專利名稱：自動跟蹤太陽的光伏發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種自動跟蹤太陽能光伏發(fā)電裝置，屬于太陽能應用技術(shù) 領域。
背景技術(shù)：
隨著太陽能光伏發(fā)電的發(fā)展，運用獨立運行和并網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)分 別解決邊遠無電地區(qū)用電和在城市中緩解能源供應緊張發(fā)揮了重要的作用，并 網(wǎng)光伏系統(tǒng)正在成為世界范圍內(nèi)的研究熱點。不論是獨立運行系統(tǒng)或并網(wǎng)光伏 發(fā)電系統(tǒng)，如何利用有限的空間和面積，提高系統(tǒng)的效率，獲得最大的能量， 就顯得更為重要，若在太陽能收集裝置中使用自動跟蹤裝置，使太陽光始終垂 直照射在太陽能收集器，則接收到的太陽輻射將大大增加?？梢姡瑧锰栕?動跟蹤系統(tǒng)可以有效提高太陽能利用率。
目前國內(nèi)科學工作者和企業(yè)界也研究出一些跟蹤裝置，但都是停留在實驗
室，主要原因是因跟蹤系統(tǒng)的增效和其跟蹤裝置成本的比值太低，或由于設計 得裝置不太可靠、結(jié)構(gòu)復雜和跟蹤電機功率大，能耗高，有些是因為有復雜的 電路，在室外冬夏季節(jié)惡劣的環(huán)境下工作時，其中的電子元器件極易損壞。由 于兩軸跟蹤系統(tǒng)的高增效，現(xiàn)在是競相研發(fā)的重點，到目前為止，國內(nèi)還沒有 經(jīng)過規(guī)模工程驗證的兩軸跟蹤系統(tǒng)出現(xiàn)，尤其是中大型的可用于并網(wǎng)光伏發(fā)電 的兩軸跟蹤系統(tǒng)還是空白。
最接近的現(xiàn)有技術(shù)為只能調(diào)整光伏組件傾角的單軸跟蹤太陽能光伏發(fā)電裝置，它由基座、太陽能光伏組件、電池平臺、支架、升降機、控制系統(tǒng)組成， 所述支架下端安裝于固定于地面上的基座上，安裝有太陽能光伏組件的電池平 臺安裝于支架上端，該電池平臺的一側(cè)與支架上端通過轉(zhuǎn)軸相連接，電池平臺 的另一側(cè)與升降機的升降桿相連接，控制系統(tǒng)給出控制信號驅(qū)動升降機工作， 通過升降機的升降桿驅(qū)動電池平臺繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)在仰角方向上對太陽 光的自動跟蹤。 發(fā)明內(nèi)容
為了改善原來的能自動跟蹤太陽的光伏發(fā)電裝置調(diào)整單一，僅通過調(diào)整光 伏組件傾角進行對太陽的跟蹤，調(diào)整角度有限，不能保證所有時刻太陽光對電 池平臺的直射的不足，本實用新型提供了一種對光伏組件調(diào)整自由度更高的自 動跟蹤太陽的光伏發(fā)電裝置。
本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是 一種自動跟蹤太陽的光 伏發(fā)電裝置，具有安裝于安裝平臺上的基座，基座上設置有主支撐架，主支撐 架上設置有電池板平臺，在電池板平臺上設置有太陽能光伏組件，所述基座相 對于安裝平臺轉(zhuǎn)動連接，在基座上設置有基座周向驅(qū)動行星減速機；所述主支 撐架由左右分叉設置的主支撐臂組成，主支撐臂的上端與電池板平臺鉸接、下 端與基座固定連接，呈"V"字結(jié)構(gòu)，張開角度S為llO。 130° ;在左、右主 支撐臂之間設置有橫梁，橫梁上固定有平臺仰角調(diào)整升降機，平臺仰角調(diào)整升 降機上的伸縮桿的端部與電池板平臺鉸接，主支撐臂鉸接點位于基座正上方且 伸縮桿的鉸接點與主支撐臂鉸接點非一直線；所述基座周向驅(qū)動行星減速機與 平臺仰角調(diào)整升降機與電氣控制裝置相連。這樣就在原來僅能對電池板平臺上 的太陽能光伏組件進行俯仰調(diào)整的基礎上，實現(xiàn)了對太陽能光伏組件的周向調(diào)整，提高了光伏組件對太陽跟蹤的自由度，使太陽光始終直射光伏組件，提高 了對太陽能的吸收利用率。
為了實現(xiàn)基座的便捷周向轉(zhuǎn)動，進一步地所述基座由與安裝平臺固定連 接轉(zhuǎn)盤軸承和可以在轉(zhuǎn)盤軸承內(nèi)周向轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)盤軸承蓋組成，在轉(zhuǎn)盤軸承上設 置有內(nèi)齒輪，基座周向驅(qū)動電機安裝在轉(zhuǎn)盤軸承蓋上，在基座周向驅(qū)動行星減 速機的輸出端設置有行星齒輪與轉(zhuǎn)盤軸承上的內(nèi)齒輪相嚙合。利用基座周向驅(qū) 動行星減速機作為動力源，通過齒輪傳動方式驅(qū)動基座作周向轉(zhuǎn)動。
為了增強主支撐架的承載能力，進一步地所述主支撐臂左右兩側(cè)各至少 設置有兩根，且對稱安裝固定。另外，每側(cè)主支撐臂呈"A"型安裝，張開角 度Ct為17° 25° ，主支撐臂的上端匯聚與電池板平臺鉸接，下端固定設置于 基座外圓周面上。
為了更一步提高支架的承載能力，再進一步地所述主支撐架中部設置有 輔支撐架，輔支撐架由四根輔支撐臂組成，輔支撐臂上端匯聚與電池板平臺鉸 接并與主支撐臂鉸接點一直線，下端固定安裝于基座上；橫梁固定安裝在輔支 撐臂的一側(cè)。
為了避免電池板平臺在調(diào)整過程發(fā)生急劇偏轉(zhuǎn)而造成設備的損壞，再迸一 步地在主支撐臂和電池板平臺鉸接處設置有用于緩沖的氣彈簧。
為了使伸縮桿對電池板平臺的支承達到最佳的受力和施力，再進一步地 所述伸縮桿的運動方向與水平方向的夾角P為60° 80° 。為了使裝置在使用
過程中始終保持太陽光的直射，再進一步地所述基座旋轉(zhuǎn)角度是360。，平臺 仰角的調(diào)整范圍Y為O。 55° 。
本實用新型實現(xiàn)了光伏發(fā)電裝置的周向和俯仰的調(diào)整，提升了自動跟蹤太陽的調(diào)整自由度，提高了對太陽光的吸收利用率，另外，結(jié)構(gòu)強度高，可承受 很大的動載荷，可適應復雜苛刻的戶外使用環(huán)境，具有很強的抗風性，可抵御
12級颶風，其可承受最大風速達135km/h。光伏組件安裝平面可以安裝目前光 伏廠家生產(chǎn)的大多數(shù)組件，其安裝基座無需埋入地下，制造裝配容易、安裝維 修方便，整套系統(tǒng)的性價比高。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。


圖1是本實用新型支架V結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實用新型支架W結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本實用新型仰角調(diào)整狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本實用新型電池板平臺水平狀態(tài)時的正面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是圖4的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6是基座結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中l(wèi).基座1-l.轉(zhuǎn)盤軸承l(wèi)-2.轉(zhuǎn)盤軸承蓋1-3.內(nèi)齒輪2.主支撐架 2-1.主支撐臂2-2.橫梁3.電池板平臺4.太陽能光伏組件5.行星減速機 6.平臺仰角調(diào)整升降機7.伸縮桿8.電氣控制裝置9.安裝平臺11.輔支 撐架11-l.輔支撐臂12.氣彈簧
具體實施方式
如圖1所示的一種自動跟蹤太陽的光伏發(fā)電裝置，具有安裝于安裝平臺9 上的基座1，基座1上可設置有預埋件與安裝平臺9固定連接?；?上設置有主支撐架2，主支撐架2上設置有電池板平臺3，在電池板平臺3上設置有太陽 能光伏組件4。所述主支撐架2由左右分叉設置的主支撐臂2-1組成，即主支撐 臂2-1的上端與電池板平臺3鉸接、下端與基座1固定連接，支架整體呈"V" 型，張開角度S為llO。 130° ，如圖4所示。每側(cè)主支撐臂2-1設置三根， 以保證足夠的結(jié)構(gòu)強度，每側(cè)主支撐臂2-1呈"A"型安裝，最外側(cè)的兩根主 支撐臂2-l之間張開角度a為17° 25° ，如圖3所示，主支撐臂2-1的上端 匯聚與電池板平臺3鉸接，并在鉸接處設置有用于緩沖的氣彈簧12，下端固定 設置于基座1外圓周面上。如圖5、圖6所示，所述基座1由與安裝平臺9固定 連接的轉(zhuǎn)盤軸承1-1和可以在轉(zhuǎn)盤軸承l(wèi)-l內(nèi)周向轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)盤軸承蓋卜2組成， 在轉(zhuǎn)盤軸承1-1上設置有內(nèi)齒輪1-3，在轉(zhuǎn)盤軸承蓋1-2上設置有基座周向驅(qū)動 行星減速機5，在基座周向驅(qū)動行星減速機5的輸出端設置有外齒輪1-4與轉(zhuǎn)盤 軸承1-1上的內(nèi)齒輪1-3相嚙合，轉(zhuǎn)盤軸承蓋1-2的偏轉(zhuǎn)角度是±120° 。在左、 右主支撐臂2-1之間設置有橫梁2-2，橫梁2-2上固定有平臺仰角調(diào)整升降機6， 平臺仰角調(diào)整升降機6上的伸縮桿7的端部與電池板平臺3鉸接，伸縮桿7的 運動方向與水平方向的夾角P為60。 80° ，如圖3所示。主支撐臂2-l鉸接 點位于基座1正上方，使其支承的電池板平臺3和太陽能光伏組件4的重心剛 好位于基座1中部，使受力分布更均衡。伸縮桿7的鉸接點與主支撐臂2-1鉸 接點非一直線，這樣伸縮桿7在平臺仰角調(diào)整升降機6的驅(qū)動下，使電池板平 臺3作俯仰運動，平臺仰角的調(diào)整范圍Y為O。 55° 。所述基座周向驅(qū)動星減 速機5與平臺仰角調(diào)整升降機6均與電氣控制裝置8相連，由電氣控制裝置8 對兩者進行控制。
作為另一實施例，如圖2所示，在主支撐架2中部設置有輔支撐架11，輔支撐架11由四根輔支撐臂11-1組成，輔支撐臂11-1上端匯聚與電池板平臺3 鉸接并與主支撐臂2-1鉸接點一直線，下端固定安裝于基座1上；橫梁2-2固 定安裝在輔支撐臂11-1的一側(cè)。此時主支撐臂2-1左右每側(cè)設置有兩根，且對
稱安裝固定。支架整體呈"w"型。
工作時，通過太陽能光伏組件4感應太陽光的照射角度并將信息反饋到電 氣控制裝置8，電氣控制裝置8啟動對基座周向驅(qū)動星減速機5與平臺仰角調(diào)整 升降機6的運動控制?；芟蝌?qū)動星減速機5使主支撐架2承載太陽能光伏 組件4作周向偏轉(zhuǎn)，平臺仰角調(diào)整升降機6使太陽能光伏組件4作俯仰偏轉(zhuǎn)， 通過周向和俯仰角度調(diào)節(jié)，最終使太陽能光伏組件4與太陽光保持直射位置。
本實用新型所述的光伏裝置，單臺容量達11KW，最大功率為12kw。適合于 各種類型的太陽能組件，比固定式安裝增效35%以上，比單軸跟蹤系統(tǒng)增效15% 以上。
上述兩個實施例對于本領域技術(shù)人員而言，閱讀本說明書后毋需付出創(chuàng)造 性勞動即可再現(xiàn)出，在此就不詳述了。當然，在本實用新型的發(fā)明構(gòu)思下，本 實用新型有多種具體實施形式，這對本領域技術(shù)人員閱讀本說明書后毋需付出 創(chuàng)造性勞動即可再現(xiàn)出，在此就不詳述了。
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權(quán)利要求1.一種自動跟蹤太陽的光伏發(fā)電裝置，具有安裝于安裝平臺(9)上的基座(1)，基座(1)上設置有主支撐架(2)，主支撐架(2)上設置有電池板平臺(3)，在電池板平臺(3)上設置有太陽能光伏組件(4)，其特征是所述基座(1)相對于安裝平臺(9)轉(zhuǎn)動連接，在基座(1)上設置有基座周向驅(qū)動行星減速機(5)；所述主支撐架(2)由左右分叉設置的主支撐臂(2-1)組成，主支撐臂(2-1)的上端與電池板平臺(3)鉸接、下端與基座(1)固定連接，呈“V”字結(jié)構(gòu)，張開角度δ為110°～130°；在左、右主支撐臂(2-1)之間設置有橫梁(2-2)，橫梁(2-2)上固定有平臺仰角調(diào)整升降機(6)，平臺仰角調(diào)整升降機(6)上的伸縮桿(7)的端部與電池板平臺(3)鉸接，主支撐臂(2-1)鉸接點位于基座(1)正上方且伸縮桿(7)的鉸接點與主支撐臂(2-1)鉸接點非一直線；所述基座周向驅(qū)動行星減速機(5)與平臺仰角調(diào)整升降機(6)與電氣控制裝置(8)相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的自動跟蹤太陽的光伏發(fā)電裝置，其特征是所述 基座(1)由與安裝平臺(9)固定連接的轉(zhuǎn)盤軸承(1-1)和可以在轉(zhuǎn)盤軸承(1-1) 內(nèi)周向轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)盤軸承蓋(1-2 )組成，在轉(zhuǎn)盤軸承(1-1)上設置有內(nèi)齒輪(1-3 )， 基座周向驅(qū)動電機(5)安裝在轉(zhuǎn)盤軸承蓋(1-2)上，在基座周向驅(qū)動行星減 速機(5)的輸出端設置有行星齒輪(1-4)與轉(zhuǎn)盤軸承(1-1)上的內(nèi)齒輪(l-3) 相嚙合。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的自動跟蹤太陽的光伏發(fā)電裝置，其特征是所述 主支撐臂(2-1)左右兩側(cè)各至少設置有兩根，且對稱安裝固定。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動跟蹤太陽的光伏發(fā)電裝置，其特征是所述 每側(cè)主支撐臂(2-1)呈"A"型安裝，張開角度a為17。 25° ;主支撐臂(2-1) 的上端匯聚與電池板平臺(3)鉸接，下端固定設置于基座(1)外圓周面上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的自動跟蹤太陽的光伏發(fā)電裝置，其特征是所述 主支撐架(2 )中部設置有輔支撐架(11)，輔支撐架(11 )由四根輔支撐臂(11-1)組成，輔支撐臂(n-i)上端匯聚與電池板平臺(3)鉸接并與主支撐臂(2-1) 鉸接點一直線，下端固定安裝于基座(1)上；橫梁(2-2)固定安裝在輔支撐 臂(11-1)的一側(cè)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的自動跟蹤太陽的光伏發(fā)電裝置，其特征是在主 支撐臂(2-1)和電池板平臺(3)鉸接處設置有用于緩沖的氣彈簧(12)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的自動跟蹤太陽的光伏發(fā)電裝置，其特征是所述 伸縮桿(7)的運動方向與水平方向的夾角e為60。 80° 。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的自動跟蹤太陽的光伏發(fā)電裝置，其特征是所述 電池板平臺(3)仰角的調(diào)整范圍Y為0。 55° 。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的自動跟蹤太陽的光伏發(fā)電裝置，其特征是所述 基座(1)周向旋轉(zhuǎn)角度是360。。
專利摘要本實用新型涉及一種自動跟蹤太陽能光伏發(fā)電裝置，屬于太陽能應用技術(shù)領域。具有安裝于安裝平臺上的基座，基座上設置有主支撐架，主支撐架上設置有電池板平臺，在電池板平臺上設置有太陽能光伏組件，基座相對于安裝平臺轉(zhuǎn)動連接，在基座上設置有基座周向驅(qū)動行星減速機，在主支撐架上定有平臺仰角調(diào)整升降機，平臺仰角調(diào)整升降機上的伸縮桿的端部與電池板平臺鉸接，基座周向驅(qū)動行星減速機與平臺仰角調(diào)整升降機與電氣控制裝置相連。本實用新型實現(xiàn)了光伏發(fā)電裝置的周向和俯仰的調(diào)整，提升了自動跟蹤太陽的調(diào)整自由度，提高了對太陽光的吸收利用率，另外，結(jié)構(gòu)強度高，可承受很大的動載荷。
文檔編號H02N6/00GK201319572SQ20082021490
公開日2009年9月30日 申請日期2008年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月18日
發(fā)明者王興華 申請人:泰通(泰州)工業(yè)有限公司