CN203673352U - 一种太阳能光伏组件跟踪系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种光伏跟踪器，尤其涉及一种太阳能光伏组件跟踪系统，包括立柱，相邻两个立柱之间设有主轴，主轴上设有光伏组件，相邻的两个主轴通过连接轴连接，连接轴固定在立柱上，立柱的上端面为立柱安装面，在立柱的上部开设有通孔，在通孔内通过轴承结构安装有连接轴。在立柱上开设通孔，在通孔内通过轴承结构安装连接轴，先进行预安装后，然后再将整个立柱组合整体通过打桩机打入，本实用新型提供了一种安装方便，结构简单，可以降低现场安装难度和要求，缩短安装周期和成本的太阳能光伏组件的跟踪装置及其安装方法；解决了现有技术中存在的光伏组件跟踪器的构件多，安装周期长，现场安装难度高，现场安装要求多的技术问题。

Description

一种太阳能光伏组件跟踪系统

技术领域

本实用新型涉及一种光伏跟踪器，尤其涉及一种太阳能光伏组件跟踪系统。

背景技术

开发新能源和可再生清洁能源是全世界面临的共同课题。在新能源中，光伏发电倍受瞩目。但由于过高的成本，目前还未能充分进入市场。光伏发电市场前景广阔，但太阳能利用效率低下，面临着建设成本高，投资回报率低的问题。目前用于太阳能光伏组件的安装方式主要包括固定方式自动跟踪方式两种。使用自动跟踪方式相比固定方式可提高发电量20%左右，具有广阔的市场前景，然而目前研究的一些光伏组件跟踪装置普遍存在结构复杂、现场安装周期长、对安装人员素质要求高等缺陷，严重制约光伏跟踪装置的推广，有进一步改进简化的必要。在现在的公开文件中有，中国专利：“太阳能跟踪结构（CN202854613U）”，包括多块太阳能光伏电池板和多个太阳能光伏电池板支撑架，每块太阳能光伏电池板的两端和中部通过一个太阳能光伏电池板支撑架与另一个太阳能光伏电池板连接，多个太阳能光伏电池板支撑架下部之间通过支撑机构连接，支撑机构的一侧设有有跟踪机构，能够随着太阳在周天的变化而变化，跟踪机构上的太阳能发光光伏板能够始终保持太阳最佳的照射角度，提高光伏发电板的发电效率。但是太阳能组件设备都较大，将各构件吊起进行安装，十分不便。

发明内容

本实用新型提供了一种安装方便，结构简单，可以降低现场安装难度和要求，缩短安装周期和成本的太阳能光伏组件的跟踪装置及其安装方法；解决了现有技术中存在的光伏组件跟踪器的构件多，安装周期长，现场安装难度高，现场安装要求多的技术问题。

本实用新型的上述技术问题是通过下述技术方案解决的：一种太阳能光伏组件跟踪系统，包括立柱，相邻两个立柱之间设有主轴，主轴上设有光伏组件，相邻的两个主轴通过连接轴连接，连接轴固定在立柱上，所述的立柱的上端面为立柱安装面，在立柱的上部开设有通孔，在通孔内通过轴承结构安装有连接轴，连接轴的横截面小于主轴的横截面，连接轴与主轴通过轴连接结构相连。整个跟踪系统是由多个光伏组件，立柱组合，主轴组合等结构构成。在安装时，一般都是先将立柱通过打桩机打入，然后在立柱上再安装轴承和连接轴等结构，立柱是具备一定高度的，先安装立柱后，再安装轴承和连接轴等，吊装费力，安装费时。本实用新型在立柱上开设通孔，在通孔内通过轴承结构安装连接轴，先进行预安装后，然后再将整个立柱组合整体通过打桩机打入，因为是在立柱的上部开设通孔，通孔与立柱的长度方向垂直，不改变立柱进行安装时受力面，安装时省时省力。主轴的横截面是比较大的，从而方便固定安装光伏构件，主轴的横截面与立柱的宽度近似，连接轴的横截面小于主轴，方便将连接轴安装到立柱上的通孔内。

作为优选，所述的轴承结构包括固定在立柱上的轴承座，在轴承座内设有轴承，在轴承座和轴承之间设有定位结构，在轴承结构与连接轴之间设有固定件。轴承座焊接在立柱上，不需要额外的安装构件，结构简单。通过固定件将连接轴与轴承结构的相对位置固定。主轴穿接在轴承结构内后，主轴是可以在轴承内自由转动的，然后通过固定件将主轴与轴承结构的轴向方向上相对固定。然后将预安装完成的立柱组合整体运至现场，通过专用的打桩设备锤入地下，即完成立柱组合体的现场安装工作。预安装使得现场安装速度大幅度提高，节省了安装时间，提高了工作效率。

作为优选，所述的轴承为分体式轴承，轴承包括两个结构相同的轴承本体，轴承本体的端部设有凸沿，两个轴承本体由轴承座的两端分别插入轴承座内，所述的轴承本体为半圆形，所述的轴承座为圆柱形，轴承本体的凸沿抵接在轴承座的外缘，轴承本体的长度不大于轴承座的长度。轴承本体上有凸沿，让轴承本体从两端插入轴承座内，两个轴承本体的凸沿抵接在轴承座的外圈上形成一个完整的轴承，轴承本体与轴承座长度大致相当，配合导向性好，能对主轴形成完整的支撑。然后利用定位结构将轴承本体与轴承座相互固定形成一个轴承结构，分体式轴承，安装方便，方便调整和更换。

作为优选，所述的定位结构包括在轴承座的两个端面上各开设有两个定位槽，定位槽位于同一直径的两端，所述的轴承本体的凸沿上设置有定位凸起，定位凸起位于弧形凸沿的中部，所述的固定件为抱箍。轴承本体形状相同，可以随意选择从两端任意一端进行安装，两个轴承本体扣合后形成一个圆柱体与轴承座的形状相同，一个轴承本体由轴承座左端插入，利用上半圆的轴承座外缘与轴承本体的凸沿定位，另外一个轴承本体由轴承右端插入，利用下半圆的轴承座外缘与轴承本体的凸沿定位，凸沿与外缘是对轴承本体与轴承座轴向方向上的定位。同时利用在凸沿上的定位凸起与轴承座上的定位槽的配合，将轴承座与轴承本体在圆周方向上定位。轴承座上设置2个定位槽，可以方便轴承本体的安装，左侧安装上半圆也可以，安装下半圆也可以，提高安装的便利性和效率。抱箍结构简单，安装方便，固定牢固度好。

作为优选，所述立柱的横截面呈“H”形，立柱包括立柱缘板和立柱缘板两侧的立柱翼板，立柱缘板上开设有通孔，轴承座插接在通孔内，轴承座的外缘焊接在立柱缘板上，在轴承座的下方设有加强筋板，加强筋板为两块，加强筋板位于立柱缘板的正反两个面上，加强筋板的两端焊接在立柱翼板上且筋板的内圆面与轴承座的外圆面焊接。轴承座焊接在立柱中间的立柱缘板上，为了增强焊接后的稳定性，在轴承座的下方增加两片加强筋板，也就相当于增厚了轴承座下半圆焊接在立柱缘板的厚度，使得支撑面变厚，提高支撑强度。

作为优选，所述的连接轴的横截面为跑道形状，所述的主轴为方轴，主轴的宽度大于连接轴的宽度，在主轴的端部设有主轴连接头，主轴连接头包括定位结构和固定结构，在连接轴上设有与主轴连接头对应的固定结构。跑道形状的连接轴的加工是在圆形的基础上磨出两个相互平行的平面，两个相互平行的平面方便与主轴进行固定，两个圆弧面在轴承内方便旋转，而且圆形的连接轴方便安装在立柱内，横截面小，连接轴的横截面小于立柱，可以将主轴先安装在立柱上，然后将预安装好的立柱结构进行现场安装。主轴的结构不变，主轴与连接轴通过主轴端部的主轴连接头连接，通过主轴连接头的定位结构将主轴与连接轴定位，然后通过固定结构将主轴与连接轴连接。

作为优选，主轴连接头包括主轴封盖，主轴封盖焊接在主轴的端部，固定结构包括相互平行的两块固定板，两块固定板焊接在主轴封盖上，两块固定板之间的距离不小于连接轴的直径；所述的定位结构为一弧形挡板，挡板的弧度与连接轴的弧度相同，挡板位于构成固定结构的两块平行的固定板之间，挡板的两端分别焊接在两端的固定板上，在固定板和挡板上均开设有固定孔，固定孔为腰形孔，在连接轴的两个相互平行的侧面和上下两个弧形的面上开设有与固定孔对应的通孔。固定孔分别位于主轴和连接轴的上方和侧面，从两个方向固定，牢固度好，在旋转过程中能承受的扭矩大，保证转轴旋转的可靠性。而且将固定孔制作成腰形孔，方便固定位置的调节，提高安装的便利性。弧形挡板的形状与连接轴的弧度配合，由于主轴的体积相对转轴比较大，为了方便两者的定位，安装主轴时是将主轴吊起从上向下放置，挡板搭接在转轴上，将两者位置确定，然后再利用固定结构将两者固定连接。

作为优选，所述的光伏组件安装在光伏组件框架内，光伏组件框架通过压块固定在横梁上，横梁固定在主轴上，在横梁上方设有开口槽，在横梁上方安装有垫板，在垫板上安装有接地垫片，在垫板的下方设有紧固装置，压块通过紧固装置将光伏组件框架固定在接地垫片上。在垫板上安装接地垫片，通过压块将光伏组件的框架压在接地垫片上后，接地垫片刺穿光伏组件框架上的薄膜，实现光伏组件框架的接地，不用另外外接接地构件。压块通过螺栓固定在垫板下方的紧固装置上，压块将光伏组件框架压紧在接地垫片上，从而将接地垫片固定。

作为优选，在所述的垫板中心开设有通孔，在通孔内设有压紧件，所述的压紧件包括压板和位于压板下方的卡钩，压板的面积大于通孔的面积，压板压在接地垫片上，卡钩有两个，两个卡钩相互平行，卡钩的钩体向内形成一个卡槽，在卡槽内设有紧固装置，紧固装置为一长条形螺母，长条形螺母的中心设有螺纹孔，长条形螺母与垫板下表面之间的距离与开口槽的槽沿的厚度相同。压紧件由压板将接地垫片压在垫板上，接地垫片的中心也有通孔，压板压住接地垫片，卡钩穿过通孔，两个卡钩体向内弯折，形成一个弹性的卡槽，在卡槽内可以固定长条形螺母，用于与压块上穿接的螺栓连接，从而将压块固定。同时长条形螺母还可以起到将压紧件固定在垫板上的作用。长条形螺母的长度方向与垫板的长度方向一致，长条形螺母先由窄的一面插入开口槽内，当垫板运动到位以后，然后旋转90°，长条形螺母的长度与横梁的 横截面内边宽度正好相等，从而将长条形螺母卡在横梁内，将垫板固定在横梁上。

一种太阳能光伏组件跟踪系统的安装方法， 

第一步，安装立柱组合：先将连接轴通过轴承和轴承座安装到立柱上的通孔内，立柱的上端面依然可以作为打桩设备的受力面，然后利用打桩设备将带有轴承结构和连接轴的立柱打入地下，然后将主轴通过连接轴连接在一起；

第二步，安装主轴组合：然后将横梁安装在连接轴上，将光伏组件安装到光伏组件框架内，将光伏组件框架通过压板固定在横梁上，横梁上的接地垫片刺破光伏组件框架外的薄膜，实现接地；将光伏组件安装到横梁上后，用压块压住并用螺栓拧紧；

第三步，通过起吊设备将主轴组合与已施工完成的立柱组合安装。

立柱组合、主轴组合的结构都如上面的跟踪装置所述的结构，先将连接轴通过轴承结构预安装到立柱上，同时将光伏组件的框架预安装到横梁上，然后将立柱通过打桩机打入地面，再将主轴安装到立柱上，吊装设备只需要吊装主轴组合，将有光伏组件框架的主轴组合安装到主轴上。使这些数量多、搬运难、安装难度高的零部件可以在工作台上以流水线的方式快速安装完成，降低现场安装时间和安装难度。

因此，本实用新型的一种太阳能光伏组件跟踪系统及其安装方法具备下述优点：在立柱上开孔后将轴承及连接轴安装在立柱上，维持立柱原有的安装面，使得可以整体利用打桩机打入，降低工作难度；将主轴、横梁、组件等零部件在现场预安装完成，使这些数量多、搬运难、安装难度高的零部件可以在工作台上以流水线的方式快速安装完成，降低现场安装时间和安装难度。

附图说明

图1是一种太阳能光伏组件跟踪系统示意图。

图2是图1内的A处放大图。

图3是图1内的立柱组合安装爆炸图。

图4是图1内的主轴的示意图。

图5是图1内的主轴组合的示意图。

图6是图5内的B处放大图。

图7是图6内去掉光伏组件和压块的示意图。

图8是图7内垫板的示意图。

图9是图7内垫板的另一方向示意图。

图10是太阳能光伏组件跟踪装置组成的跟踪系统。

具体实施方式

 下面通过实施例，并结合附图，对实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：

如图1和2所示，一种太阳能光伏组件跟踪系统，包括立柱组合和主轴组合。其中立柱组合包括横截面为“H”形的立柱3、轴承结构、连接轴2等；主轴组合包括主轴1、横梁20、光伏组件4等。在两个立柱3之间为主轴1，主轴1上固定光伏组件4，两个相邻的主轴1通过连接轴2连接，连接轴2固定在立柱3上。如图3所示，立柱3包括立柱缘板10和立柱缘板10两侧相互平行的立柱翼板11，立柱缘板10的上端中心开设有圆形通孔，在通孔内焊接有圆柱形的轴承座7，轴承座7的外缘焊接在立柱缘板10上，在轴承座7的下方有两个加强筋板31，加强筋板31为长方形，加强筋板31的中心有圆弧面，圆弧面为半圆形，圆弧面的半径与轴承座相同，圆弧面与轴承座7的外圆周表面相接处，加强筋板31的长度与立柱缘板10相同，加强筋板31的两端焊接在立柱翼板11上。两个加强筋板31分别位于立柱缘板10的正反两个面上，增加了轴承座7的下半圆的支撑面厚度，提高支撑强度。轴承座7的两端均开设有定位槽12，位于同一端的两个定位槽12位于同一直径上，位于两端的上侧的定位槽12位于同一母线上。在轴承座7内插接有轴承，轴承是由两个形状相同的轴承本体构成，轴承本体8为半圆形，其外圆周表面的半径与轴承座相同，其内圆周表面的半径与插接在轴承内的主轴的半径相同。轴承本体8为塑料轴承，在轴承本体8的一端一体成型有半圆环形凸沿5，在半圆形凸沿5的中部成型有一个与定位槽配合的定位凸起6。两个轴承本体8扣合形成一个完整的圆柱形轴承，两个轴承本体8由轴承座7的两端插入轴承座7内，其中一个轴承本体8从左端插入轴承座7内，轴承本体8的凸沿抵接在轴承座7的上半圆上，轴承本体8上的定位凸起6与轴承座左侧上半圆的定位槽12配合，另外一个轴承本体8由右端插入轴承座内，轴承本体的凸沿抵接在轴承座的下半圆上，轴承本体的定位凸起与轴承座右侧下半圆的定位槽12配合。从而将轴承座与轴承定位。在轴承内插接连接轴2，连接轴2用于连接相邻的两根主轴1。连接轴2上有卡槽13，连接轴2插接在轴承内后，在卡槽内装上抱箍9，利用抱箍9固定锁紧。

连接轴2的横截面为跑道形状，主轴1为方轴也就是方形的中空钢管，主轴1的宽度大于连接轴的宽度，在主轴的端部设有主轴连接头，如图4所示，主轴连接头包括定位结构和固定结构，在连接轴上设有与主轴连接头对应的固定结构。主轴连接头包括主轴封盖17，主轴封盖17焊接在主轴1的端部，固定结构包括相互平行的两块固定板16，两块固定板16焊接在主轴封盖17上，两块固定板16和主轴封盖17形成一个“U”形容腔，两块固定板16之间的距离不小于连接轴2的直径，使得连接轴2可以容纳其中；定位结构为一弧形挡板18，挡板18的弧度与连接轴的弧度相同，挡板18位于构成固定结构的两块平行的固定板16之间，挡板18的两端分别焊接在两端的固定板16上，连接轴2相互平行的两个面与固定板16相接，连接轴的弧形面与挡板18相接。在固定板16和挡板18上均开设有固定孔15，固定孔15为腰形孔，固定板16上的固定孔15位于“U”形容腔的开口端，挡板上的固定孔位于“U”形容腔的中部，在连接轴的两个相互平行的侧面和上下两个弧形的面上开设有与固定孔对应的通孔14，在固定时，通过螺栓从横向和纵向两个方向进行“十”字交错固定，固定牢固度好。

如图5和6和7所示，光伏组件安装在光伏组件框架内，光伏组件框架通过压块19固定在横梁上，位于光伏组件装置中部的压块19呈“几”字形，可以同时压住两边的光伏框架，位于光伏组件装置边上的压块19呈阶梯状。横梁20通过主轴抱箍32固定在主轴1上，在横梁20上方设有开口槽，在横梁上方安装有垫板21，在垫板21上安装有接地垫片22，在垫板21的下方固定有长条形螺母26，横梁20是一U形钢，横梁20的相互平行的两个边向内卷绕形成一个槽沿，长条形螺母26伸入开口槽内，然后旋转90°，长条形螺母26的边缘卡在槽沿上，将垫板21固定在横梁20上。如图8和9 ，在垫板21的中心开设有通孔，在长条形螺母26上开设有与垫板中心通孔对应的螺纹孔27，螺栓依次穿过压板19、接地垫片22、垫板21然后固定在长条形螺母26的螺纹孔内。在垫板21中心开设有通孔，在通孔内设有压紧件，压紧件包括压板24和位于压板24下方的卡钩25，压板24和卡钩25是塑料一体成型的。压板24的面积大于通孔的面积，压板24压在接地垫片22上，卡钩25有两个，两个卡钩25相互平行，卡钩25的钩体向内形成一个卡槽，在卡槽内固定有长条形螺母26，长条形螺母26与垫板下表面之间的距离与开口槽的槽沿的厚度相同。

接地垫片上有两排相互平行的倒刺23，当光伏组件框架压在接地垫片上时，刺破光伏组件框架上的薄膜，实现接地。

如图10所示，将各个跟踪装置的立柱组合和主轴组合连接后，利用传动组合带动整个装置转动，传动组合包括连接在相邻两个连接轴之间的摆臂30，摆臂30通过摆杆33固定在联动杆29上，联动杆29的端部连接推杆28，通过推杆28推动联动杆29运动，从而带动各连接轴转动，连接轴的转动带动主轴转动跟踪太阳方向。

Claims (9)

1.一种太阳能光伏组件跟踪系统，包括立柱，相邻两个立柱之间设有主轴，主轴上设有光伏组件，相邻的两个主轴通过连接轴连接，连接轴固定在立柱上，其特征在于：所述的立柱的上端面为立柱安装面，在立柱的上部开设有通孔，在通孔内通过轴承结构安装有连接轴，连接轴的横截面小于主轴的横截面，连接轴与主轴通过轴连接结构相连。

2.根据权利要求1所述一种太阳能光伏组件跟踪系统，其特征在于：所述的轴承结构包括固定在立柱上的轴承座，在轴承座内设有轴承，在轴承座和轴承之间设有定位结构，在轴承结构与连接轴之间设有固定件。

3.根据权利要求2所述一种太阳能光伏组件跟踪系统，其特征在于：所述的轴承为分体式轴承，轴承包括两个结构相同的轴承本体，轴承本体的端部设有凸沿，两个轴承本体由轴承座的两端分别插入轴承座内，所述的轴承本体为半圆形，所述的轴承座为圆柱形，轴承本体的凸沿抵接在轴承座的外缘，轴承本体的长度不大于轴承座的长度。

4.根据权利要求2所述一种太阳能光伏组件跟踪系统，其特征在于：所述的定位结构包括在轴承座的两个端面上各开设有两个定位槽，定位槽位于同一直径的两端，所述的轴承本体的凸沿上设置有定位凸起，定位凸起位于弧形凸沿的中部，所述的固定件为抱箍。

5.根据权利要求1或2或3所述一种太阳能光伏组件跟踪系统，其特征在于：所述立柱的横截面呈“H”形，立柱包括立柱缘板和立柱缘板两侧的立柱翼板，立柱缘板上开设有通孔，轴承座插接在通孔内，轴承座的外缘焊接在立柱缘板上，在轴承座的下方设有加强筋板，加强筋板为两块，加强筋板位于立柱缘板的正反两个面上，加强筋板的两端焊接在立柱翼板上且筋板的内圆面与轴承座的外圆面焊接。

6.根据权利要求1或2或3所述一种太阳能光伏组件跟踪系统，其特征在于：所述的连接轴的横截面为跑道形状，所述的主轴为方轴，主轴的宽度大于连接轴的宽度，在主轴的端部设有主轴连接头，主轴连接头包括定位结构和固定结构，在连接轴上设有与主轴连接头对应的固定结构。

7.根据权利要求6所述一种太阳能光伏组件跟踪系统，其特征在于：主轴连接头包括主轴封盖，主轴封盖焊接在主轴的端部，固定结构包括相互平行的两块固定板，两块固定板焊接在主轴封盖上，两块固定板之间的距离不小于连接轴的直径；所述的定位结构为一弧形挡板，挡板的弧度与连接轴的弧度相同，挡板位于构成固定结构的两块平行的固定板之间，挡板的两端分别焊接在两端的固定板上，在固定板和挡板上均开设有固定孔，固定孔为腰形孔，在连接轴的两个相互平行的侧面和上下两个弧形的面上开设有与固定孔对应的通孔。

8.根据权利要求1或2或3所述一种太阳能光伏组件跟踪系统，其特征在于：所述的光伏组件安装在光伏组件框架内，光伏组件框架通过压块固定在横梁上，横梁固定在主轴上，在横梁上方设有开口槽，在横梁上方安装有垫板，在垫板上安装有接地垫片，在垫板的下方设有紧固装置，压块通过紧固装置将光伏组件框架固定在接地垫片上。

9.根据权利要求8所述一种太阳能光伏组件跟踪系统，其特征在于：在所述的垫板中心开设有通孔，在通孔内设有压紧件，所述的压紧件包括压板和位于压板下方的卡钩，压板的面积大于通孔的面积，压板压在接地垫片上，卡钩有两个，两个卡钩相互平行，卡钩的钩体向内形成一个卡槽，在卡槽内设有紧固装置，紧固装置为一长条形螺母，长条形螺母的中心设有螺纹孔，长条形螺母与垫板下表面之间的距离与开口槽的槽沿的厚度相同。

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