CN219227509U - 一种基于彩钢瓦屋面的太阳能利用装置的太阳追踪系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于彩钢瓦屋面的太阳能利用装置的太阳追踪系统，包括：安装机构，所述安装机构用于所述系统安装于彩钢瓦屋面上；第一转向机构，所述第一转向机构包括第一支撑架，所述第一支撑架用于带动太阳能利用装置的第一朝向的变化；第一驱动机构，所述第一支撑架通过所述第一驱动机构设置在安装机构上，所述第一驱动机构用于调整第一支撑架在第一朝向上的方向，以及使得第一支撑架的重心在方向调整过程中变化。减少彩钢瓦同一位置的承受太阳能利用装置及系统的中心反馈的作用力的时间，无需复杂的结构，大大减少了整个系统的重量，进而减少对彩钢瓦屋面的作用力。

Description

一种基于彩钢瓦屋面的太阳能利用装置的太阳追踪系统

技术领域

本申请涉及太阳能技术领域，具体涉及一种基于彩钢瓦屋面的太阳能利用装置的太阳追踪系统。

背景技术

太阳能(solarenergy)，是一种可再生能源。太阳能是由太阳内部氢原子发生氢氦聚变释放出巨大核能而产生的，来自太阳的辐射能量，主要表现就是常说的太阳光线。在现代一般用作发电或者为热水器提供能源。

现有的太阳能利用装置对太阳能的利用通常有光热转换和光电转换两种方式。现有的太阳能转换为热能通常采用的是通过太阳能吸热板进行光热转换，太阳能吸热板是一种吸收太阳辐射能并向传热工质传递热量的部件，现有的太阳能转换为电能通常采用的是通过太阳能光伏板进行光电转换的，太阳能光伏板是一种暴露在阳光下便会产生直流电的发电装置，由几乎全部以半导体物料(例如硅)制成的薄身固体光伏电池组成。而为了更高效率获取太阳能，通常会通过太阳能太阳追踪系统进行控制太阳能利用装置的朝向进行对太阳追踪，使得太阳能利用装置能够最大效率采集太阳能。

现有的厂房通常采用彩钢瓦作为屋面，而彩钢瓦的承受力有限，而现有的太阳能太阳追踪系统通常结构复杂而导致重量较重，超出彩钢瓦的承受力，同时现有的太阳能太阳追踪系统对太阳能利用装置的转向，通常会使得太阳能利用装置及转向机构的整个重心都会在同一点，如2021年02月26日公开的申请号为CN202021373688.5的一种光伏板随光转向装置，而重心在同一位置会导致该位置作用力超过彩钢瓦的承受力。

实用新型内容

鉴于上述问题，本申请提供了一种基于彩钢瓦屋面的太阳能利用装置的太阳追踪系统，解决现有太阳能太阳追踪系统用于重力处于同一位置导致作用力超过彩钢瓦的承受力而不适用于彩钢瓦屋面的问题。

为实现上述目的，发明人提供了一种基于彩钢瓦屋面的太阳能利用装置的太阳追踪系统，包括：

安装机构，所述安装机构用于所述系统安装于彩钢瓦屋面上；

第一转向机构，所述第一转向机构包括第一支撑架，所述第一支撑架用于带动太阳能利用装置的第一朝向的变化；

第一驱动机构，所述第一支撑架通过所述第一驱动机构设置在安装机构上，所述第一驱动机构用于调整第一支撑架在第一朝向的方向，以及使得第一支撑架的重心在方向调整过程中变化。

进一步优化，所述安装机构包括若干个夹具，所述夹具用于夹持彩钢瓦屋面上的凸起部。

进一步优化，所述第一转向机构还包括斜撑及滑轨；

所述第一支撑架的一端铰接于安装机构上；

所述斜撑的一端铰接于第一支撑架，所述斜撑的另一端滑动设置在滑轨上；

所述第一驱动机构传动连接于斜撑，所述第一驱动机构用于带动斜撑的一端在滑轨上滑动进而带动第一支撑架抬升或下降。

进一步优化，所述第一支撑架与斜撑之间形成人字形结构。

进一步优化，所述第一驱动机构为电动绞盘、液压缸或电动伸缩杆。

进一步优化，还包括第二转向机构及第二驱动机构；

所述第二转向机构包括第二支撑架及纵杆；

所述第二支撑架铰接于纵杆，所述第二支撑架用于带动太阳能利用装置的第二朝向变化；

所述纵杆设置在第一支撑架的另一端；

所述第二驱动机构用于带动第二支撑架绕着纵杆转动。

进一步优化，所述第二驱动机构包括减速电机。

进一步优化，所述纵杆与第一支撑架之间还设有支撑杆，所述纵杆、支撑杆及第一支撑架之间形成三脚架结构。

进一步优化，还包括风速检测装置及控制器；

所述风速检测装置连接于控制器；

所述控制器连接于第一驱动机构。

区别于现有技术，上述技术方案，通过安装机构将该系统安装于彩钢瓦屋面上，当需要控制太阳能利用装置进行转向时，通过第一驱动机构进行带动第一支撑架在第一朝向上的方向，进而改变太阳能利用装置的第一朝向，使得太阳能利用装置能够大面积采集太阳能；而随着第一支撑架在第一朝向的方向的调整过程中，太阳能利用装置及系统的整个重心是变化的，不会作用于彩钢瓦屋面的同一位置，减少彩钢瓦同一位置的承受太阳能利用装置及系统的中心反馈的作用力的时间，同时该系统采用的结构简单，无需复杂的结构，大大减少了整个系统的重量，进而减少对彩钢瓦屋面的作用力，使得太阳能利用装置及整个系统对彩钢瓦屋面的作用力不会超出彩钢瓦屋面的承受力。

上述实用新型内容相关记载仅是本申请技术方案的概述，为了让本领域普通技术人员能够更清楚地了解本申请的技术方案，进而可以依据说明书的文字及附图记载的内容予以实施，并且为了让本申请的上述目的及其它目的、特征和优点能够更易于理解，以下结合本申请的具体实施方式及附图进行说明。

附图说明

附图仅用于示出本申请具体实施方式以及其他相关内容的原理、实现方式、应用、特点以及效果等，并不能认为是对本申请的限制。

在说明书附图中：

图1为具体实施方式所述基于彩钢瓦屋面的太阳能利用装置的太阳追踪系统的一种结构示意图；

图2为具体实施方式所述基于彩钢瓦屋面的太阳能利用装置的太阳追踪系统的另一种结构示意图；

图3为具体实施方式所述基于彩钢瓦屋面的太阳能利用装置的太阳追踪系统的另一种结构示意图；

图4为具体实施方式所述基于彩钢瓦屋面的太阳能利用装置的太阳追踪系统的另一种结构示意图；

图5为具体实施方式所述基于彩钢瓦屋面的太阳能利用装置的太阳追踪系统的另一种结构示意图。

上述各附图中涉及的附图标记说明如下：

110、安装机构，111、夹具；

121、第一支撑架，122、斜撑；

130、第一驱动机构；

141、纵杆，142、第二支撑架，143、转轴，144、支撑杆；

200、太阳能利用装置；

300、彩钢瓦屋面。

具体实施方式

为详细说明本申请可能的应用场景，技术原理，可实施的具体方案，能实现目的与效果等，以下结合所列举的具体实施例并配合附图详予说明。本文所记载的实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中各个位置出现的“实施例”一词并不一定指代相同的实施例，亦不特别限定其与其它实施例之间的独立性或关联性。原则上，在本申请中，只要不存在技术矛盾或冲突，各实施例中所提到的各项技术特征均可以以任意方式进行组合，以形成相应的可实施的技术方案。

除非另有定义，本文所使用的技术术语的含义与本申请所属技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中对相关术语的使用只是为了描述具体的实施例，而不是旨在限制本申请。

在本申请的描述中，用语“和/或”是一种用于描述对象之间逻辑关系的表述，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，表示：存在A，存在B，以及同时存在A和B这三种情况。另外，本文中字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的逻辑关系。

在本申请中，诸如“第一”和“第二”之类的用语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的数量、主次或顺序等关系。

在没有更多限制的情况下，在本申请中，语句中所使用的“包括”、“包含”、“具有”或者其他类似的表述，意在涵盖非排他性的包含，这些表述并不排除在包括所述要素的过程、方法或者产品中还可以存在另外的要素，从而使得包括一系列要素的过程、方法或者产品中不仅可以包括那些限定的要素，而且还可以包括没有明确列出的其他要素，或者还包括为这种过程、方法或者产品所固有的要素。

与《审查指南》中的理解相同，在本申请中，“大于”、“小于”、“超过”等表述理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等表述理解为包括本数。此外，在本申请实施例的描述中“多个”的含义是两个以上(包括两个)，与之类似的与“多”相关的表述亦做此类理解，例如“多组”、“多次”等，除非另有明确具体的限定。

在本申请实施例的描述中，所使用的与空间相关的表述，诸如“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“垂直”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等，所指示的方位或位置关系是基于具体实施例或附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请的具体实施例或便于读者理解，而不是指示或暗示所指的装置或部件必须具有特定的位置、特定的方位、或以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。

除非另有明确的规定或限定，在本申请实施例的描述中，所使用的“安装”“相连”“连接”“固定”“设置”等用语应做广义理解。例如，所述“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体设置；其可以是机械连接，也可以是电连接，也可以是通信连接；其可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；其可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本申请所属技术领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述用语在本申请实施例中的具体含义。

请参阅图1-2，本实施例提供了一种基于彩钢瓦屋面的太阳能利用装置的太阳追踪系统，其中，太阳能利用装置200包括利用太阳能进行光电转换的太阳能光伏宝及利用太阳能进行光热转换的太阳能吸热板，该系统包括：

安装机构110，所述安装机构110用于所述系统安装于彩钢瓦屋面300上；

第一转向机构，所述第一转向机构包括第一支撑架121，所述第一支撑架121用于带动太阳能利用装置200的第一朝向的变化；

第一驱动机构130，所述第一支撑架121通过所述第一驱动机构130设置在安装机构110上，所述第一驱动机构130用于调整第一支撑架121在第一朝向的方向，以及使得第一支撑架121的重心在方向调整过程中变化。

通过安装机构110将该系统安装于彩钢瓦屋面300上，当需要控制太阳能利用装置200进行转向时，通过第一驱动机构130进行调整第一支撑架121在第一朝向上的方向，进而改变太阳能利用装置200的第一朝向，使得太阳能利用装置可以大面积采集太阳能；而随着第一支撑架121在第一朝向的方向的调整过程中，太阳能利用装置200及太阳能追踪系统的整个重心是变化的，不会作用于彩钢瓦屋面300的同一位置，减少彩钢瓦同一位置的承受太阳能利用装置200及系统的重心反馈的作用力的时间，同时该系统采用的结构简单，无需复杂的结构，大大减少了整个系统的重量，进而减少对彩钢瓦屋面300的作用力，使得太阳能利用装置200及整个系统对彩钢瓦屋面300的作用力不会超出彩钢瓦屋面300的承受力。

在某些实施例中，所述安装机构110包括若干个夹具111，所述夹具111用于夹持彩钢瓦屋面300上的凸起部。安装机构110上的夹具111可以将整个系统安装于彩钢瓦屋面300的凸起部上，而彩钢瓦屋面300的凸起部可以承受较大的作用力。优选的，夹具111通过夹持在相连两个彩钢瓦的连接处凸起部，该部位的凸起部的承受力最大。在其他实施例中，安装机构110也可以采用其他方式安装于彩钢瓦屋面300上，如通过螺栓结构安装于彩钢瓦屋面300的凸起部。

在某些实施例中，第一支撑架121的结构为三脚架的结构，保证第一支撑架121的刚性，而在其他实施例中，第一支撑架121也可以采用四脚架等结构。

请参阅图1-2，在某些实施例中，所述第一转向机构还包括斜撑122及滑轨；

所述第一支撑架121的一端铰接于安装机构110上，

所述斜撑122的一端铰接于第一支撑架121，所述斜撑122的另一端滑动设置在滑轨上；

所述第一驱动机构130传动连接于斜撑122，所述第一驱动机构130用于带动斜撑122的一端在滑轨上滑动进而带动第一支撑架121抬升或下降。

当需要第一支撑架121带动太阳能利用装置200的第一朝向变化，通过第一驱动机构130带动斜撑122的一端在滑轨上滑动，使得斜撑122可以带动第一支撑架121绕着铰接于安装机构110的支撑点进行转动，使得第一支撑架121抬升或下降，进而带动太阳能利用装置200的第一朝向变化。其中，所述第一驱动机构130为电动绞盘、液压缸或电动伸缩杆。当第一驱动机构130为液压缸或电动伸缩杆时，可以通过液压缸或电动伸缩杆的伸缩带动斜撑122的一端在滑轨上滑动。而当第一驱动机构130为电动绞盘时，电动绞盘通过钢丝绳连接于斜撑122的一端，当需要第一支撑架121抬升时，电动绞盘通过钢丝绳拉动斜撑122，使得斜撑122的一端在滑轨上想第一支撑架121的支撑点方向滑动，使得第一支撑架121抬升，而当需要第一支撑架121下降时，则只需要电动绞盘卸力，而通过太阳能利用装置200的重力作用使得第一支撑架121下降。

在其他实施例中，第一转向机构并未包括斜撑122及滑轨；而第一驱动机构130采用液压缸或者电动伸缩杆，液压缸或者电动伸缩杆的一端与第一支撑架121铰接，而液压缸或者电动伸缩杆的另一端铰接于安装机构110或彩钢瓦屋面300上，通过液压缸或者电动伸缩杆的伸缩进而带动第一支撑架121的抬升或下降。

请参阅图3-4，在某些实施例中，为了实现太阳能利用装置200的第二朝向的变化，还包括第二转向机构及第二驱动机构；

所述第二转向机构包括第二支撑架142及纵杆141；

所述第二支撑架142铰接于纵杆141，所述第二支撑架142用于带动太阳能利用装置200的第二朝向变化；

所述纵杆141设置在第一支撑架121的另一端；

所述第二驱动机构用于带动第二支撑架142绕着纵杆141转动。

当需要太阳能利用装置200在第二朝向的变化，通过第二驱动装置带动第二支撑架142绕着纵杆141转动，进行改变第二支撑架142的朝向，进而改变太阳能利用装置200的第二朝向变化。其中，第二支撑架142可以通过至少一个的转轴143铰接于纵杆141，优选地，第二支撑架142通过两个转轴143铰接于纵杆141上。

其中，当第一转向机构包括斜撑122时，斜撑122与第一支撑架121之间形成人字形结构，当第一支撑架121下降至最低位置时，第二支撑架142与彩钢瓦屋面300之间还是具有一定的距离，使得即使第一支撑架121下降至最低位置时，第二支撑架142也可以绕着纵杆141转动。

在某些实施例中，所述第二驱动机构包括减速电机。减速电机是指减速机和电机(马达)的集成体。这种集成体通常也可称为齿轮马达或齿轮电机。减速电机可以通过齿轮进行驱动第二支撑架142在纵杆141上转动，当第二驱动机构采用减速电机时，减速电机安装于纵杆141上。在其他实施例中，第二驱动机构也可以采用其他驱动方式，如液压缸及电动伸缩杆等，而当采用液压缸及电动伸缩杆时，第二驱动机构的一端铰接于第二支撑架142，而第二驱动机构的另一端铰接于第一支撑架121。

请参阅图5，在某些实施例中，所述纵杆141与第一支撑架121之间还设有支撑杆144，所述纵杆141、支撑杆144及第一支撑架121之间形成三脚架结构。通过纵杆141、支撑杆144及第一支撑架121之间形成三脚架结构，通过利用三脚架结构的稳定性，可以保证整个结构的刚性。

在某些实施例中，还包括风速检测装置及控制器；

所述风速检测装置连接于控制器；

所述控制器连接于第一驱动机构130。

通过风速检测装置进行检测当前彩钢瓦屋面300上的风速，当风速超过预设值时，则控制器进行对第一驱动机构130进行控制第一驱动机构130，进行带动第一驱动机构130带动第一支撑架121下降，降低太阳能利用装置200的重心，避免由于风力过大，而加大对彩钢瓦屋面300的作用力，而对彩钢瓦屋面300造成破坏。

在某些实施例中，当彩钢瓦屋面300上设置多个太阳能利用装置200时，则对于太阳利用装置的第二朝向的变化可以通过其中一个太阳能利用装置200与其他太阳能装置的联动进行实现。即彩钢瓦屋面300上设置多个太阳能利用装置200中，只需要通过第二朝向的同一排的多个太阳能利用装置200中的一个的太阳能利用装置200中对应的太阳追踪系统上设置第二驱动机构，而在同一排的其他的太阳追踪系统中无需设置第二驱动机构，通过第二支撑架142之间设置联动机构，如连杆等，当设置第二驱动机构的太阳追踪系统进行驱动对应的太阳能利用装置200进行第一朝向转动时，通过联动机构可以带动同一排的其他太阳能利用装置200进行转向。

其中，可以根据不同时间段太阳的位置，进行控制第一驱动机构130或第二驱动机构带动太阳能利用装置200对太阳进行追踪；如根据第一时间段太阳的位置，驱动第一驱动机构130或第二驱动机构将太阳能利用装置200转向至第一朝向，使得太阳能利用装置200能够最大效率采集当前时间段的太阳能；而下一时间段时，则控制第一驱动机构130或第二驱动机构将太阳能利用装置200转向至第二朝向，进行太阳能利用装置200当前时间段的太阳能。

最后需要说明的是，尽管在本申请的说明书文字及附图中已经对上述各实施例进行了描述，但并不能因此限制本申请的专利保护范围。凡是基于本申请的实质理念，利用本申请说明书文字及附图记载的内容所作的等效结构或等效流程替换或修改产生的技术方案，以及直接或间接地将以上实施例的技术方案实施于其他相关的技术领域等，均包括在本申请的专利保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于彩钢瓦屋面的太阳能利用装置的太阳追踪系统，其特征在于，包括：

安装机构，所述安装机构用于所述系统安装于彩钢瓦屋面上；

第一转向机构，所述第一转向机构包括第一支撑架，所述第一支撑架用于带动太阳能利用装置的第一朝向的变化；

第一驱动机构，所述第一支撑架通过第一驱动机构设置在安装机构上，所述第一驱动机构用于调整第一支撑架在第一朝向上的方向，以及使得第一支撑架的重心在方向调整的过程中变化。

2.根据权利要求1所述基于彩钢瓦屋面的太阳能利用装置的太阳追踪系统，其特征在于，所述安装机构包括若干个夹具，所述夹具用于夹持彩钢瓦屋面上的凸起部。

3.根据权利要求1所述基于彩钢瓦屋面的太阳能利用装置的太阳追踪系统，其特征在于，所述第一转向机构还包括斜撑及滑轨；

所述第一支撑架的一端铰接于安装机构上；

所述斜撑的一端铰接于第一支撑架，所述斜撑的另一端滑动设置在滑轨上；

所述第一驱动机构传动连接于斜撑，所述第一驱动机构用于带动斜撑的一端在滑轨上滑动进而带动第一支撑架抬升或下降。

4.根据权利要求3所述基于彩钢瓦屋面的太阳能利用装置的太阳追踪系统，其特征在于，所述第一驱动机构为电动绞盘、液压缸或电动伸缩杆。

5.根据权利要求3所述基于彩钢瓦屋面的太阳能利用装置的太阳追踪系统，其特征在于，所述第一支撑架与斜撑之间形成人字形结构。

6.根据权利要求1所述基于彩钢瓦屋面的太阳能利用装置的太阳追踪系统，其特征在于，还包括第二转向机构及第二驱动机构；

所述第二转向机构包括第二支撑架及纵杆；

所述第二支撑架铰接于纵杆，所述第二支撑架用于带动太阳能利用装置的第二朝向变化；

所述纵杆设置在第一支撑架的另一端；

所述第二驱动机构用于带动第二支撑架绕着纵杆转动。

7.根据权利要求6所述基于彩钢瓦屋面的太阳能利用装置的太阳追踪系统，其特征在于，所述第二驱动机构包括减速电机。

8.根据权利要求6所述基于彩钢瓦屋面的太阳能利用装置的太阳追踪系统，其特征在于，所述纵杆与第一支撑架之间还设有支撑杆，所述纵杆、支撑杆及第一支撑架之间形成三脚架结构。

9.根据权利要求1所述基于彩钢瓦屋面的太阳能利用装置的太阳追踪系统，其特征在于，还包括风速检测装置及控制器；

所述风速检测装置连接于控制器；

所述控制器连接于第一驱动机构。

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