CN203930515U - 一种太阳能自动跟踪装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种太阳能自动跟踪装置，包括太阳能电池板(1)、支架和旋转驱动机构(2)，还包括设置在太阳能电池板(1)正面的光电传感器(3)，所述旋转驱动机构(2)中包括步进电机(21)，驱动器(22)，减速器(23)以及与减速器(23)连接的连杆机构(24)，所述连杆机构(24)的自由端与太阳能电池板(1)背部的绞支座(7)连接，推动太阳能电池板(1)绕支架的棱边轴向旋转；本实用新型相比现有技术的优点在于：该装置能够按时间间隔发出信号，相比于实时的精确跟踪装置来说，间歇式跟踪控制大大减少了电能的消耗；同时采用几何学中三点支承代替传统单点支承，克服了传统单点支承的稳定性不足的缺陷，避免了风力的影响，提高了太阳能的抗风抗震能力。

Description

一种太阳能自动跟踪装置

技术领域

本实用新型涉及太阳能发电技术领域，尤其涉及的是一种太阳能自动跟踪装置。

背景技术

目前，发达国家太阳能发电已经进入技术成熟、能大规模推广的阶段。当太阳能转换设备与太阳光垂直时，能收集更多的太阳能，因此要求太阳能电池板的支承装置具备自动跟踪太阳的功能。要实现对太阳的精确跟踪，必须使太阳能电池板的俯仰角度和偏转角度能够自动调整，国内外已提出了多种技术方案，例如用光电跟踪、机械跟踪、单轴、双轴跟踪等。目前公开的跟踪技术方案中，有的过于追求较高的跟踪精度，导致跟踪系统过于复杂，在工作过程中消耗较多的电能；有的技术方案对太阳能电池板采用单点支承，忽视了风力影响，支承的稳定性欠佳。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种太阳能自动跟踪装置，以解决传统太阳能自动跟踪系统过于复杂、能耗高的技术问题，以及采用单点支承的稳定性不足的问题。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种太阳能自动跟踪装置，包括太阳能电池板1、支架4和旋转驱动机构2，所述太阳能电池板1的背面与支架4的一条棱边连接，并以该棱边为转轴轴向旋转，还包括设置在太阳能电池板1正面的光电传感器3，所述旋转驱动机构2中包括步进电机21、与步进电机21连接的驱动器22，所述驱动器22能够接收光电传感器3发出的信号，还包括与步进电机21连接的减速器23，以及与减速器23连接的连杆机构24，所述连杆机构24的自由端设有绞支座7，与太阳能电池板1的背部通过该绞支座7连接，推动太阳能电池板1绕支架的棱边轴向旋转；所述光电传感器3能够间歇式输出信号给驱动器22，所述驱动器22驱动步进电机21通过减速器23带动连杆机构24运动，从而推动太阳能电池板1绕转轴旋转，实现偏转，该间歇式输出信号的跟踪控制能够最大程度地减少能耗。

进一步地，所述支架为三棱锥支架4，所述太阳能电池板1的背面与三棱锥支架4的一条非水平方向的棱边连接，并以该棱边为转轴轴向旋转；在几何学中，数三角固定最为稳定，利用三棱锥型的支架，能够克服传统单点支撑的稳定性不足的问题，提高太阳能装置的抗震抗风能力。

进一步地，所述三棱锥支架4的转轴与三棱锥支架4的底面呈45～60°夹角；所述夹角等于太阳能电池板所要求的俯仰角，是根据该太阳能使用地区的纬度确定的，如在北纬30°的地区，其夹角设定为54.5°，这样，将太阳能电池板1与地面的俯仰角度根据使用地区的纬度进行固定，只需调节太阳能电池板1向两边偏转的角度，即可保证太阳能电池板1在该地区能最大限度地接收到太阳光，同时，由于只需调节太阳能电池板的轴向上的偏转角度，不需调节其俯仰角度，能够进一步地减少了耗能。

进一步地，所述三棱锥支架4的转轴上设有轴承座5，所述太阳能电池板1与三棱锥支架4作为转轴的棱边通过轴承座5连接；所述轴承座5优选设置两个，将三棱锥支架4与太阳能电池板1通过两个轴承座5连接，能够进一步提高太阳能电池板1与支架的固定能力，提高稳定性。

进一步地，所述三棱锥支架4内部还固定设有一平面6，所述平面6与三棱锥支架4作为转轴的棱边垂直，所述旋转驱动机构2固定设在平面6上，这样，旋转驱动机构2与太阳能电池板1之间的位置是垂直固定的，在旋转驱动机构2推动太阳能电池板1旋转的过程中可以消耗更少的机械能，降低能耗。

进一步地，所述减速器23为蜗轮蜗杆减速器，蜗轮蜗杆减速器在步进电机21停转的状态下具有自锁功能，使得在步进电机21停转的情况下，太阳能电池板1的背面能够获得由三棱锥支架4的作为转轴的棱边和蜗轮蜗杆减速器自由端设置的绞支座7组成的三点固定支撑，提高了太阳能电池板1的抗风抗震能力。

进一步地，所述光电传感器3设有2个，分别位于太阳能电池板1正面上端的左右两边。

进一步地，所述2个光电传感器3上套有感光套筒，所述两个光电传感器3的感光套筒与太阳能电池板1的旋转方向具有倾斜夹角，且两个光电传感器3的感光套筒的倾斜方向相反，以增强光电传感器3的灵敏度。

本实用新型相比现有技术具有以下优点：本实用新型提供了一种太阳能自动跟踪装置，该装置能够按时间间隔发出信号，通过间歇式驱动旋转驱动机构，带动太阳能电池板发生偏转，从而实现跟踪调节，相比于实时的精确跟踪装置来说，间歇式跟踪控制大大减少了电能的消耗；本发明统筹考虑了跟踪装置的精度与系统复杂程度以及能耗的关系，以三棱锥为支架，将太阳能电池板的俯仰角度固定，只调整其偏转角度，简化了太阳能自动跟踪装置的结构，进一步减少电能的消耗；同时采用几何学中三点支承代替传统单点支承，克服了传统单点支承的稳定性不足的缺陷，避免了风力的影响，提高了太阳能的抗风抗震能力。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的跟踪控制框图。

具体实施方式

下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

本实用新型的一种太阳能自动跟踪装置，结构如图1所示，适用于在北纬30°的地区进行太阳能跟踪，包括太阳能电池板1、三棱锥支架4和旋转驱动机构2，所述太阳能电池板1的背面与三棱锥支架4的一条非水平方向的棱边通过两个轴承座5连接，并以该棱边为转轴轴向旋转，且所述三棱锥支架4的作为转轴的棱边与三棱锥支架4的底面呈54.5°夹角；该跟踪装置还包括设置在太阳能电池板1正面的光电传感器3，所述旋转驱动机构2中包括步进电机21，驱动器22，光电传感器3能够发出信号给驱动器22驱动步进电机21工作，其跟踪控制框图如图2所示，所述光电传感器3设有两个，分别位于太阳能电池板1正面上端的左右两边，所述2个光电传感器3上套有感光套筒，所述两个光电传感器3的感光套筒与太阳能电池板1的旋转方向具有倾斜夹角，且两个光电传感器3的感光套筒的倾斜方向相反，以增强光电传感器3的灵敏度，旋转驱动机构2中还包括与步进电机21连接的蜗轮蜗杆减速器23，以及与蜗轮蜗杆减速器23连接的连杆机构24，所述连杆机构24的自由端设有绞支座7，与太阳能电池板1背部通过该铰支座7连接，推动太阳能电池板1绕支架的棱边轴向旋转；光电传感器3能够间歇式输出信号给驱动器22，驱动步进电机21工作，通过减速器23带动连杆机构24运动，从而推动太阳能电池板1绕转轴旋转，实现偏转，该间歇式输出信号的跟踪控制能够最大程度地减少能耗。

所述三棱锥支架4内部还固定设有一平面6，所述平面6与三棱锥支架4的转轴垂直，所述旋转驱动机构2固定设在平面6上，这样，旋转驱动机构2与太阳能电池板1之间的位置是垂直固定的，在旋转驱动机构2推动太阳能电池板1旋转的过程中可以消耗更少的机械能，降低能耗。

Claims (8)

1.一种太阳能自动跟踪装置，包括太阳能电池板(1)、支架(4)和旋转驱动机构(2)，所述太阳能电池板(1)的背面与支架(4)的一条棱边连接，并以该棱边为转轴轴向旋转，其特征在于，还包括设置在太阳能电池板(1)正面的光电传感器(3)，所述旋转驱动机构(2)中包括步进电机(21),与步进电机(21)连接的驱动器(22)，还包括与步进电机(21)连接的减速器(23)以及与减速器(23)连接的连杆机构(24)，所述连杆机构(24)的自由端设有绞支座(7)，连杆机构(24)的自由端与太阳能电池板(1)的背部通过该绞支座(7)连接，推动太阳能电池板(1)绕支架的棱边轴向旋转。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能自动跟踪装置，其特征在于，所述支架(4)为三棱锥支架(4)，所述太阳能电池板(1)的背面与三棱锥支架(4)的一条非水平方向的棱边连接，并以该棱边为转轴轴向旋转。

3.根据权利要求2所述的一种太阳能自动跟踪装置，其特征在于，所述三棱锥支架(4)作为转轴的棱边与三棱锥支架(4)的底面呈45～60°夹角。

4.根据权利要求2所述的一种太阳能自动跟踪装置，其特征在于，所述三棱锥支架(4)作为转轴的棱边上设有轴承座(5)，所述太阳能电池板(1)与该棱边通过轴承座(5)连接。

5.根据权利要求2所述的一种太阳能自动跟踪装置，其特征在于，所述三棱锥支架(4)内部还固定设有一平面(6)，所述平面(6)与三棱锥支架(4)作为转轴的棱边垂直，所述旋转驱动机构(2)固定设在平面(6)上。

6.根据权利要求1所述的一种太阳能自动跟踪装置，其特征在于，所述减速器(23)为蜗轮蜗杆减速器。

7.根据权利要求1所述的一种太阳能自动跟踪装置，其特征在于，所述光电传感器(3)设有2个，分别位于太阳能电池板(1)正面上端的左右两边。

8.根据权利要求7所述的一种太阳能自动跟踪装置，其特征在于，所述两个光电传感器(3)上套有感光套筒，所述两个光电传感器(3)的感光套筒与太阳能电池板(1)的旋转方向具有向太阳能电池板(1)的外侧倾斜的倾斜夹角，且两个光电传感器(3)的感光套筒的倾斜方向相反。