CN206960969U - 双轴跟踪光伏发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双轴跟踪光伏发电装置，包括光伏组件与组件安装支架，所述组件安装支架支承于四根立柱上，其中相邻两立柱上端分别与组件安装支架铰连且两铰连轴线同轴，另两立柱上端分别铰连有长度调节件，两长度调节件与组件安装支架铰连且两铰连轴线同轴；所述四根立柱的中心线位于同一圆周上，各立柱底部活动支承在环形导轨上，该环形导轨安装在地基上，在地基上还安装有中心齿轮，中心齿轮与环形导轨同轴设置；所述各立柱通过连接构件固连，在连接构件上安装有驱动电机，驱动电机输出轴上的驱动齿轮与中心齿轮相啮合。采用本实用新型的双轴跟踪光伏发电装置能实现对太阳高度角与方位角的全范围跟踪，且支承结构稳定。

Description

双轴跟踪光伏发电装置

技术领域

本实用新型涉及一种光伏发电装置，尤其涉及一种具有双轴跟踪功能的光伏发电装置。

背景技术

为了提高光伏发电装置的发电效率，光伏发电装置中光伏组件的受光面应与太阳光线垂直，由于每天太阳在天空中的位置是不断变化的，因而光伏发电装置中的光伏组件需要能跟随太阳位置的不断变化而改变其安装角度，以达到其受光面与太阳光线垂直的目的。通常将太阳在空中位置的变化分解为方位角与高度角两个变量，常用的具有双轴跟踪功能的光伏发电装置就需要从高度角与方位角两个方面来对太阳位置进行跟踪，其中对太阳方位角的跟踪大多是使光伏组件绕呈南北方向设置的轴转动，这样能达到180度的跟踪范围，但由于季节的变化，太阳的方位角的变化范围是不同的，夏季会大于180度，冬季会小于180度，因而上述跟踪形式跟踪范围受限，达不到理想的跟踪目的。还有一种跟踪结构形式是将光伏组件通过组件安装支架支承在一支柱上，组件安装支架可以绕支柱在水平方向转动，从而能较好地跟踪太阳的方位角度，同时组件安装支架上还设置有水平方向的转轴，可使光伏组件绕水平转轴转动从而能跟踪太阳的高度角位置，但这种结构形式整个光伏发电装置只能靠支柱来支承，支承刚性不理想而且转动传动装置负荷重，支承结构稳定性不高，不能保证长期稳定运行。

实用新型内容

针对现有技术所存在的上述不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种双轴跟踪光伏发电装置，它能实现对太阳高度角与方位角的全范围跟踪，且支承结构稳定。

为了解决上述技术问题，本实用新型的一种双轴跟踪光伏发电设备，包括光伏组件与组件安装支架，所述组件安装支架支承于四根立柱上，其中相邻两立柱上端分别与组件安装支架铰连且两铰连轴线同轴，另两立柱上端分别铰连有长度调节件，两长度调节件与组件安装支架铰连且两铰连轴线同轴；所述四根立柱的中心线位于同一圆周上，各立柱底部活动支承在环形导轨上，该环形导轨安装在地基上，在地基上还安装有中心齿轮，中心齿轮与环形导轨同轴设置；所述各立柱通过连接构件固连，在连接构件上安装有驱动电机，驱动电机输出轴上的驱动齿轮与中心齿轮相啮合。

在上述结构中，由于所述组件安装支架支承于四根立柱上，其中相邻两立柱上端分别与组件安装支架铰连且两铰连轴线同轴，另两立柱上端分别铰连有长度调节件，两长度调节件与组件安装支架铰连且两铰连轴线同轴，则整个组件安装支架由四根立柱支承，相比于普通的采用单一中心支柱的结构而言整体结构稳定性更好，刚性更高；而通过长度调节件可以改变两立柱对组件安装支架的安装支承高度，使组件安装支架可以绕另两立柱上端的绞连轴线转动，从而改变组件安装支架上所安装的光伏组件与地平面之间的夹角，实现对太阳高度角的跟踪。又由于所述四根立柱的中心线位于同一圆周上，各立柱底部活动支承在环形导轨上，该环形导轨安装在地基上，则由四根立柱支承的组件安装支架可以绕垂直于地面的环形导轨中心线转动，从而改变组件安装支架上光伏组件的安装角度方向，跟踪太阳的方位，无论太阳的方位角变化范围是大于180度还是小于180度均可以保证光伏组件的受光面朝向太阳，实现对太阳方位角的全范围跟踪。还由于在地基上还安装有中心齿轮，中心齿轮与环形导轨同轴设置，所述各立柱通过连接构件固连，在连接构件上安装有驱动电机，驱动电机输出轴上的驱动齿轮与中心齿轮相啮合，则整个组件安装支架可以在驱动电机的驱动下围绕中心齿轮转动，也就是围绕环形导轨垂直于地面的中心线转动，从而可以由光伏发电装置的控制系统来控制驱动电机适时动作，实现对太阳位置的全范围自动跟踪。

本实用新型的一种优选实施方式，所述长度调节件包括铰连于组件安装支架上的丝杆，与丝杆相配的螺母转动支承在各自传动支座上，两传动支座分别铰连在相应立柱上，所述螺母与驱动动力装置传动连接。采用该实施方式，通过驱动动力装置可以使螺母旋转而使丝杆作轴向直线运动，达到改变立柱与组件安装支架之间长度距离的目的，从而方便地改变组件安装支架与地平面之间的角度，实现对太阳高度角的跟踪。

本实用新型的另一种优选实施方式，在所述螺母的外周设置有蜗轮，与蜗轮相啮合的蜗杆转动支承在各自的传动支座上，两长度调节件所对应的两蜗杆同轴并相连，所述螺母通过蜗轮与驱动动力装置传动连接。采用该实施方式，通过蜗轮蜗杆副可以方便地实现驱动动力装置对螺母的传动且蜗轮蜗杆具有自锁性能，可以锁定跟踪调节后位置，并且两长度调节件所对应的两蜗杆同轴并相连可以方便地同时调节两长度调节件的长度。

本实用新型的又一种优选实施方式，所述驱动动力装置为一与蜗杆相连的电机，该电机安装在该蜗杆所在的传动支座上。采用该实施方式，可以通过电机来调节两长度调节件的长度，实现对太阳高度角的自动跟踪。

本实用新型进一步的优选实施方式，所述环形导轨横截面呈工字形。采用该实施方式，工字形截面的环形导轨具有很高的刚性，可以提供非常稳定的支承基础。

本实用新型另一进一步的优选实施方式，所述立柱通过滚轮活动支承在所述环形导轨上，在立柱与环形导轨之间还安装有限位滚轮，该限位滚轮沿环形导轨径向设置。采用该实施方式，立柱通过滚轮活动支承在环形导轨上可以保证运动的灵活性，限位滚轮可以保证立柱运行在环形导轨所限定的圆周上。

本实用新型又一进一步的优选实施方式，所述中心齿轮呈扇形，呈扇形的中心齿轮的扇形夹角α大于180度。采用该实施方式，扇形的中心齿轮可以比完整的圆形齿轮更具经济性，扇形夹角α大于180度可以保证满足夏季太阳运动方位角范围大于180度时的跟踪要求。

本实用新型更进一步的优选实施方式，所述中心齿轮的分度圆直径d与环形导轨的直径D之比d:D为2:5至4:5。采用该实施方式，可以保证驱动电机处于环形导轨范围以内，保证运动机构的安全性。

本实用新型另一更进一步的优选实施方式，在所述连接构件上设置有定心柱，该定心柱插接在中心齿轮的中心孔内。采用该实施方式，可以保证组件安装支架更好地绕环形导轨中心线转动。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本实用新型双轴跟踪光伏发电设备作进一步的详细说明。

图1是本实用新型双轴跟踪光伏发电设备一种具体实施方式的结构示意图；

图2是图1所示结构中A－A部位的剖视结构示意图；

图3是图1所示结构中B－B部位的剖视结构示意图；

图4是图1所示结构中C部位的局部放大结构示意图。

图中：1－光伏组件、2－组件安装支架、3－立柱、4－环形导轨、5－连接构件、6－定心柱、7－中心齿轮、8－驱动电机、9－驱动齿轮、10－滚轮、11－限位滚轮、12－长度调节件、121－丝杆、122－螺母、13－蜗轮、14－蜗杆、15－传动支座、16－驱动动力装置。

具体实施方式

在图1和图2所示的双轴跟踪光伏发电设备中，各光伏组件1安装在组件安装支架2上，组件安装支架2支承于四根立柱3上，其中相邻两立柱3上端分别与组件安装支架2铰连且两铰连轴线同轴，另两立柱3上端分别铰连有长度调节件12，两长度调节件12与组件安装支架2铰连且两铰连轴线同轴，且两长度调节件12与组件安装支架2之间的铰连轴线平行于两立柱3上端与组件安装支架2之间的铰连轴线；参见图3，长度调节件12包括铰连于组件安装支架2上的丝杆121，与丝杆121相配的螺母122转动支承在各自传动支座15上，两传动支座15分别铰连在相应立柱3上，螺母122的外周设置有蜗轮13，与蜗轮13相啮合的蜗杆14转动支承在各自的传动支座15上，两长度调节件12所对应的两蜗杆14同轴并通过连接轴相连，螺母122通过蜗轮13与驱动动力装置16传动连接，驱动动力装置16为一与蜗杆14相连的电机，该电机安装在该蜗杆14所在的传动支座15上；四根立柱3的中心线位于同一圆周上，各立柱3底部活动支承在环形导轨4上，参见图4，立柱3通过滚轮10活动支承在所述环形导轨4上，滚轮10转动支承在立柱3底部，滚轮10可以直接采用滚动轴承，其外圆在环形导轨4上表面上滚动，环形导轨4安装在地基上，其横截面呈工字形，在每一立柱3与环形导轨4之间还通过支架安装有两限位滚轮11，该两限位滚轮11沿环形导轨4径向设置，一个位于环形导轨4内侧，另一个位于环形导轨4外侧，限位滚轮11外周设有台阶，两限位滚轮11的外周分别在环形导轨4的内外侧滚动实现径向限位并利用台阶实现竖直方向的限位；在地基上还安装有中心齿轮7，中心齿轮7呈扇形，呈扇形的中心齿轮7的扇形夹角α大于180度，中心齿轮7与环形导轨4同轴设置，中心齿轮7的分度圆直径d与环形导轨4的直径D之比d:D为2:5至4:5；各立柱3通过连接构件5固连，在连接构件5上安装有驱动电机8，驱动电机8输出轴上的驱动齿轮9与中心齿轮7相啮合，在连接构件5上设置有定心柱6，该定心柱6插接在中心齿轮7的中心孔内。

以上仅列出了本实用新型的一些具体实施方式，但本实用新型并不仅限于此，还可以作出较多的改进与变换，如所述驱动动力装置16也可以不是一与蜗杆14相连的电机，而是一与蜗杆14相连的手轮，通过手轮可以使螺母122转动，达到改变光伏组件1安装角度、对太阳高度角进行定期跟踪的目的；所述环形导轨4的横截面也可以不是呈工字形，而可以是呈其它形状的截面，只要是能便于对各立柱3形成支承及便于形成对各立柱3运动的限位即可。如此等等，只要是在本实用新型基本原理基础上所作出的改进与变换，均应视为落入本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种双轴跟踪光伏发电装置，包括光伏组件（1）与组件安装支架（2），其特征在于：所述组件安装支架（2）支承于四根立柱（3）上，其中相邻两立柱（3）上端分别与组件安装支架（2）铰连且两铰连轴线同轴，另两立柱（3）上端分别铰连有长度调节件（12），两长度调节件（12）与组件安装支架（2）铰连且两铰连轴线同轴；所述四根立柱（3）的中心线位于同一圆周上，各立柱（3）底部活动支承在环形导轨（4）上，该环形导轨（4）安装在地基上，在地基上还安装有中心齿轮（7），中心齿轮（7）与环形导轨（4）同轴设置，所述各立柱（3）通过连接构件（5）固连，在连接构件（5）上安装有驱动电机（8），驱动电机（8）输出轴上的驱动齿轮（9）与中心齿轮（7）相啮合。

2.根据权利要求1所述的双轴跟踪光伏发电装置，其特征在于：所述长度调节件（12）包括铰连于组件安装支架（2）上的丝杆（121），与丝杆（121）相配的螺母（122）转动支承在各自传动支座（15）上，两传动支座（15）分别铰连在相应立柱（3）上，所述螺母（122）与驱动动力装置（16）传动连接。

3.根据权利要求2所述的双轴跟踪光伏发电装置，其特征在于：在所述螺母（122）的外周设置有蜗轮（13），与蜗轮（13）相啮合的蜗杆（14）转动支承在各自的传动支座（15）上，两长度调节件（12）所对应的两蜗杆（14）同轴并相连，所述螺母（122）通过蜗轮（13）与驱动动力装置（16）传动连接。

4.根据权利要求2或3所述的双轴跟踪光伏发电装置，其特征在于：所述驱动动力装置（16）为一与蜗杆（14）相连的电机，该电机安装在该蜗杆（14）所在的传动支座（15）上。

5.根据权利要求1所述的双轴跟踪光伏发电装置，其特征在于：所述环形导轨（4）横截面呈工字形。

6.根据权利要求1或5所述的双轴跟踪光伏发电装置，其特征在于：所述立柱（3）通过滚轮（10）活动支承在所述环形导轨（4）上，在立柱（3）与环形导轨（4）之间还安装有限位滚轮（11），该限位滚轮（11）沿环形导轨（4）径向设置。

7.根据权利要求1所述的双轴跟踪光伏发电装置，其特征在于：所述中心齿轮（7）呈扇形，呈扇形的中心齿轮（7）的扇形夹角α大于180度。

8.根据权利要求1或7所述的双轴跟踪光伏发电装置，其特征在于：所述中心齿轮（7）的分度圆直径d与环形导轨（4）的直径D之比d:D为2:5至4:5。

9.根据权利要求1所述的双轴跟踪光伏发电装置，其特征在于：在所述连接构件（5）上设置有定心柱（6），该定心柱（6）插接在中心齿轮（7）的中心孔内。