自動跟蹤太陽能光伏發電裝置的製作方法

2023-08-22 07:58:26

專利名稱：自動跟蹤太陽能光伏發電裝置的製作方法
技術領域：
自動跟蹤太陽能光伏發電裝置
(一) 技術領域 本實用新型涉及一種自動跟蹤太陽能光伏發電裝置，屬於太
陽能應用技術領域。
(二) 背景技術
隨著太陽能光伏發電的發展，運用獨立運行和併網太陽能光
伏發電系統分別解決邊遠無電地區用電和在城市中緩解能源供
應緊張發揮了重要的作用，併網光伏系統正在成為世界範圍內的
研究熱點。不論是獨立運行系統或併網光伏發電系統，如何利用
有限的空間和面積，提高系統的效率，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。可見，應用太陽自動跟蹤系統可以有效提高太陽能利用率。 目前國內科學工作者和企業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的增效和其跟蹤裝置成 本的比值太低，或由於設計得裝置不太可靠、結構複雜和跟蹤電 機功率大，能耗高，有些是因為有複雜的電路，在室外冬夏季節 惡劣的環境下工作時，其中的電子元器件極易損壞。由於兩軸跟 蹤系統的高增效，現在是競相硏發的重點，到目前為止，國內還 沒有經過規模工程驗證的兩軸跟蹤系統出現，尤其是中大型的可 用於併網光伏發電的兩軸跟蹤系統還是空白。
最接近的現有技術為只能調整光伏組件傾角的單軸跟蹤太 陽能光伏發電裝置，它由基座、太陽能光伏組件、電池平臺、支 架、升降機、控制系統組成，所述支架下端安裝於固定於地面上 的基座上，安裝有太陽能光伏組件的電池平臺安裝於支架上端， 該電池平臺的一側與支架上端通過轉軸相連接，電池平臺的另一 側與升降機的升降杆相連接，控制系統給出控制信號驅動升降機 工作，通過升降機的升降杆驅動電池平臺繞轉軸轉動，從而實現 在仰角方向上對太陽光的自動跟蹤。
發明內容
本實用新型旨在提供一種可同時實現在方位角和仰角方向 上自動跟蹤太陽光線入射角度的自動跟蹤太陽能光伏發電裝置。
本實用新型的技術解決方案如下
一種自動跟蹤太陽能光伏發電裝置，包括基座、太陽能光伏 組件、電池平臺、支架、升降機、控制系統，所述基座固定安裝 於地面上，所述支架由多根支撐柱、支撐臂組成，安裝有太陽能 光伏組件的電池平臺安裝於支架上端，該電池平臺的一側與支架 上端通過轉軸相連接，電池平臺的另一側與升降機的升降杆相連 接，控制系統給出控制信號驅動升降機工作，通過升降機的升降 杆驅動電池平臺繞轉軸轉動實現在仰角方向上對太陽光的自動 跟蹤，其特徵在於所述基座上安裝有轉盤軸承，轉盤軸承的內 圈與基座固定連接，所述轉盤軸承的內圈內壁開有輪齒，所述支 架下端固定安裝於與轉盤軸承的外圈固定相連接的轉盤軸承蓋
上，它還包括一個安裝位置固定的由電機驅動的行星減速機，該 行星減速機的輸出齒輪與所述轉盤軸承的內圈內嚙合，控制系統 給出控制信號驅動電機進而帶動行星減速機工作。
本實用新型通過採用電機經行星齒輪減速後再通過內嚙合 轉盤軸承的內圈上的輪齒運動，推動支撐在軸承上的轉盤軸承蓋 轉動，而安裝有光伏組件的支架又固定在轉盤軸承蓋上，從而帶 動光伏組件安裝平面的轉動，實現在東西方位角的跟蹤。可同時 實現在方位角和仰角方向上自動跟蹤太陽光線入射角度，能以最 大限度地吸收太陽光，方便地實現了發明目的。其運動控制可採用PLC等方式進行控制。
進一步的技術方案為
所述橫梁安裝於支架的中部，它將支架的各支撐柱、支撐臂 連接為一體，所述升降機安裝於該橫梁上。 又一改進之處在於
所述橫梁安裝於支架的上部，它將支架的各支撐柱、支撐臂 的頂端連接為一體。
上述兩種不同的技術方案，使得本實用新型從外形上分別呈 "V"型和"W"型，前者("V"型、橫梁安裝於支架的中部)結
構簡單，性價比高，後者("vr型、橫梁安裝於支架的上部)，
強度高，可承受很大的動載荷，可適應複雜苛刻的戶外使用環境，
具有很強的抗風性，可抵禦12級颶風。其可承受最大風速達 135km/h。
本實用新型中，光伏組件安裝平面可以安裝目前光伏廠家生 產的大多數組件，其安裝基座無需埋入地下，製造裝配容易、安 裝維修方便，整套系統的性價比高。

以下將結合附圖和實施例對本實用新型做進一步詳細說明 附圖1為本實用新型第一個實施例的示意圖。 附圖2為圖1所示實施例的另一方向的示意圖。 附圖3為圖1所示實施例的局部放大圖。 附圖4為本實用新型第二個實施例的示意圖。 附圖l、 2中，各序號分別為1、基座；2、轉盤軸承；3、 行星減速機輸出齒輪；4、底板；5、結構預埋件；6、轉盤軸承 蓋；7、行星減速機；8、輪齒；9、支撐柱；10、支架；11、支 撐臂；12、電池板轉軸；13、電源櫃支架；14、電源櫃；15、交 直流轉換器；16、橫梁；17、電池平臺；18、升降杆；19、升 降機；20、電機；21、電器轉換連接櫃；22、 U型螺栓；23、斜 撐；24、升降機座；25、電器控制櫃；26、升降機端銷；27、氣 彈簧；28、縱梁；29、支撐臂加強拉杆
附圖4中，各序號分別為1、基座；2、轉盤軸承；4、底 板；5、結構預埋件；6、轉盤軸承；11、支撐臂;12、電池板轉 軸；14、電源櫃；16、橫梁；17、電池平臺；18、升降杆；19、 升降機；20、電機；24、升降機座；26、升降機端銷；27、氣 彈簧；30、中間支架(左)；31、中間支架(右)；32、電器控制櫃
支架；33、電器轉換櫃支架；34、氣彈簧端銷 具體實施方式
參見附圖1 、 2，本實用新型第一個實施例為"V"型自動跟 蹤太陽能光伏發電裝置，它包括基座、轉盤軸承、太陽能光伏組 件、電池平臺、支架、升降機、行星減速機、控制系統幾大部分，
其中，基座1固定安裝於地面上，所述基座1上通過結構預 埋件5固定安裝有底板4，轉盤軸承2的內圈與底板4固定連接， 轉盤軸承2的內圈上開有輪齒8。
支架10由多根支撐柱9、支撐臂11、斜撐23組成，它們通 過橫梁16連接為一體，橫梁16上裝有交直流轉換器15、電器 控制櫃25、電器轉換連接櫃21等。
支架10的下端固定安裝於與轉盤軸承2的外圈相連接的轉 盤軸承蓋6上，行星減速機7固定安裝於轉盤軸承蓋6上，它由 電機20驅動，行星減速機7的輸出齒輪3與所述轉盤軸承2的 內圈內嚙合，控制系統給出控制信號驅動電機20帶動行星減速 機7工作，輸出齒輪3內嚙合轉盤軸承2的內圈上的輪齒，由於 底板、內圈均與基座固定連接不動，在反作用力的作用下，轉盤 軸承2的外圈、與轉盤軸承外圈相連接的轉盤軸承蓋6、安裝於 轉盤軸承蓋6上的支架10、及安裝於支架上的光伏組件安裝平 轉動，這就實現在東西方位角的跟蹤。
安裝有太陽能光伏組件的電池平臺17通過電池板轉軸12 安裝於支架10上端，並可繞轉軸12轉動，電池平臺的另一側與 升降機19的升降杆18相連接，控制系統給出控制信號驅動升降 機19工作，通過升降機的升降杆18驅動電池平臺17繞轉軸12
轉動，從而實現在仰角方向上對太陽光的自動跟蹤。
參見附圖4，本實用新型第二個實施例所示的"W"型自 動跟蹤太陽能光伏發電裝置，主要由基座1、太陽能光伏組件(圖 中未標示)、電池平臺17、升降機座24、升降機19、中間支架 30、 31、支撐臂11、橫梁16、氣彈簧27、氣彈簧插銷34、轉盤 軸承2、轉盤軸承蓋6、行星減速機(圖中未標示)、控制系統(圖 中未標示)等組成。該實施例中，支架由中間支架30、 31、支撐 臂11通過橫梁16連接為一體，主機械支撐結構呈A型鋼結構設 計。
支架同樣下端固定安裝於轉盤軸承蓋6上，行星減速機的 輸出齒輪(圖中未標示)與所述轉盤軸承2的內圈內嚙合，控制系 統給出控制信號驅動電機進而帶動行星減速機工作，通過內嚙合 輪齒運動，推動支撐在軸承2上的轉盤軸承蓋6轉動，進而帶動 支架及安裝於支架光伏組件安裝平面的轉動，實現在東西方位角 的跟蹤。
在仰角方向上對太陽光的自動跟蹤同樣是控制系統給出控 制信號驅動升降機19工作，通過升降機的升降杆18驅動電池平 臺17繞轉軸12轉動實現的。
上述兩個實施例均為兩軸跟蹤系統，組件安裝面積可達84 m2，方位角跟蹤角度範圍為土120。，仰角跟蹤角度範圍為0 60° ，單臺容量達11KW，最大功率為12kw。適合於各種類型的 太陽能組件，比固定式安裝增效35%以上，比單軸跟蹤系統增效15%以上。
上述兩個實施例對於本領域技術人員而言，閱讀本說明書後 毋需付出創造性勞動即可再現出，在此就不詳述了。當然，在本 實用新型的發明構思下，本實用新型有多種具體實施形式，這對 本領域技術人員閱讀本說明書後毋需付出創造性勞動即可再現 出，在此就不詳述了。
權利要求1、一種自動跟蹤太陽能光伏發電裝置，包括基座、太陽能光伏組件、電池平臺、支架、升降機、控制系統，所述基座固定安裝於地面上，所述支架由多根支撐柱、支撐臂組成，安裝有太陽能光伏組件的電池平臺安裝於支架上端，該電池平臺的一側與支架上端通過轉軸相連接，電池平臺的另一側與升降機的升降杆相連接，控制系統給出控制信號驅動升降機工作，通過升降機的升降杆驅動電池平臺繞轉軸轉動實現在仰角方向上對太陽光的自動跟蹤，其特徵在於所述基座上安裝有轉盤軸承，轉盤軸承的內圈與基座固定連接，所述轉盤軸承的內圈上還開有輪齒，所述支架下端固定安裝於與轉盤軸承的外圈固定相連接的轉盤軸承蓋上，它還包括一個安裝於轉盤軸承蓋上的由電機驅動的行星減速機，該行星減速機的輸出齒輪與所述轉盤軸承的內圈內嚙合，控制系統給出控制信號驅動電機進而帶動行星減速機工作。
2、 根據權利要求1所述的自動跟蹤太陽能光伏發電裝置， 其特徵在於所述橫梁安裝於支架的中部，它將支架的各支撐柱、 支撐臂連接為一體，所述升降機安裝於該橫梁上。
3、 根據權利要求1所述的自動跟蹤太陽能光伏發電裝置， 其特徵在於所述橫梁安裝於支架的上部，它將支架的各支撐柱、 支撐臂的頂端連接為一體。
專利摘要本實用新型涉及一種自動跟蹤太陽能光伏發電裝置，包括基座、轉盤軸承、太陽能光伏組件、電池平臺、支架、升降機、控制系統，通過行星減速機輸出齒輪內嚙合轉盤軸承內圈上的輪齒，推動轉盤軸承外圈、轉盤軸承蓋及安裝在轉盤軸承蓋上的支架帶動光伏組件安裝平面轉動，實現在東西方位角的跟蹤。通過升降機的升降杆驅動電池平臺繞轉軸轉動，在仰角方向上對太陽光的自動跟蹤。本實用新型為兩軸跟蹤系統，可同時實現在方位角和仰角方向上自動跟蹤太陽光線入射角度，能以最大限度地吸收太陽光，比固定式安裝增效35％以上，比單軸跟蹤系統增效15％以上。
文檔編號G05D3/00GK201213244SQ20082004011
公開日2009年3月25日 申請日期2008年6月25日 優先權日2008年6月25日
發明者王興華 申請人:泰州中盛泰通光電有限公司