CN205158146U - 一种双轴光伏跟踪装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种双轴光伏跟踪装置，包括竖直设置的方位轴和水平设置的俯仰轴，方位轴下端与固定在底座上的第一驱动单元连接，方位轴上端与联轴装置固定连接，联轴装置上固定安装有第二驱动单元和轴承座，俯仰轴可转动的穿设于轴承座，且第二驱动单元与俯仰轴相连；俯仰轴上固定安装有轴套，轴套与光伏板托盘相连，光伏板托盘上安装有光伏板。本实用新型所提供的双轴光伏跟踪装置，结构简单轻巧，能耗低，便于加工和维护，且混合了视日轨迹跟踪和传感器跟踪两种方式，在多云天气时采用视日轨迹跟踪，在晴天时采用传感器跟踪，保证了在不同天气状况下的跟踪效率和跟踪精度。
Description
技术领域
本实用新型属于光伏发电技术领域，具体涉及一种双轴光伏跟踪装置。
背景技术
随着世界经济的快速发展，能源危机和环境污染日益加重，为解决这些难题很多国家都在致力于新能源的开发利用。在当下的新能源开发中，太阳能具有辐射量大、覆盖面广以及清洁无污染等优点，应运而生的光伏发电技术近几年来一直被世界各国广泛关注和利用。但是由于太阳能存在着密度低，不易收集等特点，使光伏发电的效率一直受到制约，因此提高发电效率成为了当前光伏发电技术的研究热点。
实践证明设计一套光伏自动跟踪系统，使太阳光线始终垂直照射电池板，相比固定式的太阳能电池板，可以有效提高电池板30％～40％的发电量。目前的光伏跟踪系统从结构上可以划分为单轴跟踪和双轴跟踪两种，单轴跟踪效率较低，不能保证跟踪精度，双轴跟踪精度较高，但是一般的双轴跟踪装置结构复杂，能耗较高；光伏跟踪系统从跟踪方式上可以划分为视日轨迹跟踪和传感器跟踪，视日轨迹跟踪精度较低，而传感器跟踪在多云天气下会丢失跟踪目标。
实用新型内容
本实用新型的目的是解决上述问题，提供一种结构简单轻巧、跟踪效率高的双轴光伏跟踪装置。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种双轴光伏跟踪装置，包括竖直设置的方位轴和水平设置的俯仰轴，所述方位轴下端与固定在底座上的第一驱动单元连接，方位轴上端与联轴装置固定连接，联轴装置上固定安装有第二驱动单元和轴承座，俯仰轴可转动的穿设于轴承座，且第二驱动单元与俯仰轴相连；俯仰轴上固定安装有轴套，轴套与光伏板托盘相连，光伏板托盘上安装有光伏板。
优选地，双轴光伏跟踪装置还包括单片机、光传感器和GPS接收机，单片机分别与光传感器、GPS接收机、第一驱动单元和第二驱动单元电连接，光传感器安装在光伏板上。
优选地，所述方位轴与第一驱动单元相连处设有第一限位开关，俯仰轴和第二驱动单元相连处设有第二限位开关，第一限位开关和第二限位开关分别与单片机电连接。
优选地，所述第一驱动单元包括第一步进电机以及与其相连的第一减速装置，第一减速装置安装在底座上，第一步进电机通过第一减速装置驱动方位轴转动。
优选地，所述第二驱动单元包括第二步进电机以及与其相连的第二减速装置，第二减速装置安装在联轴装置上，第二步进电机通过第二减速装置驱动俯仰轴转动。
优选地，所述俯仰轴和轴承座之间通过轴承可转动连接。
优选地，所述轴承座的数量为二，第二驱动单元设于两个轴承座之间。
优选地，所述方位轴、俯仰轴和轴套由铝合金制成，光伏板托盘由角铝制成。
本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型所提供的双轴光伏跟踪装置，俯仰轴通过轴承座和轴承安装在联轴装置上，使得俯仰轴可以绕轴线自由转动，联轴装置和方位轴刚性固定，从而实现了方位轴对俯仰轴的支撑，并且保持了俯仰轴和方位轴在空间上的垂直关系，方位轴和俯仰轴分别由第一驱动单元和第二驱动单元驱动，相比其他双轴跟踪器，该装置结构简单轻巧，便于加工和维护。
2、本装置通过单片机和GPS接收机实现视日轨迹跟踪，通过单片机和光传感器实现传感器跟踪，从而使跟踪方式混合了视日轨迹跟踪和传感器跟踪两种方式，在多云天气时采用视日轨迹跟踪，在晴天时采用传感器跟踪，保证了在不同天气状况下的跟踪效率和跟踪精度。
3、本装置的主体部分方位轴、俯仰轴和轴套由铝合金制成，轻量化的材料减轻了系统的重量，降低了装置的功耗。
附图说明
图1是本实用新型双轴光伏跟踪装置的立体图；
图2是本实用新型第二限位开关的示意图。
附图标记说明：1、方位轴；2、俯仰轴；3、底座；4、联轴装置；5、轴承座；6、轴套；7、光伏板托盘；8、第一限位开关；9、第二限位开关；10、第一步进电机；11、第一减速装置；12、第二步进电机；13、第二减速装置；14、轴承。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的说明：
如图1和图2所示，本实用新型的双轴光伏跟踪装置，包括方位轴1、俯仰轴2、底座3、联轴装置4、轴承座5、轴套6、光伏板托盘7、第一限位开关8、第二限位开关9、第一驱动单元和第二驱动单元，方位轴1和俯仰轴2互相垂直，其中方位轴1竖直设置，其下端与固定在底座3上的第一驱动单元连接，上端与联轴装置4固定连接；俯仰轴2水平设置，联轴装置4上固定安装有第二驱动单元和轴承座5，俯仰轴2可转动的穿设于轴承座5，具体的，俯仰轴2和轴承座5之间通过轴承14可转动连接，第二驱动单元与俯仰轴2相连，用于驱动俯仰轴2；俯仰轴2上固定安装有轴套6，轴套6与光伏板托盘7相连，光伏板安装在光伏板托盘7上，光伏板托盘7上安装有光伏板。
双轴光伏跟踪装置的主体结构为方位轴1和俯仰轴2，二者分别通过第一驱动单元和第二驱动单元驱动旋转，由于普通电机转速较快，而方位轴1和俯仰轴2的转速很慢，所以需要传动比较大的减速装置。在本实施例中，第一驱动单元包括第一步进电机10以及与其相连的第一减速装置11，第一减速装置11安装在底座3上，第一步进电机10通过第一减速装置11驱动方位轴1转动；第二驱动单元包括第二步进电机12以及与其相连的第二减速装置13，第二减速装置13安装在联轴装置4上，第二步进电机12通过第二减速装置13驱动俯仰轴2转动；上述的第一减速装置11和第二减速装置13均为蜗轮蜗杆减速器，以获得较大的传动比。
方位轴1与第一驱动单元相连处设有第一限位开关8，用于限制方位轴1的转动角度；俯仰轴2和第二驱动单元相连处设有第二限位开关9，用于限制俯仰轴2的转动角度。
双轴光伏跟踪装置还包括单片机、光传感器和GPS接收机，单片机分别与光传感器、GPS接收机、第一限位开关8、第二限位开关9、第一步进电机10和第二步进电机12电连接；光传感器安装在光伏板上，用于检测太阳光的角度、太阳的位置和天气的阴晴，并将数据传输至单片机，GPS接收机用于检测当地经纬度信息，并将数据传输至单片机；单片机根据接收的数据发出不同的控制指令，驱动第一步进电机10和第二步进电机12转动相应的角度，使光伏板和太阳的入射方向垂直；在多云天气时采用视日轨迹跟踪，在晴天时采用传感器跟踪，提高了跟踪效率，避免了单一跟踪效率低下的缺陷。当太阳下山时，方位轴1转动到极限位置，第一限位开关8被触发，此时由单片机发出指令，控制第一步进电机10以较快的速度反转，使方位轴1回到初始位置，同理，俯仰轴2也转回到初始位置，整个装置复位。
在本实施例中，轴承座5和轴套6的数量均为二，第二驱动单元设于两个轴承座5之间，两个轴套6位于两个轴承座5外侧。方位轴1、俯仰轴2和轴套6由铝合金制成，光伏板托盘7由角铝制成，轻量化的材料减轻了系统的重量，降低了装置的功耗。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本实用新型的原理，应被理解为本实用新型的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本实用新型公开的这些技术启示做出各种不脱离本实用新型实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本实用新型的保护范围内。
Claims (8)
1.一种双轴光伏跟踪装置，其特征在于：包括竖直设置的方位轴(1)和水平设置的俯仰轴(2)，所述方位轴(1)下端与固定在底座(3)上的第一驱动单元连接，方位轴(1)上端与联轴装置(4)固定连接，联轴装置(4)上固定安装有第二驱动单元和轴承座(5)，俯仰轴(2)可转动的穿设于轴承座(5)，且第二驱动单元与俯仰轴(2)相连；俯仰轴(2)上固定安装有轴套(6)，轴套(6)与光伏板托盘(7)相连，光伏板托盘(7)上安装有光伏板。
2.根据权利要求1所述的双轴光伏跟踪装置，其特征在于：双轴光伏跟踪装置还包括单片机、光传感器和GPS接收机，单片机分别与光传感器、GPS接收机、第一驱动单元和第二驱动单元电连接，光传感器安装在光伏板上。
3.根据权利要求2所述的双轴光伏跟踪装置，其特征在于：所述方位轴(1)与第一驱动单元相连处设有第一限位开关(8)，俯仰轴(2)和第二驱动单元相连处设有第二限位开关(9)，第一限位开关(8)和第二限位开关(9)分别与单片机电连接。
4.根据权利要求1所述的双轴光伏跟踪装置，其特征在于：所述第一驱动单元包括第一步进电机(10)以及与其相连的第一减速装置(11)，第一减速装置(11)安装在底座(3)上，第一步进电机(10)通过第一减速装置(11)驱动方位轴(1)转动。
5.根据权利要求1所述的双轴光伏跟踪装置，其特征在于：所述第二驱动单元包括第二步进电机(12)以及与其相连的第二减速装置(13)，第二减速装置(13)安装在联轴装置(4)上，第二步进电机(12)通过第二减速装置(13)驱动俯仰轴(2)转动。
6.根据权利要求1所述的双轴光伏跟踪装置，其特征在于：所述俯仰轴(2)和轴承座(5)之间通过轴承(14)可转动连接。
7.根据权利要求1所述的双轴光伏跟踪装置，其特征在于：所述轴承座(5)的数量为二，第二驱动单元设于两个轴承座(5)之间。
8.根据权利要求1所述的双轴光伏跟踪装置，其特征在于：所述方位轴(1)、俯仰轴(2)和轴套(6)由铝合金制成，光伏板托盘(7)由角铝制成。
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| CN107817567A (zh) * | 2017-11-08 | 2018-03-20 | 中船重工中南装备有限责任公司 | 全向观察窗口结构 |
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