CN211786774U - 一种双向跟踪的漂浮跟踪装置及漂浮跟踪系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及光伏追踪器技术领域，公开了一种双向跟踪的漂浮跟踪装置及漂浮跟踪系统，该装置包括：漂浮组件；立柱，所述立柱设置在所述漂浮组件上；至少两个主梁，所述主梁包括第一主梁和第二主梁，所述第一主梁设有驱动杆，所述第二主梁设有推拉臂；拉杆，分别与所述驱动杆及所述推拉臂转动连接；至少一个驱动构件，所述驱动构件设置在所述第一主梁上；所述第一主梁与所述驱动杆连接，驱动所述拉杆带动所述第二主梁转动；水下驱动构件，设置在所述漂浮组件的下侧，与所述漂浮组件固定连接，驱动所述漂浮组件转动。可以实现对太阳高度角和方位角的实时跟踪，让太阳光线垂直太阳能组件，太阳能组件实时接受最佳太阳辐射，产生最佳发电量。

Description

一种双向跟踪的漂浮跟踪装置及漂浮跟踪系统

技术领域

本实用新型涉及光伏追踪器技术领域，尤其涉及一种双向跟踪的漂浮跟踪装置及漂浮跟踪系统。

背景技术

从长远来看，可再生能源将是未来人类主要的能源来源，因此世界上多数发达国家和部分发展中国家都十分重视可再生能源在未来能源供应的重要作用。在新的可再生能源中，光伏发电和风力发电是发展最快的，也是各国竞相发展的重点。中国是一个能源生产大国，也是一个能源消费大国。我国政府重视可再生能源技术的发展，主要有水能、风能、生物质能、太阳能、地热能和海洋能等。可再生能源是可循环利用的清洁能源，是满足人类社会可持续发展需要的最终能源选择。

我国西部拥有大量未利用的光照充足的土地，但是这些地区并非电力负荷中心，因为当地电力消纳能力不足、电网建设延迟、外送输电通道容量有限。而在华南、华中等用电大的区域，虽然用电需求高，但受土地性质的限制，建设光伏电站的土地也越来越紧张。光伏发电是目前国家重点推进的一种新型清洁能源，其中发展光伏电站的一个重点要素就是场地。在此背景下，水上漂浮式光伏电站成为一个新的发展方向。

目前，水上光伏系统多数为固定式光伏系统，即太阳能组件相对水面是固定的，太阳能组件一般为水平或预设一个角度。造成太阳能组件无法长时间接收到最佳的太阳辐射，也就不能产生最佳的发电收益。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种双向跟踪的漂浮跟踪装置及漂浮跟踪系统，可以实现对太阳高度角和方位角的实时跟踪，让太阳光线垂直太阳能组件，太阳能组件实时接受最佳太阳辐射，产生最佳发电量。

本实用新型提供的技术方案如下：

一种双向跟踪的漂浮跟踪装置，包括：

漂浮组件，用于承载漂浮追踪装置使其漂浮在水面上；

至少两个立柱，所述立柱设置在所述漂浮组件上；

至少两个主梁，所述主梁设置在所述立柱上，且与所述立柱转动连接，用于安装光伏组件，所述主梁包括第一主梁和第二主梁，所述第一主梁设有驱动杆，所述第二主梁设有推拉臂；

拉杆，所述拉杆分别与所述驱动杆及所述推拉臂转动连接；

至少一个驱动构件，所述驱动构件设置在所述第一主梁上，用于驱动所述第一主梁转动；所述第一主梁与所述驱动杆连接，驱动所述拉杆带动所述第二主梁转动，进行太阳高度角追踪；

水下驱动构件，设置在所述漂浮组件的下侧，与所述漂浮组件固定连接，用于驱动所述漂浮组件转动，进行太阳方向角追踪。

本技术方案中，光伏组件设置在漂浮组件上，通过驱动构件来实时调整光伏组件与水平面之间的角度，即实现太阳高度角追踪；通过水下驱动构件驱动漂浮组件旋转，实现太阳方向角追踪；通过对太阳高度角和方位角的实时跟踪，让太阳光线垂直光伏组件，光伏组件实时接受最佳太阳辐射，产生最佳发电量。

进一步优选地，所述第一主梁设有一个，所述驱动构件设置在所述第一主梁上，所述驱动杆的一端与所述第一主梁固定连接，所述驱动杆的另一端与所述拉杆转动连接；

所述第二主梁设有多个，每个所述第二主梁分别设有所述推拉臂，每个所述推拉臂的一端与第二主梁固定连接，每个所述推拉臂的另一端与所述拉杆转动连接。

本技术方案中，可以通过设置一个驱动构件来实现驱动多个主梁同步转动。

进一步优选地，所述漂浮组件包括支撑框架和至少一个浮体，所述支撑框架设置在所述浮体上，用于安装所述漂浮追踪装置的各部件。

本技术方案中，支撑框架为一个整体的结构，相当于地面的安装场地，便于光伏组件的安装及布局；支撑框架的下侧设置多个浮体，多个浮体需要承载整个漂浮跟踪装置的重量，让漂浮跟踪装置安全地浮在水面上。

进一步优选地，所述支撑框架为圆环形结构。

本技术方案中，支撑框架的外围为圆形结构，支撑框架的内部有多个连接杆连接为一个整体，具体的连接方式根据实际需要进行变换；通过将支撑框架设置为圆环结构，可以减少系统水平转动时的阻力，使漂浮组件所受到的驱动力均匀平稳，实现漂浮跟踪装置稳定逐日。

进一步优选地，所述驱动构件设置在所述支撑框架的圆心处。

本技术方案中，通过驱动构件设置在支撑框架的圆心处，使驱动构件传递至多个主梁的驱动力更加平稳，增加了系统整体的平稳性。

进一步优选地，所述立柱固定在所述支撑框架上，所述立柱的上端设有轴承组件，所述轴承组件包括轴承座和轴承，所述轴承座固定在所述立柱上，所述轴承适配装设在所述轴承座中，所述主梁适配插设在所述轴承内。

进一步优选地，所述水下驱动构件为水下涡轮推进器，所述水下涡轮推进器固定在所述支撑框架的下侧。

进一步优选地，所述水下涡轮推进器设置在所述支撑框架的圆心处。

本技术方案中，将水下涡轮推进器设置在支撑框架的圆心处，使漂浮跟踪装置在进行太阳方向角追踪时，是在原地转动，无需牵引拖拽空间，节约了水面空间。在存在多个漂浮追踪装置的工程场合，各个漂浮追踪装置之间不存在相互运动干扰。

本实用新型提供另一的技术方案如下：

一种漂浮跟踪系统，包括多个上述中任意一项所述的双向跟踪的漂浮跟踪装置。

与现有技术相比，本实用新型的双向跟踪的漂浮跟踪装置及漂浮跟踪系统有益效果在于：

本实用新型中，光伏组件设置在漂浮组件上，通过驱动构件来实时调整光伏组件与水平面之间的角度，即实现太阳高度角追踪；通过水下驱动构件驱动漂浮组件旋转，实现太阳方向角追踪；通过对太阳高度角和方位角的实时跟踪，让太阳光线垂直光伏组件，光伏组件实时接受最佳太阳辐射，产生最佳发电量。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本实施例漂浮跟踪装置的结构示意图；

图2是本实施例漂浮跟踪装置的俯视图；

图3是本实施例漂浮跟踪装置高度角跟踪的结构示意图；

图4是本实施例漂浮跟踪装置方位角和高度角跟踪的结构示意图；

图5是本实施例漂浮跟踪装置的另一视角的结构示意图；

图6是本实施例回转减速装置的局部结构示意图。

附图标号说明：

1.浮体，2.支撑框架，3.立柱，4.主梁，5.推拉臂，6.拉杆，7.回转减速装置，8.驱动杆，9.水下涡轮推进器，10.光伏组件。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其他实施例中也可以实现本申请。在其他情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所述描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或集合的存在或添加。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

在附图所示的实施例中，方向的指示(诸如上、下、左、右、前和后)用以解释本实用新型的各种组件的结构和运动不是绝对的而是相对的。当这些组件处于附图所示的位置时，这些说明是合适的。如果这些组件的位置的说明发生改变时，则这些方向的指示也相应地改变。

另外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

在一实施例中，如图1至图6所示，本实施例提供了一种双向跟踪的漂浮跟踪装置，包括：漂浮组件、立柱3、主梁4、拉杆6、驱动构件及水下驱动构件。其中，漂浮组件用于承载漂浮追踪装置使其漂浮在水面上。立柱3至少设有两个，立柱3分别固定在漂浮组件上。主梁4至少设有两个，主梁4设置在立柱3上，且与立柱3转动连接，主梁4上安装有若干个光伏组件10。主梁4包括第一主梁和第二主梁，第一主梁是指安装了驱动构件的主梁，第一主梁相当于是主动轴。第二主梁是指未安装驱动构件的主梁，第二主梁是被第一主梁驱动转动的。具体地，第一主梁设有驱动杆8，第二主梁设有推拉臂5。拉杆6分别与驱动杆8及推拉臂5转动连接；驱动构件设置在第一主梁上，驱动第一主梁转动，第一主梁与驱动杆8连接，驱动拉杆6带动第二主梁转动，使多个主梁4同步转动，进行太阳高度角追踪。太阳高度角追踪是指光伏组件10在水平面的高度方向转动。水下驱动构件设置在漂浮组件的下侧，与漂浮组件固定连接，用于驱动漂浮组件转动，进行太阳方向角追踪，太阳方向角追踪是指光伏组件10在水平面的水平方向转动。

本实施例中，光伏组件10设置在漂浮组件上，通过驱动构件来实时调整光伏组件10与水平面之间的角度，即实现太阳高度角追踪；通过水下驱动构件驱动漂浮组件旋转，实现太阳方向角追踪；通过对太阳高度角和方位角的实时跟踪，让太阳光线垂直光伏组10件，光伏组件10能实时接受最佳太阳辐射，产生最佳发电量。

值得说明的是，驱动构件及水下驱动构件驱动光伏组件10进行自动逐日是，可以使用以下之一的方式：一是通过驱动电机，根据不同时节和不同地理位置下每日太阳的起落时间和位置变化，预设好驱动电机每日的转动速度和启动时间区间，通过程序设定好驱动电机的转动速度和方向；二是通过角度跟踪控制器，实时跟踪太阳的方位，控制驱动构件工作。

下面结合附图详细说明该双向跟踪的漂浮跟踪装置。

如图1至图6所示，漂浮组件包括支撑框架2和至少一个浮体1，支撑框架2设置在浮体1上，用于安装漂浮追踪装置的各部件。其中，支撑框架2为一个整体的结构，可相当于地面的安装场地，便于光伏组件的安装及布局。支撑框架2为硬质材料制成，例如：钢铁、铝合金、方木等。考虑使用年限及安装成本，一般使用钢构件，但是钢构件需要经过表面处理，使之具有防锈防腐蚀的能力。支撑框架2优选为圆环形结构，也即支撑框架2的外围为圆形结构，支撑框架2的内部经多个连接杆连接为一个整体，具体的连接方式根据实际需要进行变换。通过将支撑框架2设置为圆环结构，可以减少系统水平转动时的阻力，使漂浮组件所受到的驱动力均匀平稳，实现漂浮跟踪装置稳定逐日。多个浮体1需要承载整个漂浮跟踪装置的重量，让漂浮跟踪装置安全地浮在水面上。浮体1需为轻质材料，易于实现水上的漂浮；材料为抗腐、防冻、抗氧化、抗紫化线的强化材质，且不受海水、化学品、药剂、油渍及水生物的侵蚀；无污染、不破坏环境。

立柱3有多个，每个立柱均固定在支撑框架2上，立柱2分多个纵列设置。立柱3上端均设置有轴承组件，轴承组件包括轴承座和高分子轴承，轴承座固定在立柱3上，高分子轴承适配装设在轴承座中，主梁4适配插设在高分子轴承内，使主梁4与立柱3转动连接。主梁4的上侧安装有多个光伏组件10，多个光伏组件10沿一个水平角度安装。通过多个立柱3及主梁4的布置，使光伏组件10布满整个支撑框架2。

每个纵列的主梁4均连接为一体，每个纵列的主梁4上设有推拉臂5或驱动杆8，推拉臂5或驱动杆8的一端与主梁4固定连接，推拉臂5或驱动杆8的另一端与拉杆6转动连接。拉杆6用于连接推拉臂5或驱动杆8，将多个推拉臂5或驱动杆8连接为一个整体，以此实现多个纵列的主梁4同步转动。

具体地，主梁4包括第一主梁和第二主梁，第一主梁是指安装了驱动构件的主梁，第一主梁相当于是主动轴。第二主梁是指未安装驱动构件的主梁，第二主梁是被第一主梁驱动转动的。驱动杆8设置在第一主梁上，推拉臂5设置在第二主梁上，拉杆6分别与驱动杆8及推拉臂5转动连接。

值得说明的是，第一主梁与第二主梁的结构可以是一样的，此处命名不同只是为了区分二者的不同作用。同样，驱动杆8与推拉臂5的结构也可以是一样的，此处命名不同只是为了区分二者的不同作用。

驱动构件的作用是驱动第一主梁转动，实现系统的自动逐日。驱动构件可以设置一个或者多个，驱动构件分别设置在第一主梁上，通过驱动构件驱动拉杆6带动多个推拉臂5同步转动，从而实现多个主梁4的同步转动，由于光伏组件10固定在主梁4上，也即实现了光伏组件10的高度角的调整。

优选地，由于支撑框架2为圆环形结构，将驱动构件设置在支撑框架2的圆心处，通过安装在支撑框架2圆心处的主梁4上，使驱动构件传递至多个主梁4的驱动力更加平稳，增加了系统整体的平稳性。

驱动构件为回转减速装置7，回转减速装置7安装在第一主梁上，驱动第一主梁转动，第一主梁与驱动杆8固定连接，驱动杆8与拉杆6转动连接，以此实现驱动多个主梁4同步转动。回转减速装置7是一种集成了驱动动力源的全周回转减速传动机构，它以回转支承作为传动从动件和机构附着件，通过在回转支承内外圈中的一个圈上附着主动件、驱动源和罩壳，而把另一个圈既当作传动从动件，又作为被驱动工作部件的连接基座，这样利用回转支承本身就是全周回转连接件的特点，高效配置驱动动力源和主传动零件，使之成为一种集回转、减速和驱动功能于一体而同时又结构简单，制造和维护方便的通用型减速传动机构。

水下驱动构件固定在支撑框架2的下侧，位于支撑框架2的圆心处，使漂浮跟踪装置在进行太阳方向角追踪时，是在原地转动，无需牵引拖拽空间，节约了水面空间。在存在多个漂浮追踪装置的工程场合，各个漂浮追踪装置之间不存在相互运动干扰。水下驱动构件可以为水下涡轮推进器9，也可以为其它水中驱动的装置，只要能实现漂浮跟踪装置在水面自动转动即可。

本实施例中，根据不同时节和不同地理位置下每日太阳的起落时间和位置变化，分别预设好回转减速装置7和水下涡轮推进器9每日的转动速度和启动时间区间。通过程序设定好的转动速度和方向，在白天，回转减速装置7以一定的速度驱动光伏组件10转动，同时，水下涡轮推进器9以一定的速度驱动支撑框架2的转动，二者相结合，从而实现对太阳位置的日间追踪调节。在夜间，可保持水下涡轮推进器9继续按原方向转动，或改变方向转动，再结合回转减速装置7控制光伏组件10转动，在第二天太阳升起前保证将光伏组件10的朝向调整到合理位置。如此周而复始，可实现对太阳位置的长期追踪调节，提高光伏组件10的每日发电量。

以上是以一个双向跟踪的漂浮跟踪装置为例进行说明，实际上，在水面上可以存在多个双向跟踪的漂浮跟踪装置组成的双向跟踪的漂浮跟踪系统，由于各个双向跟踪的漂浮跟踪装置均可由水下涡轮推进器9带动绕支撑框架2的形心转动，使得各个双向跟踪的漂浮跟踪装置之间不存在相互运动干扰。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述或记载的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种双向跟踪的漂浮跟踪装置，其特征在于，包括：

漂浮组件，用于承载漂浮追踪装置使其漂浮在水面上；

至少两个立柱，所述立柱设置在所述漂浮组件上；

至少两个主梁，所述主梁设置在所述立柱上，且与所述立柱转动连接，用于安装光伏组件，所述主梁包括第一主梁和第二主梁，所述第一主梁设有驱动杆，所述第二主梁设有推拉臂；

拉杆，所述拉杆分别与所述驱动杆及所述推拉臂转动连接；

至少一个驱动构件，所述驱动构件设置在所述第一主梁上，用于驱动所述第一主梁转动；所述第一主梁与所述驱动杆连接，驱动所述拉杆带动所述第二主梁转动，进行太阳高度角追踪；

水下驱动构件，设置在所述漂浮组件的下侧，与所述漂浮组件固定连接，用于驱动所述漂浮组件转动，进行太阳方向角追踪。

2.根据权利要求1所述的双向跟踪的漂浮跟踪装置，其特征在于：

所述第一主梁设有一个，所述驱动构件设置在所述第一主梁上，所述驱动杆的一端与所述第一主梁固定连接，所述驱动杆的另一端与所述拉杆转动连接；

所述第二主梁设有多个，每个所述第二主梁分别设有所述推拉臂，每个所述推拉臂的一端与第二主梁固定连接，每个所述推拉臂的另一端与所述拉杆转动连接。

3.根据权利要求2所述的双向跟踪的漂浮跟踪装置，其特征在于：

所述漂浮组件包括支撑框架和至少一个浮体，所述支撑框架设置在所述浮体上，用于安装所述漂浮追踪装置的各部件。

4.根据权利要求3所述的双向跟踪的漂浮跟踪装置，其特征在于：

所述支撑框架为圆环形结构。

5.根据权利要求4所述的双向跟踪的漂浮跟踪装置，其特征在于：

所述驱动构件设置在所述支撑框架的圆心处。

6.根据权利要求3所述的双向跟踪的漂浮跟踪装置，其特征在于：

所述立柱固定在所述支撑框架上，所述立柱的上端设有轴承组件，所述轴承组件包括轴承座和轴承，所述轴承座固定在所述立柱上，所述轴承适配装设在所述轴承座中，所述主梁适配插设在所述轴承内。

7.根据权利要求3所述的双向跟踪的漂浮跟踪装置，其特征在于：

所述水下驱动构件为水下涡轮推进器，所述水下涡轮推进器固定在所述支撑框架的下侧。

8.根据权利要求7所述的双向跟踪的漂浮跟踪装置，其特征在于：

所述水下涡轮推进器设置在所述支撑框架的圆心处。

9.一种漂浮跟踪系统，其特征在于，包括多个权利要求1-8中任意一项所述的双向跟踪的漂浮跟踪装置。

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