光伏雙軸聯(lián)動跟蹤系統(tǒng)和網(wǎng)格化的光伏雙軸聯(lián)動跟蹤系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請一般地涉及光伏發(fā)電領(lǐng)域，特別涉及光伏發(fā)電裝置的雙軸可聯(lián)動跟蹤控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能光伏發(fā)電是通過使用太陽能光伏組件子系統(tǒng)所形成的陣列接受入射的太陽光，通過光伏轉(zhuǎn)換將光能轉(zhuǎn)換為電能，并收集所產(chǎn)生的電能以供使用的技術(shù)。該技術(shù)具有無污染、成本低、發(fā)電可持續(xù)的優(yōu)點，并在全球各地的光照強烈的熱帶或沙漠地區(qū)有著越來越多的運用。
[0003]目前，在太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，一般會在開闊地面(或樓宇屋頂?shù)戎苯邮芄庹毡砻?上部署大量的光伏組件子系統(tǒng)機架，機架上安裝有光伏面板，通過光伏面板接收太陽光照射進行光伏轉(zhuǎn)換發(fā)電。一般，根據(jù)部署區(qū)域的面積，機架的數(shù)目可以是十幾組、幾十組、上百組甚至上千組。
[0004]同時，為了更好地使光伏組件子系統(tǒng)接收太陽光照，本領(lǐng)域中已經(jīng)實現(xiàn)了光伏組件子系統(tǒng)的太陽跟蹤系統(tǒng)。通過實時地跟蹤太陽運動，調(diào)整光伏組件子系統(tǒng)機架的朝向，以使得太陽光直射至光伏組件子系統(tǒng)的受光平面，可以增加光伏組件子系統(tǒng)所能接收到的太陽輻射量，提高太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的總體發(fā)電量。
[0005]簡單來說，光伏發(fā)電裝置自動跟蹤系統(tǒng)的實現(xiàn)原理是將跟蹤傳感器安裝在承載有光伏組件子系統(tǒng)的機架上。當光線方向發(fā)生改變時，則跟蹤傳感器輸出偏移信號，跟蹤系統(tǒng)開始運作，調(diào)整機架上的光伏組件子系統(tǒng)的朝向，直到跟蹤傳感器重新達到平衡狀態(tài)(即由光伏組件子系統(tǒng)的受光平面與入射太陽光線成直角時)停止運作，完成一次調(diào)整。如此實時地不斷調(diào)整就可確保光伏陣列組件子系統(tǒng)沿著太陽的運行軌跡時刻跟隨太陽，提高總發(fā)電量。自動跟蹤系統(tǒng)也可以設(shè)有防雜光干擾及夜間跟蹤電路，并附有手動控制開關(guān)，以方便調(diào)試。
[0006]傳統(tǒng)的光伏發(fā)電裝置自動跟蹤方式一般包括:平單軸自動跟蹤、斜單軸自動跟蹤、雙軸跟蹤等。但目前，這些跟蹤方式一般實現(xiàn)“一機一架”的控制方式，即使用單個控制和驅(qū)動系統(tǒng)來控制單個光伏組件子系統(tǒng)機架。如若對于成片面積上的大規(guī)模鋪設(shè)，則需要與光伏組件子系統(tǒng)機架數(shù)目相當?shù)目刂坪万?qū)動系統(tǒng)，這極大地增加了鋪設(shè)成本和鋪設(shè)難度，不利于光伏發(fā)電在經(jīng)濟不發(fā)達地區(qū)的廣泛利用。因此，需要對若干個光伏組件子系統(tǒng)機架的集中化跟蹤控制系統(tǒng)。
[0007]同時，由于太陽的每日自東向西運動，一般的單軸跟蹤系統(tǒng)均會采用南北向固定放置、東西向可調(diào)轉(zhuǎn)動的方式來對太陽進行跟蹤。具體而言，光伏組件子系統(tǒng)機架的中軸線按照南北向放置，并且整個機架可以沿其中軸線進行轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)了光伏組件子系統(tǒng)的面板朝向東或西偏移，以更好地接受太陽光照。但對于我國的大部分地區(qū)而言，由于鋪設(shè)地形非水平、上空云層遮蓋等原因，即便東西向可調(diào)，南北向固定的機架放置也無法將光伏組件子系統(tǒng)的面板調(diào)整為與最大光軸入射方向垂直。因此，需要一種在東西向和南北向均可調(diào)的光伏組件子系統(tǒng)雙軸跟蹤系統(tǒng)。
[0008]同時，對于目前的光伏組件子系統(tǒng)機架而言，防風性能也是一個重要的考察因素。我國南部地區(qū)多光照和臺風，當光伏組件子系統(tǒng)機架暴露在大風中時會受到各個方向的來鳳。來風會對機架產(chǎn)生側(cè)向和縱向的壓力。這對機架的抗風提出了很高的要求。如若被風吹歪，光伏組件子系統(tǒng)本身的重量就足以使得整個機架結(jié)構(gòu)的重心發(fā)生偏移，進而垮塌。因此，需要光伏跟蹤系統(tǒng)能夠有效抵擋側(cè)向強風。
[0009]綜合上述需求，目前光伏發(fā)電領(lǐng)域缺少一種對若干個光伏組件子系統(tǒng)機架進行集中化雙軸跟蹤控制、具有良好抗風能力、能在各種地形上大面積鋪設(shè)的光伏組件子系統(tǒng)跟蹤系統(tǒng)。
【實用新型內(nèi)容】
[0010]針對以上現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本申請的目的至少在于提供一種太陽能傾角單軸跟蹤系統(tǒng)。
[0011]根據(jù)本申請的第一方面，提出了一種光伏雙軸聯(lián)動跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，包括:若干個獨立的光伏跟蹤組件子系統(tǒng)，在第一方向上前后成縱列排列，每個光伏跟蹤組件子系統(tǒng)均包括:固定梁杭架結(jié)構(gòu)(220)，其上正面設(shè)置有多個光伏面板安裝位，背面兩側(cè)下方分別安裝有用于牽引繩(308)的固定端，所述多個光伏面板安裝位用于安裝光伏面板；兩個固定支撐柱出、7)，其上固定有第一方向軸(L)，所述固定梁杭架結(jié)構(gòu)被活動連接在所述第一方向軸上并能繞第一方向軸進行傾斜轉(zhuǎn)動；牽引繩(308)，兩端分別連接在所述固定梁杭架結(jié)構(gòu)的背面兩側(cè)的固定端上；第一方向轉(zhuǎn)動軸(M)，所述牽引繩(308)多次纏繞在所述第一方向轉(zhuǎn)動軸上；引導(dǎo)軌(304)，安裝在所述固定梁杭架結(jié)構(gòu)的背面，與第二方向一致，所述牽引繩(308)被套入引導(dǎo)軌(304)內(nèi)，所述第二方向與所述第一方向在水平面上正交；萬向聯(lián)軸器，設(shè)置在所述第一方向轉(zhuǎn)動軸的兩端，并聯(lián)接到前一個光伏跟蹤組件子系統(tǒng)的第一方向轉(zhuǎn)動軸以及后一個光伏跟蹤組件子系統(tǒng)的第一方向轉(zhuǎn)動軸，使得多個光伏跟蹤組件子系統(tǒng)的第一方向轉(zhuǎn)動軸彼此相連接，其中，前后成縱列排列的第一個光伏跟蹤組件子系統(tǒng)的第一方向轉(zhuǎn)動軸通過萬向聯(lián)軸器連接到第一方向轉(zhuǎn)動控制機構(gòu)，所述第一方向轉(zhuǎn)動控制機構(gòu)控制所述第一方向轉(zhuǎn)動軸的轉(zhuǎn)動，并進而絞動所述牽引繩，由此拉動所述固定梁杭架結(jié)構(gòu)繞著所述第一方向軸在第一方向上發(fā)生轉(zhuǎn)動；所述多個光伏面板安裝位在所述固定梁杭架結(jié)構(gòu)的正面成多行的并行排列，其中并行排列的多個光伏面板安裝位均具有共用的第二方向轉(zhuǎn)動軸(K1、K2、K3、K4、K5)，所有的第二方向轉(zhuǎn)動軸均由第二方向轉(zhuǎn)動軸控制桿(K)所活動連接，所述第二方向轉(zhuǎn)動軸控制桿在第二方向上作水平方向的前后移動，并由此通過活動連接方式帶動所有的第二方向轉(zhuǎn)動軸在所述第二方向上發(fā)生轉(zhuǎn)動，進而使得其上的光伏面板安裝位在所述第二方向上發(fā)生轉(zhuǎn)動；其中，前后成縱列排列的中部一個光伏跟蹤組件子系統(tǒng)的所述第二方向轉(zhuǎn)動軸控制桿連接到第二方向轉(zhuǎn)動控制機構(gòu)。
[0012]根據(jù)本申請的第二方面，所述第一方向轉(zhuǎn)動控制機構(gòu)包括第一方向轉(zhuǎn)動控制電機，所述第二方向轉(zhuǎn)動控制機構(gòu)包括第二方向轉(zhuǎn)動控制電機，所述第一方向轉(zhuǎn)動控制電機和所述第二方向轉(zhuǎn)動控制電機以無線或有線的方式耦合到控制器，所述控制器基于太陽實時位置信息來控制所述第一方向轉(zhuǎn)動控制電機和所述第二方向轉(zhuǎn)動控制電機的轉(zhuǎn)動，進而帶動所述固定梁杭架結(jié)構(gòu)在第一方向上的轉(zhuǎn)動以及帶動所述光伏面板安裝位在所述第二方向上的轉(zhuǎn)動。
[0013]根據(jù)本申請的第三方面，所述每一個光伏面板安裝位的第二方向轉(zhuǎn)動軸均固定連接有牽引桿(460)，所述牽弓I桿活動連接到所述第二方向轉(zhuǎn)動軸控制桿，所述第二方向轉(zhuǎn)動軸控制桿進一步通過旋轉(zhuǎn)桿(490)而活動連接到第二方向控制電機，所述第二方向控制電機帶動所述旋轉(zhuǎn)桿轉(zhuǎn)動，進而推動所述第二方向轉(zhuǎn)動軸控制桿在第二方向上發(fā)生前后移動。進而由所述第二方向轉(zhuǎn)動軸控制桿的前后移動拉動所述牽引桿，由此帶動所述第二方向轉(zhuǎn)動軸的轉(zhuǎn)動，并由此帶動所述光伏面板安裝位在所述第二方向上的轉(zhuǎn)動。
[0014]根據(jù)本申請的第四方面，所述固定梁杭架結(jié)構(gòu)是框架型的扁平結(jié)構(gòu)，所述固定梁杭架結(jié)構(gòu)的中心線上設(shè)置有多組軸承結(jié)構(gòu)，在安裝時將所述第一方向軸穿過軸承結(jié)構(gòu)，由此使得整個固定梁杭架結(jié)構(gòu)可以繞所述第一方向軸進行靈活轉(zhuǎn)動。
[0015]根據(jù)本申請的第五方面，所述兩個固定支撐柱均包括:中央支撐柱(312)和水平向的底邊橫梁(314)，所述中央支撐柱進一步垂直架設(shè)在所述底邊橫梁(314)上。
[0016]根據(jù)本申請的第六方面，連接到第二方向轉(zhuǎn)動控制機構(gòu)的中部一個光伏跟蹤組件子系統(tǒng)的所述固定梁杭架結(jié)構(gòu)的任意一側(cè)設(shè)置有托架結(jié)構(gòu)(440)，所述第二方向轉(zhuǎn)動控制結(jié)構(gòu)通過螺栓被固定在所述托架結(jié)構(gòu)上。
[0017]根據(jù)本申請的第七方面，所述第一方向轉(zhuǎn)動控制電機通過所述萬向聯(lián)軸器與所述前后成縱列排列的所述若干個光伏跟蹤組件子系統(tǒng)的第一方向轉(zhuǎn)動軸聯(lián)接，由此統(tǒng)一地帶動所述若干個光伏跟蹤組件子系統(tǒng)的第一方向轉(zhuǎn)動軸的轉(zhuǎn)動。
[0018]根據(jù)本申請的第八方面，所述太陽實時位置信息來自如下的一個或多個:設(shè)置在不同物理位置上的用于接收光照的光敏傳感器；第三方的實時氣象資料，所述第三方的實時氣象資料是氣象臺的實時數(shù)據(jù)或是其他第三方商業(yè)氣象預(yù)測機構(gòu)提供的太陽實時位置信息。
[0019]根據(jù)本申請的第九方面，所述中央支撐柱依靠支撐邊被架設(shè)在水平向的底邊橫梁(314)ο
[0020]根據(jù)本申請的第十方面，又提出了一種網(wǎng)格