CN210835737U - 平单轴太阳能跟踪系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种平单轴太阳能跟踪系统，包括立柱、主轴、太阳能电池组件、齿槽轮、驱动装置以及滚轮销轴，所述主轴可转动地设置于所述立柱上，所述太阳能电池组件设于所述主轴上，所述驱动装置与所述滚轮销轴连接，以控制所述滚轮销轴的转动，所述齿槽轮的轴心固定设置于所述主轴上，所述齿槽轮的传动齿与所述滚轮销轴的滚轮啮合，所述滚轮销轴带动所述齿槽轮转动，进而联动主轴以及主轴上的太阳能电池组件转动。本实用新型提供的单排结构的平单轴太阳能跟踪系统，结构可靠，传动精确，不需要设置价格昂贵的转向器和易断裂的连杆，可以有效避免因其中一排故障而影响其他排的工作。
Description
技术领域
本实用新型涉及光伏发电设备技术领域，尤其涉及一种平单轴太阳能跟踪系统。
背景技术
太阳能跟踪系统是光热和光伏发电过程中，最优化太阳光使用，达到提高光电转换效率的机械及电控单元系统。太阳能跟踪过程中，如果保持太阳能电池板随时正对太阳，让太阳光的光线随时垂直照射太阳能电池板的动力装置，采用太阳能跟踪系统能显著提高太阳能光伏组件的发电效率。目前，用于光伏发电组件的支架大致可分为固定式支架、平单轴跟踪系统支架、斜单轴跟踪系统支架和双轴跟踪系统支架。由于平单轴跟踪系统支架的发电效率优于固定式支架，成本、可靠性及安装工艺均优于斜单轴跟踪系统支架和双轴跟踪系统支架，因而得到广泛应用。
现有的平单轴太阳能跟踪系统主要采用多排联动的结构，即将多排太阳能跟踪支架通过链轮联动传动，普遍存在以下问题：(1)联动式跟踪系统，联排数量多，由于传递效率逐级递减，使得前后排的转动角度不一，误差大；(2)联排之间需要采用连杆连接，而连杆具有一定的传动角度，长时间受力不均容易导致断裂；(3)联动的太阳能跟踪支架需要设置转向器，而现有转向器为伞齿结构，价格昂贵；(4)其中一排太阳能跟踪支架出现转动故障时，会影响其他排太阳能跟踪支架的正常运行。
实用新型内容
本实用新型针对上述问题，提出了一种单排结构的平单轴太阳能跟踪系统，结构可靠，传动精确，不需要设置价格昂贵的转向器和易断裂的连杆，可以有效避免因其中一排故障而影响其他排的工作。
本实用新型采取的技术方案如下：本实用新型提供一种平单轴太阳能跟踪系统，包括立柱、主轴、太阳能电池组件、齿槽轮、驱动装置以及滚轮销轴，所述主轴可转动地设置于所述立柱上，所述太阳能电池组件设于所述主轴上，所述驱动装置与所述滚轮销轴连接，以控制所述滚轮销轴的转动，所述齿槽轮的轴心固定设置于所述主轴上，所述齿槽轮的传动齿与所述滚轮销轴的滚轮啮合，所述滚轮销轴带动所述齿槽轮转动，进而联动主轴以及主轴上的太阳能电池组件转动。
于本实用新型一实施例中，所述驱动装置与所述滚轮销轴之间设有依次连接的一级减速器、万向节联轴器以及二级减速器，所述一级减速器和所述二级减速器均设于所述立柱上，所述驱动装置设于所述一级减速器上，所述驱动装置的输出轴连接所述一级减速器，所述二级减速器连接所述滚轮销轴。
于本实用新型一实施例中，所述齿槽轮呈扇形，所述齿槽轮的传动齿沿着扇形弧边分布，所述齿槽轮扇形弧的端点设有限位块，以限制所述齿槽轮的转动。
于本实用新型一实施例中，所述齿槽轮的传动齿沿着扇形弧边均匀分布，相邻传动齿之间的夹角角度相同。
于本实用新型一实施例中，所述主轴上设有横梁，所述太阳能电池组件固定安装于所述横梁上，所述横梁上设有压块，所述压块抵在所述太阳能电池组件上，并通过螺栓固定在横梁上，以稳定所述太阳能电池组件。
于本实用新型一实施例中，所述驱动装置为直流电机，所述驱动装置设于所述一级减速器上。
于本实用新型一实施例中，所述主轴上还设有驱动供电组件，所述驱动供电组件连接所述驱动装置，为所述驱动装置提供电源。
于本实用新型一实施例中，所述平单轴太阳能跟踪系统还包括若干支撑柱和阻尼组件，若干支撑柱沿着主轴的长度方向分布，所述主轴可转动地设置于所述支撑柱上，所述阻尼组件包括阻尼本体、阻尼油以及活塞杆，所述活塞杆与所述阻尼本体形成活塞结构，所述阻尼油设于所述阻尼本体内，用于所述活塞杆的缓冲，所述阻尼本体设于所述主轴上，所述活塞杆设于所述支撑柱上。
于本实用新型一实施例中，所述阻尼组件设有锁定结构，所述锁定结构用于控制阻尼油的通断，以锁定所述阻尼本体与所述活塞杆的相对位置。
本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的平单轴太阳能跟踪系统，驱动装置控制单排的太阳能跟踪支架，传动更为精确，且不需要联动其他的太阳能跟踪支架，可以实现单排单轴独立运行，排与排之间不会互相牵制干扰，不会出现一排出现故障而导致其他排受影响的情况，也不需要使用价格昂贵的转向器和连杆连动，结构更为可靠。使用时，通过驱动装置控制滚轮销轴的转动，由于滚轮销轴的滚轮和齿槽轮的传动齿啮合，当滚轮销轴转动时会带动齿槽轮转动，进而带动与齿槽轮固定连接的主轴以及设置在主轴上的太阳能电池组件转动。
附图说明
图1是本实用新型的平单轴太阳能跟踪系统的结构示意图；
图2是本实用新型的平单轴太阳能跟踪系统的一个局部结构示意图；
图3是本实用新型的拆除齿槽轮上方的太阳能电池组件后的另一个局部结构示意图；
图4是本实用新型的齿槽轮的结构示意图；
图5是本实用新型的滚轮销轴的结构示意图；
图6是本实用新型的阻尼组件的结构示意图。
图中各附图标记为：1、立柱；2、主轴；3、太阳能电池组件；4、齿槽轮；5、驱动装置；6、滚轮销轴；7、一级减速器；8、万向节联轴器； 9、二级减速器；10、横梁；11、压块；12、驱动供电组件；13、支撑柱； 14、阻尼组件；41、传动齿；42、限位块；141、阻尼本体；142、活塞杆。
具体实施方式
下面结合各附图，通过具体实施例，对本实用新型进行详细、完整的描述。
请参考图1-5所示，本实用新型提供一种平单轴太阳能跟踪系统，包括立柱1、主轴2、太阳能电池组件3、齿槽轮4、驱动装置5以及滚轮销轴6，主轴2可转动地设置于立柱1上，太阳能电池组件3设于主轴2上，驱动装置5与滚轮销轴6连接，以控制滚轮销轴6的转动，齿槽轮4的轴心固定设置于主轴2上，齿槽轮4的传动齿41与滚轮销轴6的滚轮啮合，滚轮销轴6带动齿槽轮4转动，进而联动主轴2以及主轴2上的太阳能电池组件3转动。驱动装置5控制单排的太阳能跟踪支架，传动更为精确，且不需要联动其他的太阳能跟踪支架，可以实现单排单轴独立运行，排与排之间不会互相牵制干扰，不会出现一排出现故障而导致其他排受影响的情况，也不需要使用价格昂贵的转向器和连杆连动，结构更为可靠。使用时，通过驱动装置5控制滚轮销轴6的转动，由于滚轮销轴6的滚轮和齿槽轮4的传动齿41啮合，当滚轮销轴6转动时会带动齿槽轮4转动，进而带动与齿槽轮4固定连接的主轴2以及设置在主轴2上的太阳能电池组件3转动。
驱动装置5与滚轮销轴6之间设有依次连接的一级减速器7、万向节联轴器8以及二级减速器9，一级减速器7和二级减速器9均设于立柱1 上，驱动装置5设于一级减速器7上，驱动装置5的输出轴连接一级减速器7，二级减速器9连接滚轮销轴6。万向节联轴器8的结构紧凑，传动效率高，具有较大的角向补偿能力，当连接一级减速器7和连接二级减速器9的连杆不在同一轴线，即存在轴线夹角的情况下能实现所联接的两轴连续回转，并可靠地传递转矩和运动。在驱动装置5与滚轮销轴6之间设置一级减速器7和二级减速器9，起到降速、提高输出扭矩以及降低负载惯量，使得驱动装置5与滚轮销轴6传动更稳定。
齿槽轮4呈扇形，齿槽轮4的传动齿41沿着扇形弧边分布，齿槽轮4 扇形弧的端点设有限位块42，以限制齿槽轮4的转动。抗风状态时，传统的太阳能跟踪系统中需要由电机受力，对电机的要求较高，通过在齿槽轮 4扇形弧的端点设有限位块42，使得在抗风状态时，可以通过限位块42 抵在滚轮销轴6的滚轮上，以分担电机的受力，对电机的要求较小，且保证了电机的使用寿命。
齿槽轮4的传动齿41沿着扇形弧边均匀分布，相邻传动齿41之间的夹角角度相同，可以根据在一定时间内太阳能跟踪支架的齿槽轮4转动的传动齿41数量来计算相应的传动效率，更好地调整系统误差。
主轴2上设有横梁10，太阳能电池组件3固定安装于横梁10上，横梁10上设有压块11，压块11抵在太阳能电池组件3上，并通过螺栓固定在横梁10上，以稳定太阳能电池组件3。压块11包括中压块11和边压块 11，分别用于边部的太阳能电池组件3和中部的太阳能电池组件3的限位。压块11与太阳能电池组件3的接触面积大，可以起到固定组件支架、防止支架位移，保证组件安装平稳，可以满足抗风、抗拉及形变等要求，此外，压块11的固定方式更为灵活，一旦需要拆除或移位，施工更为便捷。
驱动装置5为直流电机，驱动装置5设于一级减速器7上。直流电机转矩较大，具有良好的启动特性和调速特性，起动和调速性能好，调速范围广平滑，过载能力较强，受电磁干扰影响小，节能环保，且后期维护较为便宜。驱动装置5设于一级减速器7上，不需要另外设置安装基础，进而避免了打桩定位不方便的问题。
主轴2上还设有驱动供电组件12，驱动供电组件12连接驱动装置5，为驱动装置5提供电源，可以减少电缆线量，简化安装步骤，无需外网输电。驱动供电组件12可以是一块太阳能板，比太阳能电池组件3的尺寸小，功率低，专门给驱动装置5供电。
平单轴太阳能跟踪系统还包括若干支撑柱和阻尼组件14，若干支撑柱沿着主轴的长度方向分布，主轴可转动地设置于支撑柱上，阻尼组件14 包括阻尼本体141、阻尼油(图中未示出)以及活塞杆142，活塞杆142 与阻尼本体141形成活塞结构，阻尼油设于阻尼本体141内，用于活塞杆 142的缓冲，阻尼本体141设于主轴上，活塞杆142设于支撑柱上，活塞杆142设有小孔，通过活塞杆142的往复移动，使阻尼油挤压可以流通。
阻尼组件14设有锁定结构，锁定结构用于控制阻尼油的通断，以锁定阻尼本体141与活塞杆142的相对位置。一实施例中，锁定结构可以是在活塞杆142设有小孔里装电磁阀，在抗风状态下可以关闭电磁阀，以关断小孔，使阻尼油无法流通，阻尼油近似于刚性杆件，能承受更大的力；当在非抗风状态下，电磁阀打开，以使活塞杆142的小孔打开，阻尼油可以流通，主轴可以正常的运转。
本申请中可以采用带锁定结构的阻尼组件14和不带锁定结构的阻尼组件14，两种结构的阻尼组件14可以按照如下方式排布：两种结构的阻尼组件14在支撑柱13上间隔设置；任意两个不是位于边上的支撑柱13 上设置有带锁定结构的阻尼组件14，其他的支撑柱13上设置有不带锁定结构的阻尼组件14；两种结构的阻尼组件14设置于任意一个支撑柱13上。以上三种排布方式中带位置锁定的阻尼油可以接受开关量的数字信号，在抗风模式下，接受控制器的关断信号，阻尼油位置锁定，不能伸缩运动，实现刚性连接的效果。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此即限制本实用新型的专利保护范围，凡是运用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的保护范围内。
Claims (9)
1.一种平单轴太阳能跟踪系统，其特征在于，包括立柱、主轴、太阳能电池组件、齿槽轮、驱动装置以及滚轮销轴，所述主轴可转动地设置于所述立柱上，所述太阳能电池组件设于所述主轴上，所述驱动装置与所述滚轮销轴连接，以控制所述滚轮销轴的转动，所述齿槽轮的轴心固定设置于所述主轴上，所述齿槽轮的传动齿与所述滚轮销轴的滚轮啮合，所述滚轮销轴带动所述齿槽轮转动，进而联动主轴以及主轴上的太阳能电池组件转动。
2.如权利要求1所述的平单轴太阳能跟踪系统，其特征在于，所述驱动装置与所述滚轮销轴之间设有依次连接的一级减速器、万向节联轴器以及二级减速器，所述一级减速器和所述二级减速器均设于所述立柱上，所述驱动装置设于所述一级减速器上，所述驱动装置的输出轴连接所述一级减速器，所述二级减速器连接所述滚轮销轴。
3.如权利要求1所述的平单轴太阳能跟踪系统，其特征在于，所述齿槽轮呈扇形，所述齿槽轮的传动齿沿着扇形弧边分布，所述齿槽轮扇形弧的端点设有限位块，以限制所述齿槽轮的转动。
4.如权利要求3所述的平单轴太阳能跟踪系统，其特征在于，所述齿槽轮的传动齿沿着扇形弧边均匀分布，相邻传动齿之间的夹角角度相同。
5.如权利要求1所述的平单轴太阳能跟踪系统，其特征在于，所述主轴上设有横梁，所述太阳能电池组件固定安装于所述横梁上，所述横梁上设有压块，所述压块抵在所述太阳能电池组件上，并通过螺栓固定在横梁上，以稳定所述太阳能电池组件。
6.如权利要求2所述的平单轴太阳能跟踪系统，其特征在于，所述驱动装置为直流电机，所述驱动装置设于所述一级减速器上。
7.如权利要求1所述的平单轴太阳能跟踪系统，其特征在于，所述主轴上还设有驱动供电组件，所述驱动供电组件连接所述驱动装置，为所述驱动装置提供电源。
8.如权利要求1所述的平单轴太阳能跟踪系统，其特征在于，还包括若干支撑柱和阻尼组件，若干支撑柱沿着主轴的长度方向分布，所述主轴可转动地设置于所述支撑柱上，所述阻尼组件包括阻尼本体、阻尼油以及活塞杆，所述活塞杆与所述阻尼本体形成活塞结构，所述阻尼油设于所述阻尼本体内，用于所述活塞杆的缓冲，所述阻尼本体设于所述主轴上，所述活塞杆设于所述支撑柱上。
9.如权利要求8所述的平单轴太阳能跟踪系统，其特征在于，所述阻尼组件设有锁定结构，所述锁定结构用于控制阻尼油的通断，以锁定所述阻尼本体与所述活塞杆的相对位置。
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|---|---|---|---|---|
| CN113890464A (zh) * | 2021-09-01 | 2022-01-04 | 江阴市旺发科技有限公司 | 一种抗风的集成式光伏支架及其安装方法 |
| CN114625178A (zh) * | 2022-03-11 | 2022-06-14 | 陈秋菊 | 一种电磁阻尼光伏跟踪系统 |
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| CN113890464B (zh) * | 2021-09-01 | 2023-11-14 | 江阴市旺发科技有限公司 | 一种抗风的集成式光伏支架及其安装方法 |
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