CN206819163U - 光伏发电吊挂式追日支撑系统 - Google Patents

Abstract

一种光伏发电吊挂式追日支撑系统，包括驱动装置支撑立柱、悬挂架支撑立柱，驱动装置支撑立柱上设置的电动执行机构的输出转轴固定连接驱动吊臂，悬挂架支撑立柱上设置的悬挂架上通过铰轴铰接一从动吊臂，铰轴与输出转轴位于同一回转中心线，驱动吊臂的自由端固定连接光伏电池板支撑横梁，光伏电池板支撑横梁的延伸端与从动吊臂的自由端连接固定，光伏电池板支撑横梁与回转中心线平行且偏离回转中心线，光伏电池板安装固定在光伏电池板支撑横梁上构成追日运动组件，该追日运动组件的重心位于或接近回转中心线。它既能减小光伏板追日支撑系统的附加有害转矩，降低驱动功率，又能提高光伏板追日支撑系统安全稳定性。

Description

光伏发电吊挂式追日支撑系统

技术领域

本实用新型涉及一种光伏发电装置，特别涉及一种光伏发电吊挂式追日支撑系统。

背景技术

目前的单轴追日光伏发电，分为平单轴和斜单轴两大追日类型，通常是光伏电池板固定在旋转单轴上，通过旋转单轴的转动带动光伏电池板在电机控制下实现光伏板追寻日光在一天白昼的运动采集阳光。由于现有的光伏电池板和旋转单轴以及支撑架组成的系统的旋转中心在旋转单轴的轴心，光伏电池板的重心偏离旋转单轴的旋转中心，在转动过程中，受到光伏电池板的重力，以及风力或雨雪负载的作用，旋转单轴因光伏电池板的重心偏离旋转单轴旋转中心，会产生较大的有害附加转矩，增大了驱动装置的负载，导致驱动功率加大，增大电能浪费，而且驱动装置也容易加速损坏；而且有时还会对支撑架系统产生较大的倾覆力矩，导致支撑架倾倒，影响系统的安全。并且，由于现有技术的光伏电池板的重心偏离旋转单轴的旋转中心，有害附加转矩较大，为防止驱动装置的加速损坏和支撑架倾倒，光伏电池板的追日转动角度一般在100度以内，最大也不超过120度，由此又导致光伏电池板在日出的初始追日时间延后，在日落的终止追日时间提前，致使光伏电池板采集日光的时间缩短。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种光伏发电吊挂式追日支撑系统，它既能减小光伏板追日支撑系统的附加有害转矩，降低驱动功率，又能提高光伏板追日支撑系统安全稳定性。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种光伏发电吊挂式追日支撑系统，包括光伏电池板、支撑立柱，所述支撑立柱包括驱动装置支撑立柱、悬挂架支撑立柱，所述驱动装置支撑立柱上设置电动执行机构，所述电动执行机构的输出转轴固定连接驱动吊臂，所述驱动吊臂的下端为自由端，所述悬挂架支撑立柱上设置悬挂架，所述悬挂架上铰接一从动吊臂，所述从动吊臂上端为固定端，该端通过铰轴与悬挂架铰接，所述铰轴与输出转轴位于同一回转中心线，从动吊臂的下端为自由端，所述驱动吊臂的自由端固定连接光伏电池板支撑横梁，光伏电池板支撑横梁的延伸端与从动吊臂的自由端连接固定，所述光伏电池板支撑横梁与回转中心线平行且偏离回转中心线，所述光伏电池板安装固定在光伏电池板支撑横梁上构成追日运动组件，该追日运动组件的重心位于或接近回转中心线。

所述输出转轴周向固定连接输出法兰盘，通过输出法兰盘与驱动吊臂法兰连接。

所述悬挂架为拱形结构，该拱形结构悬挂架位于内空顶部设有向下延伸的铰接座，从动吊臂的固定端通过铰轴与铰接座上设置的轴孔铰接，悬挂架的内空留有让从动吊臂自由端分别向左、向右转动80度的让位空间。

所述光伏电池板通过抱箍固定在光伏电池板支撑横梁上端。

所述抱箍采用U形螺栓。

所述驱动装置支撑立柱为一个，所述悬挂架支撑立柱为多个并排，所述光伏电池板支撑横梁一端由驱动装置支撑立柱上电动执行机构输出转轴固定连接的驱动吊臂吊挂支撑，光伏电池板支撑横梁的延伸端由并排的多个悬挂架支撑立柱上悬挂架铰接的从动吊臂吊挂形成多点支撑，驱动装置支撑立柱与悬挂架支撑立柱之间的光伏电池板支撑横梁上，以及两相邻悬挂架支撑立柱之间的光伏电池板支撑横梁上，均固定安装多块光伏电池板。

所述驱动装置支撑立柱为一个，该驱动装置支撑立柱位于多个并排设置的悬挂架支撑立柱中间，驱动装置支撑立柱上电动执行机构的输出转轴的左右两端分别固定连接有驱动吊臂，两个驱动吊臂各吊挂固定连接一光伏电池板支撑横梁，左、右光伏电池板支撑横梁的延伸端分别由位于驱动装置支撑立柱左右两边并排设置的多个悬挂架支撑立柱上悬挂架铰接的从动吊臂吊挂形成多点支撑。

所述驱动吊臂自由端的最大转动角度为160度。

所述光伏电池板支撑横梁采用管状结构。

采用上述方案，在驱动装置支撑立柱上设置电动执行机构，电动执行机构的输出转轴固定连接驱动吊臂，驱动吊臂的下端为自由端。在悬挂架支撑立柱上设置悬挂架，悬挂架上铰接一从动吊臂，从动吊臂的上端通过铰轴与悬挂架铰接，所述铰轴与输出转轴位于同一回转中心线，从动吊臂的下端为自由端。将驱动吊臂的自由端固定连接光伏电池板支撑横梁，光伏电池板支撑横梁的延伸端与从动吊臂的自由端连接固定，所述光伏电池板支撑横梁与回转中心线平行且偏离回转中心线。这种结构能够使电动执行机构带动驱动吊臂以输出转轴为回转中心来回转动，并驱动与从动吊臂共同悬挂的光伏电池板支撑横梁绕回转中心线做来回运动，不以光伏电池板支撑横梁作为转动中心，而让光伏电池板支撑梁偏离转动中心，并将光伏电池板安装固定在光伏电池板支撑横梁上构成追日运动组件，该追日运动组件的重心位于或接近回转中心线。追日运动组件在电动执行机构驱动下进行追日运动时，回转中心线可无限接近追日运动组件的重心位置，从而使需要克服追日运动组件重力的转矩减小，避免了附加有害转矩对吊挂式追日支撑系统的影响。与现有技术相比较，同一驱动功率可以驱动更多数量或更大功率的光伏电池板，投入产出比得到提高。这种结构既能降低驱动电能消耗，又能避免造成追日运动组件重心偏离回转中心过大而导致支撑立柱倾倒的事故发生，极大地提高了光伏发电追日支撑系统的安全稳定性。

在悬挂架支撑立柱上端设置悬挂架，将悬挂架设计为拱形结构，该拱形结构悬挂架位于内空顶部设有向下延伸的铰接座，从动吊臂的固定端通过铰轴与铰接座上设置的轴孔铰接，悬挂架的内空留有让从动吊臂自由端分别向左、向右转动80度的让位空间。这种结构既使从动吊臂的重心不会偏出悬挂架，又能使从动吊臂随悬挂的光伏电池板支撑横梁以铰轴为回转中心转动，其向左、向右转动80度的让位空间足以保证追日运动组件在追日运动时转动角度达到最大化，与现有技术相比较，使光伏电池板在日出时接受光照的时间能够提前，在日落时接受光照的时间能够延后，让一天采集阳光的时间得到加长。

尤其是由本专利技术的驱动装置支撑立柱、悬挂架支撑立柱、驱动吊臂、从动吊臂、光伏电池板支撑横梁、光伏电池板、电动执行机构等组成的光伏发电吊挂式追日支撑系统，将光伏电池板和光伏电池板支撑横梁组成的追日运动组件的支承点——即支承驱动吊臂转动的电动执行机构的输出转轴和支承从动吊臂的铰轴，设计在高于光伏电池板支撑横梁的上方，追日运动组件以支承点作为转动中心，支承点回转中心线可无限接近追日运动组件的重心位置，使追日运动组件重力和风雪雨水负载相对于输出转轴和铰轴所产生的附加有害转矩达到最小，由此降低整个系统的单位发电容量的驱动能耗，便于更多追日运动组件的级联驱动，一个电动执行机构可驱动的光伏电池板数量更多和功率容量更大，从而降低系统的成本和单位发电容量的占地面积。并且由于驱动吊臂和从动吊臂承受单纯拉力而不承受转矩，系统稳定性好，导致系统倾覆的力矩减小或消除，使系统的稳定性得到提高，增强了系统抵御风灾和雨雪灾害的能力。

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型的优选实施例结构示意图；

图2为本实用新型的侧视示意图；

图3为本实用新型的电动执行机构示意图；

图4为本实用新型的悬挂架结构图；

图5为本实用新型追日状态的示意图。

具体实施方式

参见图1至图5，一种光伏发电吊挂式追日支撑系统的实施例，该光伏发电的光伏板追日支撑系统包括光伏电池板2、驱动装置支撑立柱6、悬挂架支撑立柱7。所述驱动装置支撑立柱6上设置电动执行机构5，所述电动执行机构5的输出转轴12固定连接驱动吊臂4，所述驱动吊臂4的下端为自由端。所述电动执行机构5通过螺栓固定在驱动装置支撑立柱6上端，电动执行机构5包括减速电机10、涡轮蜗杆减速器11，所述涡轮蜗杆减速器11通过安装底座17与驱动装置支撑立柱6固定连接，所述涡轮蜗杆减速器11的涡轮与减速电机10的轴连接，所述涡轮蜗杆减速器11的蜗杆为输出转轴12与驱动吊臂4连接，所述输出转轴12与驱动吊臂4可以通过花键周向固定连接，也可以通过单键周向固定连接；或者所述输出转轴12周向固定连接输出法兰盘13，通过输出法兰盘13与驱动吊臂4法兰连接。所述悬挂架支撑立柱7上设置悬挂架1，悬挂架1通过螺栓固定在悬挂架支撑立柱7上端，所述悬挂架1上铰接一从动吊臂8，所述从动吊臂8上端为固定端，该端通过铰轴15与悬挂架1铰接，所述铰轴15与输出转轴12位于同一回转中心线9，从动吊臂8的下端为自由端。本实施例的所述悬挂架1为拱形结构，该拱形结构悬挂架1位于内空顶部设有向下延伸的铰接座1a，从动吊臂8的固定端通过铰轴15与铰接座1a上设置的轴孔1b铰接，悬挂架1的内空留有让从动吊臂8自由端分别向左、向右转动80度的让位空间1c，使驱动吊臂4自由端的最大转动角度为160度。采用该结构悬挂架1能够使从动吊臂8的承载重心保持在悬挂架1支撑范围内，并且还有利于光伏电池板支撑横梁3的延伸端从悬挂架1内空通过，依次形成级联，便于更多组件的级联驱动。当然，悬挂架1也可采用其他能够支撑悬挂从动吊臂8的结构，只是效果不及本实施例采用的悬挂架。在驱动吊臂4的自由端固定连接光伏电池板支撑横梁3，光伏电池板支撑横梁3的延伸端与从动吊臂8的自由端连接固定，所述光伏电池板支撑横梁3与回转中心线9平行且偏离回转中心线9，使该支撑横梁3以输出转轴为圆心在驱动吊臂4的驱动下做往复运动，但支撑横梁3不自转。所述光伏电池板2安装固定在光伏电池板支撑横梁3上端构成追日运动组件，该追日运动组件的重心位于或接近回转中心线9。所述光伏电池板支撑横梁3可依次排列安装多个光伏电池板2构成光伏电池板组。为减轻光伏电池板支撑横梁3的重量，所述光伏电池板支撑横梁3采用管状结构为优选，例如采用钢管或其它金属管，甚至高强度的高分子材料管制作光伏电池板支撑横梁3，均能达到减轻重量的目的，并同时保证光伏电池板支撑横梁3的支撑强度。所述光伏电池板2与光伏电池板支撑横梁3的安装固定方式采用抱箍固定方式，将所述光伏电池板2通过抱箍16固定在光伏电池板支撑横梁3上，具体为在所述光伏电池板2背面通过螺栓固定檩条14，用抱箍16抱住光伏电池板支撑横梁3，抱箍16通过螺栓与光伏电池板2背面的檩条14固定连接，形成光伏电池板2与光伏电池板支撑横梁3紧固安装，使光伏电池板2呈水平状态时位于光伏电池板支撑横梁3上端。或者所述抱箍16采用U形螺栓，直接通过U形螺栓抱住光伏电池板支撑横梁3与光伏电池板2背面的檩条14固定。制作时，在光伏电池板2和光伏电池板支撑横梁3尺寸确定后，通过改变檩条14及躯动吊臂4和从动吊臂8的长度，即可改变追日运动组件的重心位置，使追日运动组件的重心点位于回转中心线9上或使其尽可能靠近回转中心线9，因此，追日运动组件的重力对回转重心轴产生的力矩达到最小。如果追日运动组件的重心处于回转中心线9上，追日运动组件的重力对回转中心轴产生的力矩为零，在整个转动范围内，追日运动组件均可处于大致的平衡状态，不会在重力作用下自行转动，所需的电动执行机构5的驱动力矩也达到最小。

在现场设备安装时，所述驱动装置支撑立柱6为一个，所述悬挂架支撑立柱7为多个沿南北方向并排，所述光伏电池板支撑横梁3一端由驱动装置支撑立柱6上电动执行机构5输出转轴12固定连接的驱动吊臂4吊挂支撑，光伏电池板支撑横梁3的延伸端由并排的多个悬挂架支撑立柱7上悬挂架1铰接的从动吊臂8吊挂形成多点支撑，光伏电池板支撑横梁3可多级联接呈直线沿南北方向延伸，在驱动装置支撑立柱6与悬挂架支撑立柱7之间的光伏电池板支撑横梁3上，以及两相邻悬挂架支撑立柱7之间的光伏电池板支撑横梁3上，均依次排列固定安装多块光伏电池板2，形成多级联接的光伏追日运动组件，使光伏电池板2在一个电动执行机构的驱动下做东西方向转动，在一定角度范围内追踪并正对太阳，接受更多的太阳辐射能量，获取更大的发电收益。在一条直线上实现多点支承由一个电动执行机构驱动的线性多级联动结构，采用同一驱动功率可以驱动更多数量或更大功率的光伏电池板，投入产出比较大。

或者如图1所示，所述驱动装置支撑立柱6为一个，该驱动装置支撑立柱6位于多个沿南北方向并排设置的悬挂架支撑立柱7中间，驱动装置支撑立柱6上电动执行机构5的输出转轴12的左右两端分别固定连接有驱动吊臂4，两个驱动吊臂4各吊挂固定连接一光伏电池板支撑横梁3，左、右光伏电池板支撑横梁3的延伸端分别由位于驱动装置支撑立柱6左右两边并排设置的多个悬挂架支撑立柱7上悬挂架1铰接的从动吊臂8吊挂形成多点支撑，在驱动装置支撑立柱6与悬挂架支撑立柱7之间的光伏电池板支撑横梁3上，以及两相邻悬挂架支撑立柱7之间的光伏电池板支撑横梁3上，均依次排列固定安装多块光伏电池板2，形成多级联接的光伏追日运动组件，使光伏电池板2在一个电动执行机构的驱动下做东西方向转动，在一定角度范围内追踪并正对太阳，接受更多的太阳辐射能量，获取更大的发电收益。由此实现由一个位于中间的电动执行机构驱动的线性多级联动结构，动力传动更加平衡、稳定，能够实现在同一驱动功率的情况下，可以最大化地驱动更多数量或更大功率的光伏电池板，实现投入产出比的最大化，节省驱动电能也达到最大化，使相同发电容量所需的追日驱动功率大幅度减小，降低了生产和使用成本。本系统可线性多级联动，布局方便，节约用地，便于光伏电池板清扫和冲洗机械化作业，减少工人的劳动强度。

本光伏发电吊挂式追日支撑系统工作时，电动执行机构由程序控制带动多级联接的光伏追日运动组件按照设定的一天太阳从日出到日落的轨迹做东西方向转动，使光伏电池板在一定角度范围内追踪并正对太阳，接受更多的太阳辐射能量，获取更大的发电收益。由于驱动吊臂4自由端的最大转动角度为160度，因此使光伏电池板2可以在160度范围内变化角度实现追日运动，将日出的初始追日时间提前，将日落的终止追日时间延后，让每天接受太阳辐射能量的时间得到加长，使单位面积的发电产能得到提高。

Claims (10)

1.一种光伏发电吊挂式追日支撑系统，包括光伏电池板(2)、支撑立柱，其特征在于：所述支撑立柱包括驱动装置支撑立柱(6)、悬挂架支撑立柱(7)，所述驱动装置支撑立柱(6)上设置电动执行机构(5)，所述电动执行机构(5)的输出转轴(12)固定连接驱动吊臂(4)，所述驱动吊臂(4)的下端为自由端，所述悬挂架支撑立柱(7)上设置悬挂架(1)，所述悬挂架(1)上铰接一从动吊臂(8)，所述从动吊臂(8)上端为固定端，该端通过铰轴与悬挂架(1)铰接，所述铰轴与输出转轴位于同一回转中心线(9)，从动吊臂(8)的下端为自由端，所述驱动吊臂(4)的自由端固定连接光伏电池板支撑横梁(3)，光伏电池板支撑横梁(3)的延伸端与从动吊臂(8)的自由端连接固定，所述光伏电池板支撑横梁(3)与回转中心线(9)平行且偏离回转中心线(9)，所述光伏电池板(2)安装固定在光伏电池板支撑横梁(3)上构成追日运动组件，该追日运动组件的重心位于或接近回转中心线(9)。

2.根据权利要求1所述的光伏发电吊挂式追日支撑系统，其特征在于：所述电动执行机构(5)包括减速电机(10)、涡轮蜗杆减速器(11)，所述涡轮蜗杆减速器(11)的涡轮与减速电机(10)的轴连接，所述涡轮蜗杆减速器(11)的蜗杆为输出转轴(12)与驱动吊臂(4)连接。

3.根据权利要求1或2所述的光伏发电吊挂式追日支撑系统，其特征在于：所述输出转轴(12)周向固定连接输出法兰盘(13)，通过输出法兰盘(13)与驱动吊臂(4)法兰连接。

4.根据权利要求1所述的光伏发电吊挂式追日支撑系统，其特征在于：所述悬挂架(1)为拱形结构，该拱形结构悬挂架(1)位于内空顶部设有向下延伸的铰接座(1a)，从动吊臂(8)的固定端通过铰轴与铰接座1a上设置的轴孔(1b)铰接，悬挂架(1)的内空留有让从动吊臂(8)自由端分别向左、向右转动80度的让位空间(1c)。

5.根据权利要求1所述的光伏发电吊挂式追日支撑系统，其特征在于：所述光伏电池板(2)通过抱箍(16)固定在光伏电池板支撑横梁(3)上端。

6.根据权利要求5所述的光伏发电吊挂式追日支撑系统，其特征在于：所述抱箍(16)采用U形螺栓。

7.根据权利要求1所述的光伏发电吊挂式追日支撑系统，其特征在于：所述驱动装置支撑立柱(6)为一个，所述悬挂架支撑立柱(7)为多个并排，所述光伏电池板支撑横梁(3)一端由驱动装置支撑立柱(6)上电动执行机构(5)输出转轴(12)固定连接的驱动吊臂(4)吊挂支撑，光伏电池板支撑横梁(3)的延伸端由并排的多个悬挂架支撑立柱(7)上悬挂架(1)铰接的从动吊臂(8)吊挂形成多点支撑，驱动装置支撑立柱(6)与悬挂架支撑立柱(7)之间的光伏电池板支撑横梁(3)上，以及两相邻悬挂架支撑立柱(7)之间的光伏电池板支撑横梁(3)上，均固定安装多块光伏电池板(2)。

8.根据权利要求1或7所述的光伏发电吊挂式追日支撑系统，其特征在于：所述驱动装置支撑立柱(6)为一个，该驱动装置支撑立柱(6)位于多个并排设置的悬挂架支撑立柱(7)中间，驱动装置支撑立柱(6)上电动执行机构(5)的输出转轴(12)的左右两端分别固定连接有驱动吊臂(4)，两个驱动吊臂(4)各吊挂固定连接一光伏电池板支撑横梁(3)，左、右光伏电池板支撑横梁(3)的延伸端分别由位于驱动装置支撑立柱(6)左右两边并排设置的多个悬挂架支撑立柱(7)上悬挂架(1)铰接的从动吊臂(8)吊挂形成多点支撑。

9.根据权利要求1所述的光伏发电吊挂式追日支撑系统，其特征在于：所述驱动吊臂(4)自由端的最大转动角度为160度。

10.根据权利要求1所述的光伏发电吊挂式追日支撑系统，其特征在于：所述光伏电池板支撑横梁(3)采用管状结构。