数量少，还要考虑阴影遮挡，整体造价偏高。

发明内容

本实用新型针对现有自动跟踪系统存在的结构复杂、成本高、不适合大规模使用等技术问题，提供一种结构简单、成本低、性价比高的太阳能单轴式自动跟踪装置。

为了实现以上任务，本实用新型采用的技术方案是：设计一种太阳能光伏单轴式自动跟踪装置，包括支撑固定太阳能电池组件的前、后支撑架及旋转机构，太阳能电池组件的边框上装有光感器，前、后支撑架之间连接有转动长轴，多个太阳能电池组件安装在转动长轴上，由旋转机构在东西方向上自动调整角度。

旋转机构包括由联轴器连接的转动驱动构件和电机。电机上装有拉杆，工作时，当光感器将信号传给带拉杆的电机后，电机上拉杆拉动驱动连杆运动，驱动连杆带动转动驱动臂旋转，同时转动驱动臂又带动转动长轴旋转，固定在转动长轴上的太阳能电池组件也跟着旋转，实现东西方向角度的自动跟踪。

转动驱动构件由驱动连杆和转动驱动臂构成，转动驱动臂的一端固定在转动长轴上，另一端固定在驱动连杆上。驱动连杆由至少一条圆管构成，圆管上设有孔。转动驱动臂的两端均设有带孔的连接叉，一端其中连接叉用于固定连接转动长轴，另一端的连接叉固定连接驱动连杆。

前、后支撑架均包括转动筒、轴承瓦、固定片和支座，转动长轴由轴承瓦和固定片固定在转动筒上。

前、后支撑架的轴承瓦呈马鞍形，轴承瓦的外边缘与转动筒的内表面贴紧，轴承瓦的内边缘装在转动长轴的外表面。前、后支撑架的转动筒为带开口叉的圆管，转动筒由开口叉固定在支座上。

后支撑架还包括活动连接的支撑杆和调节杆，支撑杆和调节杆为活动套接在一起的可调节长度的普通碳钢圆管，由调节杆调整支撑杆的长度，从而实现调节南北方向的角度。

每个驱动连杆上装有多个转动驱动臂，每个转动驱动臂上接有一根转动长轴。每个转动驱动臂带动一根转动长轴转动，带动一组太阳能电池组件转动，实现自动调整角度。

本实用新型的有益效果是太阳能光伏单轴式自动跟踪装置结构简单、价格低廉，采用简单的杠杆式运动机构，可以实现南北方向手动调节角度，东西方向角度自动跟踪调节，一个驱动机构可以带动多组太阳能电池组件旋转，适用广泛，适合大规模地面电站使用。

附图说明

图1：本实用新型的结构示意图。

图2：图1中A向视图。

图3：图1中B向视图。

图4：本实用新型的前支撑7连接示意图。

图5：本实用新型的后支撑8连接示意图。

图6：本实用新型的转动驱动臂4连接示意图。

图7：本实用新型的转动驱动臂4的结构示意图。

图8：本实用新型的转动筒7-1的结构示意图。

图9：本实用新型的轴承瓦7-2的结构示意图。

图10：本实用新型的固定片7-3的结构示意图。

图11：本实用新型的支座7-4的结构示意图。

图12：本实用新型实施例二的结构示意图。

图13：本实用新型实施例三的结构示意图。

图1至图13中：1为太阳能电池组件，2为转动长轴，3为驱动连杆，3’ 为延长驱动连杆，4为转动驱动臂，4-1为上开口叉，4-2为下开口叉，4-3为方通，5为带拉杆的电机，6为联轴器，7为前支撑架，7-1为转动筒，7-2为轴承瓦，7-3为U形固定片，7-4为支座，8为后支撑架，8-1为支撑杆，8-2为调节杆。

具体实施方式

实施例一：

太阳能光伏单轴式自动跟踪装置包括光感器、电机、太阳能电池组件、转动驱动构件、转动长轴以及支撑构件，光感器安装在太阳能电池组件1的边框上，太阳能电池组件1固定安装在转动长轴2上，转动长轴2安装在前、后支撑架上，为了达到支撑强度，后支撑架8形成一定的支撑角度。转动驱动构件由驱动连杆3和转动驱动臂4构成，转动驱动臂4一端固定在转动长轴2上，在其上方安装的太阳能电池组件1应留有一定间距，以防太阳能电池组件1在转动时与下方的驱动连杆3相碰，另一端固定在驱动连杆3上，驱动连杆3通过联轴器6与带拉杆的电机5上的拉杆相连，工作时，当光感器将信号传给带拉杆的电机5后，电机上拉杆拉动驱动连杆3运动，驱动连杆3带动转动驱动臂4旋转，同时转动驱动臂4又带动转动长轴2旋转，固定在转动长轴2上的太阳能电池组件1也跟着旋转，实现东西方向角度的自动跟踪。

如上所述的转动长轴2为一普通碳钢方通，其上开有用于固定或连接的孔，转动长轴可以由多根方通连接而成，可根据安装太阳能电池组件1的数量来确定。

如上所述的驱动连杆3为一普通碳钢圆管，其上开有用于固定或连接的孔，驱动连杆可以由多个圆管连接而成，可根据安装阳能电池组件1的组数来确定。

如上所述的转动驱动臂4的两端均设有带孔的连接叉，上连接叉4-1和下连接叉4-2焊接在一普通碳钢方通4-3上，在连接叉上开有用于固定或连接的孔，上连接叉4-1用于固定连接转动长轴2，下连接叉4-2固定连接驱动连杆3。

如上所述的前支撑架7由转动筒7-1、轴承瓦7-2、固定片7-3和支座7-4组成，转动筒7-1为一圆管，在圆管下方7-1-1焊有开口叉7-1-2，开口叉7-1-2开有通孔，通过螺栓穿过通孔固定在支座7-4上，在圆管内套有可在圆管内转动的轴承瓦7-2，轴承瓦7-2由具有自润滑功能的塑料制成，呈马鞍形，马鞍的外边缘卡在转动筒上圆管的内表面和边缘上，马鞍的内边缘卡在穿过的转动长轴的外表面，然后通过固定片7-3将转动长轴2固定在转动筒7-1上，固定片7-3可设计成U形或其它合适的形状。

如上所述的后支撑架8由支撑杆8-1、调节杆8-2、转动筒7-1、轴承瓦7-2、U形固定片7-3和支座7-4组成，支撑杆8-1和调节杆8-2为套接在一起通过螺栓连接的可调节长度的普通碳钢圆管，转动筒7-1、轴承瓦7-2、固定片7-3和支座7-4的结构与前支撑架7一致，调节杆8-2上端与转动筒7-1上的开口叉通过螺栓相连接，转动长轴2通过固定片7-3固定在转动筒7-1上，支撑杆8-1下端通过螺栓固定在支座7-4上，通过调节支撑杆长度来调节南北方向的角度。

如上所述的太阳能单轴自动跟踪系统，每个驱动连杆3上可以安装多个转动驱动臂4，每个转动驱动臂4带动一根转动长轴2转动，带动一组太阳能电池组件1转动，实现自动调整角度。

实施例二：

实施方式如实施例1，本实施例采用的太阳能电池组件1为峰值功率180Wp的单晶硅电池组件，外形尺寸为1580mm×808mm×35mm，共安装26块，总安装功率为4680Wp，分两组安装，每组安装13块，转动长轴2为100 mm×100 mm×8mm碳钢方通，驱动连杆3为φ76碳钢管，后支撑8为φ76和φ60套接而成，带拉杆的电机5为24V/84W电机，消耗功率约为100W，南北方向在立夏时角度调节为5°，冬至时角度调节为30°，在深圳按固定角度20°安装年发电量约为5380度，按本实用新型年发电量为7565度。

实施例三：

实施方式如实施例1，本实施例采用的太阳能电池组件1为峰值功率60Wp的非晶硅电池组件，外形尺寸为1640mm×707mm×26mm，共安装52块，总安装功率为3120Wp，分四组安装，每组安装13块，转动长轴2为100mm×100mm×8mm碳钢方通，驱动连杆3为φ76碳钢管，后支撑8为φ76和φ60套接而成，带拉杆的电机5为24V/160W电机，消耗功率约为200W，南北方向在立夏时角度调节为5°，冬至时角度调节为30°，在深圳按固定角度20°安装年发电量约为4000度，按本实用新型年发电量为5500度。

以上结合附图对本实用新型的实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种太阳能光伏单轴式自动跟踪装置，包括支撑固定太阳能电池组件（1）的前、后支撑架（7，8）及旋转机构，太阳能电池组件的边框上装有光感器，其特征在于所述前、后支撑架（7，8）之间连接有转动长轴（2），多个太阳能电池组件（1）安装在转动长轴上，由旋转机构在东西方向上自动调整角度。

2.根据权利要求1所述的太阳能光伏单轴式自动跟踪装置，其特征在于所述旋转机构包括由联轴器（6）连接的转动驱动构件和电机（5）。

3.根据权利要求2所述的太阳能光伏单轴式自动跟踪装置，其特征在于所述转动驱动构件由驱动连杆（3）和转动驱动臂（4）构成，转动驱动臂（4）的一端固定在转动长轴（2）上，另一端固定在驱动连杆（3）上。

4.根据权利要求1所述的太阳能光伏单轴式自动跟踪装置，其特征在于所述前、后支撑架（7、8）均包括转动筒（7-1）、轴承瓦（7-2）、固定片（7-3）和支座（7-4），转动长轴（2）由轴承瓦（7-2）和固定片（7-3）固定在转动筒上。

5.根据权利要求3所述的太阳能光伏单轴式自动跟踪装置，其特征在于所述驱动连杆（3）由至少一条圆管构成，圆管上设有孔。

6.根据权利要求4所述的太阳能光伏单轴式自动跟踪装置，其特征在于所述轴承瓦（7-2）呈马鞍形，轴承瓦的外边缘与转动筒（7-1）的内表面贴紧，轴承瓦的内边缘装在转动长轴（2）的外表面。

7.根据权利要求4所述的太阳能光伏单轴式自动跟踪装置，其特征在于所述后支撑架（8）还包括活动连接的支撑杆（8-1）和调节杆（8-2）。

8.根据权利要求3所述的太阳能光伏单轴式自动跟踪装置，其特征在于所述每个驱动连杆（3）上装有多个转动驱动臂（4），每个转动驱动臂（4）上接有一根转动长轴（2）。

9.根据权利要求3所述的太阳能光伏单轴式自动跟踪装置，其特征在于所述转动驱动臂（4）的两端均设有带孔的连接叉。

10.根据权利要求4所述的太阳能光伏单轴式自动跟踪装置，其特征在于所述转动筒（7-1）为带开口叉（7-1-2）的圆管，转动筒（7-1）由开口叉（7-1-2）固定在支座（7-4）上。

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