CN202977450U

CN202977450U - 一种太阳光双轴跟踪系统

Info

Publication number: CN202977450U
Application number: CN2012206472695U
Authority: CN
Inventors: 胡剑峰
Original assignee: Xian Dayu Optoelectronic Technology Co Ltd
Current assignee: Xian Dayu Optoelectronic Technology Co Ltd
Priority date: 2012-11-29
Filing date: 2012-11-29
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2022-11-29

Abstract

本实用新型公开了一种太阳光双轴跟踪系统，包括太阳光双轴跟踪装置和太阳光双轴跟踪控制系统，太阳光双轴跟踪装置包括底座、驱动安装板、纬度方向传动箱和经度方向传动箱，驱动安装板上安装有纬度方向电机和纬度方向减速机，纬度方向传动箱内设置有纬度方向蜗杆、纬度方向减速齿轮、纬度方向小齿轮、主传动轴和纬度方向大齿轮；经度方向传动箱内安装有太阳能板安装轴、经度方向电机、经度方向蜗轮蜗杆减速机、经度方向小齿轮和经度方向大齿轮，太阳能板安装轴的两端安装有太阳能板；太阳光双轴跟踪控制系统包括传感器组和控制盒，控制盒内设置有控制电路板。本实用新型使用操作便捷，能够实现对太阳的平稳跟踪，能够提高光伏发电装置的发电能力。

Description

一种太阳光双轴跟踪系统

技术领域

本实用新型涉及光伏发电技术领域，尤其是涉及一种太阳光双轴跟踪系统。

背景技术

世界能源日趋枯竭，可再生能源的开发和利用前景广阔，全方位、高效率地利用太阳能是相关人士追求的目标。太阳能就应运而出，它既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。为人类创造了一种新的生活形态，使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代。随着太阳能的使用越来越广泛，其使用过程中所出现的问题越来越受到人们的关注。其中，一年四季中每一天不同时刻阳光的直射角度随时都处在变化之中，在这种情况下，太阳能板接收太阳能的效率由于接收角度问题就受到了很大限制，这很影响太阳能电池板的工作效率。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种太阳光双轴跟踪系统，其结构简单，设计合理，智能化程度高，使用操作便捷，能够实现对太阳的平稳跟踪，能够提高光伏发电装置的发电能力，实用性强，使用效果好，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种太阳光双轴跟踪系统，其特征在于：包括太阳光双轴跟踪装置和太阳光双轴跟踪控制系统，所述太阳光双轴跟踪装置包括底座、安装在底座顶部侧壁上的驱动安装板、安装在底座顶部的纬度方向传动箱和安装在纬度方向传动箱顶部的经度方向传动箱，所述经度方向传动箱的顶部敞口且设置有防尘罩，所述驱动安装板上安装有纬度方向电机和与纬度方向电机的输出轴相接的纬度方向减速机，所述纬度方向传动箱内设置有通过联轴器与所述纬度方向减速机的输出轴相接的纬度方向蜗杆、与所述纬度方向蜗杆相啮合的纬度方向减速齿轮和用于安装所述纬度方向减速齿轮的纬度方向齿轮传动轴，所述纬度方向齿轮传动轴上连接有纬度方向小齿轮，所述纬度方向传动箱内安装有伸出到所述纬度方向传动箱外的主传动轴，所述主传动轴上安装有与所述纬度方向小齿轮相啮合的纬度方向大齿轮；所述经度方向传动箱固定连接在所述主传动轴的顶部，所述经度方向传动箱内从上到下依次安装有太阳能板安装轴和经度方向齿轮传动轴，所述经度方向传动箱内设置有经度方向电机和与经度方向电机的输出轴相接的经度方向蜗轮蜗杆减速机，所述经度方向蜗轮蜗杆减速机的输出轴与所述经度方向齿轮传动轴相接，所述经度方向齿轮传动轴上安装有经度方向小齿轮，所述太阳能板安装轴上安装有与所述经度方向小齿轮相啮合的经度方向大齿轮，所述太阳能板安装轴的两端均伸出到所述经度方向传动箱外且各连接有一块连接板，所述连接板上安装有太阳能板；所述太阳光双轴跟踪控制系统包括安装在所述太阳能板上的传感器组和安装在所述底座上的控制盒，所述传感器组由光控传感器、太阳方位传感器、风速传感器和风向传感器构成，所述控制盒内设置有控制电路板，所述控制电路板上集成有ARM微控制器模块以及与所述ARM微控制器模块相接的晶振电路、复位电路和SD卡存储器，所述ARM微控制器模块的输入端接有用于参数设置的键盘电路模块和用于对所述传感器组中各传感器所输出的信号进行放大、滤波和A/D转换处理的信号调理电路模块，所述光控传感器、太阳方位传感器、风速传感器和风向传感器均与所述信号调理电路模块相接，所述ARM微控制器模块的输出端接有液晶显示模块、用于对纬度方向电机进行驱动的纬度方向电机驱动器和用于对经度方向电机进行驱动的经度方向电机驱动器。

上述的一种太阳光双轴跟踪系统，其特征在于：所述底座通过地脚螺栓固定在地面上。

上述的一种太阳光双轴跟踪系统，其特征在于：所述底座顶部侧壁上设置有用于支撑所述驱动安装板的第一筋板，所述主传动轴上设置有用于支撑所述经度方向传动箱的第二筋板。

上述的一种太阳光双轴跟踪系统，其特征在于：所述纬度方向电机和经度方向电机均为伺服电机，所述纬度方向电机驱动器和经度方向电机驱动器均为伺服电机驱动器。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型结构简单，设计合理，实现方便。

2、本使用新型的智能化程度高，能够实现对太阳的自动跟踪，使用操作便捷。

3、本实用新型太阳光双轴跟踪装置在纬度方向上实现了三级减速，在精度方向上实现了二级减速，能够实现对太阳的平稳跟踪，使得太阳能板与太阳光线时刻保持垂直，提高了光伏发电装置的发电能力。

4、本实用新型太阳光双轴跟踪装置的结构牢固，不易被人为破坏，使用寿命长，无需经常维护维修。

5、本实用新型的实用性强，使用效果好，便于推广使用。

综上所述，本实用新型结构简单，设计合理，智能化程度高，使用操作便捷，能够实现对太阳的平稳跟踪，能够提高光伏发电装置的发电能力，实用性强，使用效果好，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型太阳光双轴跟踪装置的结构示意图。

图2为本实用新型驱动安装板上和纬度方向传动箱内各零部件的连接关系示意图。

图3为本实用新型太阳光双轴跟踪控制系统的电路原理框图。

附图标记说明:

1—太阳能板； 2—太阳能板安装轴； 3—连接板；

4—纬度方向传动箱； 5—防尘罩； 6—经度方向大齿轮；

7—经度方向小齿轮； 8—经度方向蜗轮蜗杆减速机；

9—经度方向电机； 10—主传动轴； 11—纬度方向大齿轮；

12—纬度方向小齿轮； 13—纬度方向蜗杆； 14—纬度方向减速齿轮；

15—驱动安装板； 16—联轴器； 17—纬度方向减速机；

18—纬度方向电机； 19—底座； 20—经度方向传动箱；

21—纬度方向齿轮传动轴； 22—经度方向齿轮传动轴；

23—地脚螺栓； 24—第一筋板； 25—第二筋板；

26—传感器组； 26-1—光控传感器； 26-2—太阳方位传感器；

26-3—风速传感器； 26-4—风向传感器； 27—控制盒；

27-1—ARM微控制器模块； 27-2—晶振电路； 27-3—复位电路；

27-4—SD卡存储器； 27-5—键盘电路模块； 27-6—信号调理电路模块；

27-7—液晶显示模块； 27-8—纬度方向电机驱动器；

27-9—经度方向电机驱动器。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示，本实用新型包括太阳光双轴跟踪装置和太阳光双轴跟踪控制系统，所述太阳光双轴跟踪装置包括底座19、安装在底座19顶部侧壁上的驱动安装板15、安装在底座19顶部的纬度方向传动箱4和安装在纬度方向传动箱4顶部的经度方向传动箱20，所述经度方向传动箱20的顶部敞口且设置有防尘罩5，所述驱动安装板15上安装有纬度方向电机18和与纬度方向电机18的输出轴相接的纬度方向减速机17，所述纬度方向传动箱4内设置有通过联轴器16与所述纬度方向减速机17的输出轴相接的纬度方向蜗杆13、与所述纬度方向蜗杆13相啮合的纬度方向减速齿轮14和用于安装所述纬度方向减速齿轮14的纬度方向齿轮传动轴21，所述纬度方向齿轮传动轴21上连接有纬度方向小齿轮12，所述纬度方向传动箱4内安装有伸出到所述纬度方向传动箱4外的主传动轴10，所述主传动轴10上安装有与所述纬度方向小齿轮12相啮合的纬度方向大齿轮11；所述经度方向传动箱20固定连接在所述主传动轴10的顶部，所述经度方向传动箱20内从上到下依次安装有太阳能板安装轴2和经度方向齿轮传动轴22，所述经度方向传动箱20内设置有经度方向电机9和与经度方向电机9的输出轴相接的经度方向蜗轮蜗杆减速机8，所述经度方向蜗轮蜗杆减速机8的输出轴与所述经度方向齿轮传动轴22相接，所述经度方向齿轮传动轴22上安装有经度方向小齿轮7，所述太阳能板安装轴2上安装有与所述经度方向小齿轮7相啮合的经度方向大齿轮6，所述太阳能板安装轴2的两端均伸出到所述经度方向传动箱20外且各连接有一块连接板3，所述连接板3上安装有太阳能板1；所述太阳光双轴跟踪控制系统包括安装在所述太阳能板1上的传感器组26和安装在所述底座19上的控制盒27，所述传感器组26由光控传感器26-1、太阳方位传感器26-2、风速传感器26-3和风向传感器26-4构成，所述控制盒27内设置有控制电路板，所述控制电路板上集成有ARM微控制器模块27-1以及与所述ARM微控制器模块27-1相接的晶振电路27-2、复位电路27-3和SD卡存储器27-4，所述ARM微控制器模块27-1的输入端接有用于参数设置的键盘电路模块27-5和用于对所述传感器组26中各传感器所输出的信号进行放大、滤波和A/D转换处理的信号调理电路模块27-6，所述光控传感器26-1、太阳方位传感器26-2、风速传感器26-3和风向传感器26-4均与所述信号调理电路模块27-6相接，所述ARM微控制器模块27-1的输出端接有液晶显示模块27-7、用于对纬度方向电机18进行驱动的纬度方向电机驱动器27-8和用于对经度方向电机9进行驱动的经度方向电机驱动器27-9。

本实施例中，所述底座19通过地脚螺栓23固定在地面上。所述底座19顶部侧壁上设置有用于支撑所述驱动安装板15的第一筋板24，所述主传动轴10上设置有用于支撑所述经度方向传动箱20的第二筋板25。所述纬度方向电机18和经度方向电机9均为伺服电机，所述纬度方向电机驱动器27-8和经度方向电机驱动器27-9均为伺服电机驱动器。

本实用新型的工作原理及工作过程是：信号调理电路模块27-6采集光控传感器26-1、太阳方位传感器26-2、风速传感器26-3和风向传感器26-4所检测到的信号并输出给ARM微控制器模块27-1，ARM微控制器模块27-1接收信号并进行分析处理后，输出相应的控制信号给纬度方向电机驱动器27-8和经度方向电机驱动器27-9，纬度方向电机驱动器27-8和驱动纬度方向电机18高速旋转，经度方向电机驱动器27-9驱动经度方向电机9高速旋转；纬度方向电机18高速旋转，经纬度方向减速机17降低转速，实现了纬度方向的一级减速；经纬度方向减速机17再带动纬度方向蜗杆13运动，纬度方向蜗杆13与纬度方向减速齿轮14啮合连接，实现了纬度方向的二级减速；纬度方向减速齿轮14带动纬度方向齿轮传动轴21旋转，纬度方向齿轮传动轴21带动纬度方向小齿轮12旋转，纬度方向小齿轮12与纬度方向大齿轮11发生啮合传动，再次减速，实现了纬度方向的三级减速，纬度方向大齿轮11带动主传动轴10旋转，从而来调整太阳能板1在纬度方向上的跟踪；经度方向电机9高速旋转，经经度方向蜗轮蜗杆减速机8降低转速并带动经度方向齿轮传动轴22转动，再带动经度方向小齿轮7转动，再带动经度方向大齿轮6转动并进行减速后带动太阳能板安装轴2转动，从而来调整太阳能板1在经度方向上的跟踪。

综上所述，本实用新型太阳光双轴跟踪装置在纬度方向上实现了三级减速，在精度方向上实现了二级减速，能够实现对太阳的平稳跟踪，使得太阳能板1与太阳光线时刻保持垂直，提高了光伏发电装置的发电能力。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims

1.一种太阳光双轴跟踪系统，其特征在于：包括太阳光双轴跟踪装置和太阳光双轴跟踪控制系统，所述太阳光双轴跟踪装置包括底座（19）、安装在底座（19）顶部侧壁上的驱动安装板（15）、安装在底座（19）顶部的纬度方向传动箱（4）和安装在纬度方向传动箱（4）顶部的经度方向传动箱（20），所述经度方向传动箱（20）的顶部敞口且设置有防尘罩（5），所述驱动安装板（15）上安装有纬度方向电机（18）和与纬度方向电机（18）的输出轴相接的纬度方向减速机（17），所述纬度方向传动箱（4）内设置有通过联轴器（16）与所述纬度方向减速机（17）的输出轴相接的纬度方向蜗杆（13）、与所述纬度方向蜗杆（13）相啮合的纬度方向减速齿轮（14）和用于安装所述纬度方向减速齿轮（14）的纬度方向齿轮传动轴（21），所述纬度方向齿轮传动轴（21）上连接有纬度方向小齿轮（12），所述纬度方向传动箱（4）内安装有伸出到所述纬度方向传动箱（4）外的主传动轴（10），所述主传动轴（10）上安装有与所述纬度方向小齿轮（12）相啮合的纬度方向大齿轮（11）；所述经度方向传动箱（20）固定连接在所述主传动轴（10）的顶部，所述经度方向传动箱（20）内从上到下依次安装有太阳能板安装轴（2）和经度方向齿轮传动轴（22），所述经度方向传动箱（20）内设置有经度方向电机（9）和与经度方向电机（9）的输出轴相接的经度方向蜗轮蜗杆减速机（8），所述经度方向蜗轮蜗杆减速机（8）的输出轴与所述经度方向齿轮传动轴（22）相接，所述经度方向齿轮传动轴（22）上安装有经度方向小齿轮（7），所述太阳能板安装轴（2）上安装有与所述经度方向小齿轮（7）相啮合的经度方向大齿轮（6），所述太阳能板安装轴（2）的两端均伸出到所述经度方向传动箱（20）外且各连接有一块连接板（3），所述连接板（3）上安装有太阳能板（1）；所述太阳光双轴跟踪控制系统包括安装在所述太阳能板（1）上的传感器组（26）和安装在所述底座（19）上的控制盒（27），所述传感器组（26）由光控传感器（26-1）、太阳方位传感器（26-2）、风速传感器（26-3）和风向传感器（26-4）构成，所述控制盒（27）内设置有控制电路板，所述控制电路板上集成有ARM微控制器模块（27-1）以及与所述ARM微控制器模块（27-1）相接的晶振电路（27-2）、复位电路（27-3）和SD卡存储器（27-4），所述ARM微控制器模块（27-1）的输入端接有用于参数设置的键盘电路模块（27-5）和用于对所述传感器组（26）中各传感器所输出的信号进行放大、滤波和A/D转换处理的信号调理电路模块（27-6），所述光控传感器（26-1）、太阳方位传感器（26-2）、风速传感器（26-3）和风向传感器（26-4）均与所述信号调理电路模块（27-6）相接，所述ARM微控制器模块（27-1）的输出端接有液晶显示模块（27-7）、用于对纬度方向电机（18）进行驱动的纬度方向电机驱动器（27-8）和用于对经度方向电机（9）进行驱动的经度方向电机驱动器（27-9）。

2.按照权利要求1所述的一种太阳光双轴跟踪系统，其特征在于：所述底座（19）通过地脚螺栓（23）固定在地面上。

3.按照权利要求1所述的一种太阳光双轴跟踪系统，其特征在于：所述底座（19）顶部侧壁上设置有用于支撑所述驱动安装板（15）的第一筋板（24），所述主传动轴（10）上设置有用于支撑所述经度方向传动箱（20）的第二筋板（25）。

4.按照权利要求1所述的一种太阳光双轴跟踪系统，其特征在于：所述纬度方向电机（18）和经度方向电机（9）均为伺服电机，所述纬度方向电机驱动器（27-8）和经度方向电机驱动器（27-9）均为伺服电机驱动器。