CN202111640U - 两轴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低成本快速安装两轴自动跟踪太阳能光伏发电装置，包括太阳能光伏组件、平台支撑架、支架、升降机构、控制系统，安装有太阳能光伏组件平台支撑架安装于支架上端，所述支架包括固定安装于地面上的三脚支架、安装于三脚支架上端的回转式减速机及支撑支架，回转式减速机的内圈与三脚支架相固定，回转式减速机的外圈与支撑支架相固定，所述支撑支架上部与平台支撑架通过转轴相铰接；支撑支架一侧有伸出块，升降机构安装于该伸出块上，其运动件上端铰接于平台支撑架上，回转式减速机电机及升降机构的信号控制端分别与控制系统的控制信号输出端相连接。本实用新型大大简化了跟踪太阳能光伏发电装置的结构，降低了成本，提高了性价比。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种两轴自动跟踪太阳能光伏发电装置，属于太阳能应用技术领域。
背景技术
现有技术中，应用太阳自动跟踪装置的光伏发电装置，改善了太阳光相对于光伏组件的照射角度，有效提高了太阳能利用率，得到了光伏领域技术人员的公认。其中，尤以两轴自动跟踪太阳能光伏发电装置为佳，它既能自动跟踪调节方位角又能自动跟踪调节仰角，使太阳光始终垂直照射在太阳能收集器，实现了太阳能最佳利用率。由于两轴跟踪装置的高增效，现在是竞相研发的重点。
太阳能具有数量大、时间长久、清洁安全的特点，其光伏发电技术在国外已经被深入推广和研究。然而近年来随着德国等欧洲国家的电价调低、光伏产能整体过剩等原因，光伏组件价格一跌再跌。
近几年，我国太阳能光伏产业以倍增速度快速发展，一举成为全球最大的太阳能电池生产国。然而，与德国、美国等太阳能应用市场发展较为成熟的国家相比，目前我国的太阳能应用市场发展明显滞后，我国超过90%的光伏组件是出口国外的。影响太阳能电池推广应用除了政策的原因外，还因为它的成本太高，一旦光伏发电的成本可以与常规能源(煤、油、天然气)竞争，甚至只要比风能更低，那么国内的市场就会大规模启动。因此，进一步降低制造成本，降低人工安装成本，提高太阳能电池转换效率是太阳能电池得以大规模应用的关键。
到目前为止，国内还没有经过规模工程验证的两轴跟踪装置出现。中国专利CN200820040115.3名称“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、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，推动转盘轴承内圈、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。该专利为两轴跟踪太阳能光伏发电装置，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。其不足之处之处在于，结构复杂、跟踪电机功率大、装置成本高，更适用于较大面积的太阳能光伏组件的发电装置。
发明内容
针对上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种结构简单且稳定、成本低的两轴自动跟踪太阳能光伏发电装置。
本实用新型采用的技术方案如下：
两轴自动跟踪太阳能光伏发电装置，包括太阳能光伏组件、平台支撑架、支架、升降机构、升降电机和控制系统，平台支撑架包括横梁和纵梁，太阳能光伏组件安装在平台支撑架上，升降机构连接平台支撑架，所述支架包括固定安装于地面上的三脚支架、回转式减速机、回转式减速机电机和支撑支架；回转式减速机、回转式减速机电机和支撑支架安装在三脚支架的上端；所述回转式减速机的内圈与三脚支架相固定，所述回转式减速机的外圈与支撑支架的下端相固定；所述支撑支架的上端与平台支撑架通过转轴相铰接；所述支撑支架一侧设有伸出块，所述升降机构安装于伸出块上；所述回转式减速机电机及升降电机的信号控制端分别与控制系统的控制信号输出端相连接。
进一步的技术方案为：所述升降机构通过轴销铰接于伸出块上；所述升降机构的运动件上端通过轴销铰接于平台支撑架上。
当控制系统输出方位角控制信号后，回转式减速机电机工作，其内圈相对于外圈转过相应角度，带动支撑支架进而通过平台支撑架带动太阳能光伏组件转过相应方位角。
当控制系统输出仰角控制信号后，升降电机工作，升降机构推动平台支撑架带动太阳能光伏组件转过相应仰角。
通过控制系统的复合控制，回转式减速机电机、升降电机可同时工作，可同时实现在方位角和仰角方向调节太阳光线入射角度，实现自动跟踪太阳光线作用，保证了最大限度地吸收太阳光。
与现有技术相比较，本实用新型以三脚支架替代“W”或“V”形支架，以回转式减速机电机替代转盘轴承，以螺旋桩替代地基浇注，大大简化了结构，降低了成本，提高了性价比，并使安装更方便，可适应复杂苛刻的户外使用环境。本实用新型的两轴自动跟踪太阳能光伏发电装置具有很强的抗风性，其可承受最大风速达到145km/h。
附图说明
图1为本实用新型两轴自动跟踪太阳能光伏发电装置的结构示意图。其中：1太阳能光伏组件； 2平台支撑架；3轴销；4升降机构；5轴销；6升降电机；7三脚支架；8回转式减速机电机；9回转式减速机；10伸出块；11支撑支架；12主轴销；13螺旋桩。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细地说明。
参见附图1，本实用新型所示的低成本快速安装两轴自动跟踪太阳能光伏发电装置，它包括三脚支架7、回转式减速机9、支撑支架11、太阳能光伏组件1、平台支撑架2、升降机构4、控制系统几大部分，安装有太阳能光伏组件1的平台支撑架2、主轴销12铰接安装于支撑支架11上端，三脚支架7通过螺旋桩13固定安装于地面上，回转式减速机9及支撑支架11安装于三脚支架7上端。三脚支架7上端与回转式减速机9内圈固定连接，支撑支架11下端与回转式减速机9外圈固定连接，回转式减速机9由回转式减速机电机8驱动，支撑支架11一侧有伸出块10，升降机构4通过轴销5铰接于伸出块10上，升降机构4上端通过轴销3铰接于平台支撑架2上，回转式减速机电机8及升降电机6的信号控制端分别与控制系统的控制信号输出端相连接。
由于三脚支架7与地面固定，回转式减速机9内圈与三脚支架7固定连接不动，当控制系统给出控制信号驱动回转式减速机电机8工作时，在反作用力的作用下，回转式减速机9外圈带动支撑支架11转动，安装于支撑支架11上端的平台支撑架2及光伏组件1转动，这就实现在东西方位角的跟踪。
当控制系统给出控制信号驱动升降电机6工作时，通过升降机构4驱动装有太阳能光伏组件1的平台支撑架2绕主轴销12转动，实现在仰角方向上对太阳光的自动跟踪。
上述实施例为两轴跟踪装置，组件安装面积为57m2，方位角跟踪角度范围为±120°，仰角跟踪角度范围为0～60°，单台最大功率为8kw。适合于各类型的太阳能组件，与现有技术相比较，大大简化了结构，降低了成本，提高了性价比，并使安装更方便，可适应复杂苛刻的户外使用环境。
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)
1.两轴自动跟踪太阳能光伏发电装置，包括太阳能光伏组件（1）、平台支撑架（2）、支架、升降机构（4）、升降电机（6）和控制系统，平台支撑架（2）包括横梁和纵梁，太阳能光伏组件（1）安装在平台支撑架（2）上，升降机构（4）连接平台支撑架（2），其特征在于，所述支架包括固定安装于地面上的三脚支架（7）、回转式减速机（9）、回转式减速机电机（8）和支撑支架（11）；回转式减速机（9）、回转式减速机电机（8）和支撑支架（11）安装在三脚支架（7）的上端；所述回转式减速机（9）的内圈与三脚支架（7）相固定，所述回转式减速机（9）的外圈与支撑支架（11）的下端相固定；所述支撑支架（11）的上端与平台支撑架（2）通过转轴相铰接；所述支撑支架（11）一侧设有伸出块（10），所述升降机构（4）安装于伸出块（10）上；所述回转式减速机电机（8）及升降电机（6）的信号控制端分别与控制系统的控制信号输出端相连接。
2. 根据权利要求1所述的两轴自动跟踪太阳能光伏发电装置，其特征在于：所述升降机构（4）通过轴销（5）铰接于伸出块（10）上；所述升降机构（4）的运动件上端通过轴销（3）铰接于平台支撑架（2）上。
3. 根据权利要求1或2所述的两轴自动跟踪太阳能光伏发电装置，其特征在于：所述三脚支架（7）通过螺旋桩（13）固定安装于地面。
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