改進(jìn)型單軸光伏跟蹤系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】提出了一種太陽能傾角單軸跟蹤系統(tǒng),包括：控制器；傳動裝置以及若干個獨立的光伏跟蹤子系統(tǒng)，每個光伏跟蹤子系統(tǒng)均包括：光伏組件安裝架，其上正面安裝有光伏組件，被并安裝在固定高支撐柱和固定低支撐柱，纖維繩，多次纏繞在轉(zhuǎn)動軸上，引導(dǎo)軌，安裝在光伏組件安裝架的背面，與光伏組件安裝架的轉(zhuǎn)動傾斜方向成平行關(guān)系，萬向聯(lián)軸器，將若干個獨立的光伏跟蹤子系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動軸彼此相連接。實現(xiàn)了東西向跟蹤太陽運行，南北向與太陽光光線呈最優(yōu)角度，實現(xiàn)冬季，夏季均衡接收太陽光，大幅提高發(fā)電效率，并提高整個系統(tǒng)的穩(wěn)定度。
【專利說明】改進(jìn)型單軸光伏跟蹤系統(tǒng)
【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機架，機架上安裝有光伏組件面板，通過光伏組件面板接收太陽光照射進(jìn)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接收太陽光照，本領(lǐng)域中已經(jīng)實現(xiàn)了光伏組件的太陽跟蹤系統(tǒng)。通過實時地跟蹤太陽運動，調(diào)整光伏組件機架的朝向，以使得太陽光直射至光伏組件的受光平面，可以增加光伏組件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的機架上。當(dāng)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的朝向，直到跟蹤傳感器重新達(dá)到平衡狀態(tài)(即由光伏組件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:單軸自動跟蹤、步進(jìn)式自動跟蹤、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)，則需要與光伏組件機架數(shù)目相當(dāng)?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(dá)地區(qū)的廣泛利用。因此，需要對若干個光伏組件機架的集中化跟蹤控制系統(tǒng)。
[0007]同時，對于目前的光伏組件機架而言，防風(fēng)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(fēng)，當(dāng)光伏組件機架暴露在大風(fēng)中時會受到各個方向的來鳳。來風(fēng)會對機架產(chǎn)生側(cè)向和縱向的壓力。這對機架的抗風(fēng)提出了很高的要求。如若被風(fēng)吹歪，光伏組件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(jìn)而垮塌。因此，需要一種抗風(fēng)性能良好的光伏組件機架。
[0008]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機架進(jìn)行集中化跟蹤控制、具有良好抗風(fēng)能力、能在各種地形上大面積鋪設(shè)的光伏組件跟蹤系統(tǒng)。
實用新型內(nèi)容[0009]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)。
[0010]根據(jù)本申請的第一方面，提出了一種太陽能傾角單軸跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，包括:單個的傳動控制裝置(I )，根據(jù)所述控制器所輸出的控制信號來帶動光伏跟蹤子系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動軸(5)進(jìn)行轉(zhuǎn)動；若干個獨立的光伏跟蹤子系統(tǒng)，彼此成縱向排列，每個光伏跟蹤子系統(tǒng)均包括:光伏組件安裝架(2)，背面兩端安裝有用于纖維繩(4)的固定端，并且中軸線上安裝有軸承結(jié)構(gòu)(13)和轉(zhuǎn)動桿(14)，轉(zhuǎn)動桿與軸承結(jié)構(gòu)(13)活動連接；固定高支撐柱
(7)和固定低支撐柱(6)，所述光伏組件安裝架(2)安放在固定高支撐柱(7)和固定低支撐柱(6)上，所述固定高支撐柱(7)和固定低支撐柱(6)的柱頂分別與光伏組件安裝架(2)的軸承結(jié)構(gòu)(13)固定連接，使得光伏組件安裝架(2)可以發(fā)生傾斜轉(zhuǎn)動；纖維繩(4)，兩端分別連接在光伏組件安裝架(2)兩側(cè)的固定端上；轉(zhuǎn)動軸(5)，所述纖維繩(4)多次纏繞在所述轉(zhuǎn)動軸上；引導(dǎo)軌(9)，安裝在光伏組件安裝架(2)的背面，與光伏組件安裝架(2)的轉(zhuǎn)動傾斜方向成平行關(guān)系，所述纖維繩(4)被套入引導(dǎo)軌(9)內(nèi)；萬向聯(lián)軸器(8)，設(shè)置在轉(zhuǎn)動軸
(5)的兩端，并聯(lián)接到前一個光伏跟蹤子系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動軸(5)以及后一個光伏跟蹤子系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動軸(5)，使得光伏跟蹤子系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動軸(5)彼此相連接；其中，第一個跟蹤子系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動軸(5 )通過萬向聯(lián)軸器(8 )連接到傳動控制裝置(I)。
[0011]根據(jù)本申請的第二方面，所述太陽能傾角單軸跟蹤系統(tǒng)成南北向放置，并且在光伏組件安裝架(2)上設(shè)置有太陽運動跟蹤傳感器；所述轉(zhuǎn)動軸(5)與所述光伏組件(3)的受光平面的中線平行，使得在光伏組件和驅(qū)動軸之間的纖維繩能垂直于轉(zhuǎn)動軸而轉(zhuǎn)動，由此傳動控制裝置(I)基于太陽運動跟蹤傳感器的輸出信號來輸出轉(zhuǎn)動控制信號，帶動轉(zhuǎn)動軸
(5)發(fā)生轉(zhuǎn)動，使得纖維繩(4)被攪動，從而帶動光伏組件安裝架(2)進(jìn)行東西向的轉(zhuǎn)動，調(diào)節(jié)光伏組件(3)的東西向傾角以實現(xiàn)東西向跟蹤太陽的運動。
[0012]根據(jù)本申請的第三方面，所述光伏組件安裝架(2)包括兩個軸承結(jié)構(gòu)(13)，分別安裝在光伏組件安裝架(2)的中軸線的兩端，所述轉(zhuǎn)動桿(14)的兩端分別套入軸承結(jié)構(gòu)
[13]，使得轉(zhuǎn)動桿(14)可以在軸承結(jié)構(gòu)(13)中自由轉(zhuǎn)動，所述固定高支撐柱(7)和固定低支撐柱(6)的頂端分別與軸承結(jié)構(gòu)(13)固定連接，使得軸承結(jié)構(gòu)(13)被固定在所述固定高支撐柱(7)和固定低支撐柱(6)上，而轉(zhuǎn)動桿(14)可以在軸承結(jié)構(gòu)(13)中自由轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動桿(14)的轉(zhuǎn)動帶動整個光伏組件安裝架(2)，實現(xiàn)了光伏組件安裝架(2)的傾斜轉(zhuǎn)動。
[0013]根據(jù)本申請的第四方面，所述固定高支撐柱(7)和固定低支撐柱(6)上進(jìn)一步設(shè)置有上壓片和下壓片，用于將所述軸承結(jié)構(gòu)(13)壓緊固定在固定高支撐柱(7)和固定低支撐柱(6)的頂端，所述固定高支撐柱(7)和固定低支撐柱(6)接觸安裝面的柱腳部分安裝有三角形的撐腳，用于穩(wěn)定固定在安裝面上。
[0014]根據(jù)本申請的第五方面，所述固定低支撐柱(6)和轉(zhuǎn)動桿(14)之間連接有一斜撐桿，用于提高跟蹤子系統(tǒng)的剛性強度。
[0015]根據(jù)本申請的第六方面，通過高支撐柱(7)和低支撐柱(6)的高度差來設(shè)定光伏組件安裝架(2)的南北向傾角的角度,使之與太陽光光線呈最優(yōu)角度。
[0016]根據(jù)本申請的第七方面，纖維繩(4)多次纏繞在轉(zhuǎn)動軸(5)上，并使用限位釘(11)將纏繞段中間部分的纖維繩(4 )釘入轉(zhuǎn)動軸(5 )內(nèi)。
[0017]根據(jù)本申請的第八方面，所述引導(dǎo)軌(9)的左右兩側(cè)與纖維繩(4)的接觸部分成圓弧狀，使得纖維繩(4)始終處于張緊狀態(tài)。
[0018]根據(jù)本申請的第九方面，引導(dǎo)軌(9)的下方中部不接觸纖維繩(4)的部分被截去。
[0019]根據(jù)本申請的第十方面，傳動控制裝置(I)通過萬向聯(lián)軸器(8)與成縱列的所述若干個跟蹤子系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動軸(5)聯(lián)接，由此帶動所述若干個撐的轉(zhuǎn)動軸(5)的轉(zhuǎn)動度。
[0020]根據(jù)本申請上述各個方面的太陽能傾角單軸跟蹤系統(tǒng)至少具有如下技術(shù)優(yōu)勢:采用南北向傾角、東西向轉(zhuǎn)動來跟蹤太陽光，使光伏組件與太陽光光線呈最佳角度，實現(xiàn)太陽光的最佳吸收利用，可提高25%-35%的發(fā)電效率。同時，可以實現(xiàn)一套跟蹤控制系統(tǒng)對復(fù)數(shù)個光伏組件的控制跟蹤，大幅度降低跟蹤成本。
[0021]在本文中，術(shù)語“連接”或“耦合”被定義為兩個主體之間的連接，不過不一定是直接的連接，也可包括通過其他中間節(jié)點或設(shè)備而實現(xiàn)的間接連接關(guān)系。
[0022]本文中所使用的術(shù)語“包括”、“具有”、“包含”、以及“含有”是開放式的連接動詞。因此，一種方法或裝置“包括”、“具有”、“包含”或“含有”一個或一個以上步驟或組件指的是:該方法或裝置具有那些一個或一個以上步驟或組件，但并不是僅僅具有那些一個或一個以上步驟或組件，也可包括其他的本文中未提及的一個或一個以上步驟或組件。
[0023]應(yīng)當(dāng)理解，本申請以上的一般性描述和以下的詳細(xì)描述都是示例性和說明性的，并且旨在為如權(quán)利要求所述的本申請?zhí)峁┻M(jìn)一步的解釋。
[0024]附圖簡述
[0025]包括附圖是為提供對本申請進(jìn)一步的理解，它們被收錄并構(gòu)成本申請的一部分，附圖示出了本申請的實施例，并與本說明書一起起到解釋本申請原理的作用。在結(jié)合附圖并閱讀了下面的對特定的非限制性本申請的實施例之后，本申請的其他特征以及優(yōu)點將變得顯而易見。其中:
[0026]圖1是根據(jù)本申請的一個方面的單軸跟蹤系統(tǒng)的架構(gòu)示意圖。
[0027]圖2A、2B、2C是根據(jù)本申請的一個方面的用于光伏跟蹤子系統(tǒng)的拉動系統(tǒng)的示意圖。
[0028]圖3是根據(jù)本申請的一個方面的轉(zhuǎn)動軸的剖面圖。
[0029]圖4是根據(jù)本申請的一個方面的轉(zhuǎn)動軸的側(cè)面圖。
[0030]圖5是根據(jù)本申請的一個方面的光伏組件安裝架的放大剖面圖。
[0031]圖6是根據(jù)本申請的一個方面的支撐柱和軸承結(jié)構(gòu)的連接部分的側(cè)面放大示意圖。
[0032]圖7A、7B是根據(jù)本申請的一個方面的支撐架的剖面圖。
【具體實施方式】
[0033]參考在附圖中示出和在以下描述中詳述的非限制性實施例，更完整地說明本申請的多個技術(shù)特征和有利細(xì)節(jié)。并且，以下描述忽略了對公知的原始材料、處理技術(shù)、組件以及設(shè)備的描述，以免不必要地混淆本申請的技術(shù)要點。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員會理解到，在下文中描述本申請的實施例時，描述和特定示例僅作為說明而非限制的方式來給出。
[0034]在任何可能的情況下，在所有附圖中將使用相同的標(biāo)記來表示相同或相似的部分。此外，盡管本申請中所使用的術(shù)語是從公知公用的術(shù)語中選擇的，但是本申請說明書中所提及的一些術(shù)語可能是 申請人:按他或她的判斷來選擇的，其詳細(xì)含義在本文的描述的相關(guān)部分中說明。此外，要求不僅僅通過所使用的實際術(shù)語，而是還要通過每個術(shù)語所蘊含的意義來理解本申請。
[0035]圖1示出了根據(jù)本申請的一個實施例的一種對多個光伏組件機架進(jìn)行跟蹤控制的單軸跟蹤系統(tǒng)。從圖1所示的側(cè)視圖可以看到，跟蹤系統(tǒng)由一個傳動控制裝置I以及若干個獨立的光伏跟蹤子系統(tǒng)所構(gòu)成。進(jìn)一步的，傳動控制裝置I包括控制器和傳動裝置。太陽運動跟蹤傳感器(沒有在圖中示出)被設(shè)置在光伏組件安裝架2上?？刂破骰谔栠\動跟蹤傳感器的輸出信號來輸出控制信號以實時地驅(qū)動傳動裝置，轉(zhuǎn)動光伏組件安裝架2，進(jìn)而調(diào)節(jié)光伏組件安裝架2上的光伏組件3的角度。傳動裝置是可以根據(jù)控制器所輸出的控制信號來帶動光伏跟蹤子系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動軸5進(jìn)行轉(zhuǎn)動的設(shè)備。傳動裝置可以采用多種實現(xiàn)方式，例如，液壓絞車、伺服電機、鏈條系統(tǒng)、或其他可用的傳動系統(tǒng)。
[0036]轉(zhuǎn)動軸5與光伏組件3的受光平面的中線平行，使得在光伏組件和驅(qū)動軸之間的纖維繩能垂直于轉(zhuǎn)動軸而轉(zhuǎn)動。在一個實施例中，在實際使用時圖1的單軸跟蹤系統(tǒng)被放置為南北朝向，即圖1側(cè)視圖的左側(cè)對應(yīng)于南方或北方，而圖1側(cè)視圖的右側(cè)對應(yīng)于北方或南方。由于太陽在每一日中均是從東向西運動，而南北方向上的運動可以忽略，顯然，東西向的轉(zhuǎn)動是光伏組件面向太陽的主要轉(zhuǎn)動方向。傳動控制裝置I可以控制光伏組件3進(jìn)行東西向的轉(zhuǎn)動，調(diào)節(jié)東西向傾角以適應(yīng)太陽在每一日中的運動軌跡。
[0037]圖2A、2B、2C為每一個光伏跟蹤子系統(tǒng)的不同側(cè)面的示意圖。如圖2A所示，每個光伏跟蹤子系統(tǒng)均由二根不同高度的固定支撐柱(即，圖1中的高支撐柱7和低支撐柱6)、纖維繩4、轉(zhuǎn)動軸5、光伏組件安裝架2、引導(dǎo)軌9所構(gòu)成。光伏組件3被安裝在光伏組件安裝架2上。光伏組件安裝架2的中軸線上安裝有軸承結(jié)構(gòu)13(安裝架的一端分別裝有一個軸承結(jié)構(gòu)13)和一根轉(zhuǎn)動桿14，轉(zhuǎn)動桿14的兩端分別套入軸承結(jié)構(gòu)13中，兩者活動連接，轉(zhuǎn)動桿14可以在軸承結(jié)構(gòu)13中自由轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動軸5和轉(zhuǎn)動桿14均與光伏組件3的受光平面的中線平行，使得在光伏組件和驅(qū)動軸之間的纖維繩能垂直于轉(zhuǎn)動軸而拉動，提高了轉(zhuǎn)動穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)纖維繩在轉(zhuǎn)動時傾斜帶來的危險。
[0038]可以清楚地看到，跟蹤子系統(tǒng)中的光伏組件安裝架2被安放于不同高度的固定高支撐柱7和低支撐柱6上。高支撐柱7和低支撐柱6從剖面看為三角形，其接地端向兩側(cè)延伸，防止光伏組件在轉(zhuǎn)動時整個機架的左右搖擺。兩個支撐柱的柱頂分別與光伏組件安裝架2的軸承結(jié)構(gòu)13固定連接，由此，軸承結(jié)構(gòu)13被固定在支撐柱上，而轉(zhuǎn)動桿14可以在軸承結(jié)構(gòu)13中自由轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動桿14帶動整個光伏組件安裝架2，實現(xiàn)了光伏組件安裝架2(以及其上的光伏組件3)的東西向轉(zhuǎn)動。
[0039]特別地，光伏組件安裝架2正面(受光面)安裝有光伏組件3，而中軸線上設(shè)置有轉(zhuǎn)動桿14，其背面的兩側(cè)下方分別設(shè)置有纖維繩的固定端。纖維繩兩頭分別接在兩側(cè)的對應(yīng)固定端上，中間轉(zhuǎn)過轉(zhuǎn)動軸5，形成環(huán)路的纖維繩拉動系統(tǒng)。同時，光伏組件安裝架2背面也安裝有引導(dǎo)軌9，引導(dǎo)軌9與光伏組件安裝架2的轉(zhuǎn)動傾斜方向成平行關(guān)系(B卩，也成東西向放置)，便于纖維繩4靠近光伏組件安裝架2的部分套入引導(dǎo)軌9。圖上示出了引導(dǎo)軌9的左右兩側(cè)與纖維繩4的接觸部分成圓弧狀，這是為了使得纖維繩4始終處于張緊狀態(tài)。為了節(jié)約材料，引導(dǎo)軌9的下方中部不接觸纖維繩的部分可以被截去，不采用圓弧狀。
[0040]由于轉(zhuǎn)動桿14穿過軸承結(jié)構(gòu)13，而軸承結(jié)構(gòu)13又被固定在高支撐柱7和低支撐柱6上，因此，在纖維繩4牽動光伏組件安裝架2時，轉(zhuǎn)動桿14能低阻力地在軸承結(jié)構(gòu)13內(nèi)轉(zhuǎn)動，提高了調(diào)節(jié)的靈活性，且整個光伏組件安裝架2能穩(wěn)定地被高支撐柱7和低支撐柱6所支撐。
[0041]根據(jù)本申請的一個實施例，在跟蹤控制時，基于跟蹤傳感器(沒有示出)的信號，傳動控制裝置I通過如下方式進(jìn)行角度調(diào)節(jié):控制器基于跟蹤傳感器的信號確定轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)動角度，通過傳動裝置帶動轉(zhuǎn)動軸5進(jìn)行順時針或逆時針轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動軸5的時鐘方向轉(zhuǎn)動將攪動纖維繩4，使其沿著左或右(B卩，東或西方向)方向上縮短，由此牽動所連接光伏組件安裝架2的一側(cè)，帶動光伏組件安裝架2向西或向東發(fā)生傾斜，由此調(diào)節(jié)了其上所承載的光伏組件3的東西向傾角，使得光伏組件3能隨著一天中太陽運行的角度變化而不斷調(diào)整其受光面角度，確保一天之中入射太陽光始終與光伏組件3受光表面成直角，增加轉(zhuǎn)換效率，提高發(fā)電量。引導(dǎo)軌9確保了纖維繩4在轉(zhuǎn)動過程中仍然保持張緊狀態(tài)，由此，無論光伏組件安裝架2的傾斜角度如何，纖維繩4均能有效帶動光伏組件安裝架2。
[0042]同時，由于光伏組件3被安置于二根不同高度的三角形固定高支撐柱7和低支撐柱6上，使其自然產(chǎn)生一南北向的傾角，通過高支撐柱和低支撐柱的高度差來設(shè)定光伏組件3的南北向傾角的角度，實現(xiàn)冬季、夏季平衡接收太陽光，在冬夏太陽角度變化明顯的地區(qū)，通過該南北向傾角的角度調(diào)節(jié)方式可以提高發(fā)電效率25%以上。
[0043]根據(jù)另一個附加實施例，將多個跟蹤子系統(tǒng)縱向排列成列，例如可以按照圖1的右邊所示的方式排列。每個跟蹤子系統(tǒng)都有各自的轉(zhuǎn)動軸通過纖維繩和各自的光伏組件相連，各個跟蹤子系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動軸之間用萬向聯(lián)軸器8相連接。萬向聯(lián)軸器8設(shè)置在單個轉(zhuǎn)動軸5的兩端，并聯(lián)接到前一個光伏跟蹤子系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動軸5以及后一個光伏跟蹤子系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動軸5，使得若干個光伏跟蹤子系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動軸5彼此相聯(lián)，并且第一排的跟蹤子系統(tǒng)(如圖1所示的最左側(cè)的跟蹤子系統(tǒng))的轉(zhuǎn)動軸通過萬向聯(lián)軸器8連接到傳動控制裝置I。由此，單個的傳動控制裝置I通過萬向聯(lián)軸器8與所述若干個跟蹤子系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動軸5聯(lián)接，通過萬向聯(lián)軸器8將多個跟蹤子系統(tǒng)連接在了一起。這樣，一臺傳動控制裝置I就能夠同時控制一個縱列上的若干個跟蹤子系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動軸5，進(jìn)而帶動纖維繩4同時控制該若干個光伏組件3的東西向傾角的轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)對復(fù)數(shù)個光伏組件的東西向傾角的同時控制，大幅提高控制效率，減少了單個的傳動控制裝置的鋪設(shè)，極大降低了成本。
[0044]同時，萬向聯(lián)軸器8能確保以一定角度聯(lián)接兩個轉(zhuǎn)動軸8，由此，即便鋪設(shè)的地面有一定的高低起伏，也能確保前一個轉(zhuǎn)動軸8的轉(zhuǎn)動能帶動后一個轉(zhuǎn)動軸8的轉(zhuǎn)動。使得本申請的跟蹤子系統(tǒng)縱列能在崎嶇的表面也能良好地運轉(zhuǎn)。
[0045]圖3和圖4是轉(zhuǎn)動軸5的側(cè)視圖和剖面圖。從圖上可以清楚地看到,纖維繩4多次纏繞在轉(zhuǎn)動軸5上，并使用限位釘11將纏繞段中間部分的纖維繩4釘入轉(zhuǎn)動軸5內(nèi)。經(jīng)過 申請人:研究發(fā)現(xiàn)，相對于現(xiàn)有技術(shù)中通常使用的鉸鏈齒輪傳動結(jié)構(gòu)而言，纏繞結(jié)構(gòu)更為簡單，限定釘和纖維繩纏繞結(jié)構(gòu)的組合則能提供更高的固定強度，并且便于長期使用。由于光伏系統(tǒng)一直被放置在高溫、長期光照的環(huán)境下，鉸鏈和齒輪結(jié)構(gòu)會因為發(fā)生銹蝕而發(fā)生卡死現(xiàn)象?；蛘撸诘蜏靥鞖庀?，鉸鏈和齒輪結(jié)構(gòu)會因為霜凍而無法嚙合，導(dǎo)致鏈條脫落。而本申請的纖維繩纏繞結(jié)構(gòu)則沒有以上這些缺陷。通過轉(zhuǎn)動軸的轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的扭力能有效低效銹蝕或霜凍的阻力，并能輕易地攪動纖維繩，從而在惡劣天氣下也能有效地帶動光伏組件安裝架的轉(zhuǎn)動。
[0046]圖5是根據(jù)本申請的一個方面的光伏組件安裝架2的放大剖面圖?？梢钥吹?，光伏組件安裝架2正面(圖中的上方面)用于安裝光伏組件3 (沒有示出)，而中軸線上設(shè)置有光伏組件安裝架2，光伏組件安裝架2上安裝有軸承結(jié)構(gòu)13和轉(zhuǎn)動桿14。軸承結(jié)構(gòu)13被固定在子系統(tǒng)的高支撐架和低支撐架的頂部。由此，光伏組件安裝架2由纖維繩4(安裝在背面，圖中沒有示出)牽引，可以實現(xiàn)低阻力的翻轉(zhuǎn)。
[0047]圖6是根據(jù)本申請的一個方面的高/低支撐柱和軸承結(jié)構(gòu)的連接結(jié)構(gòu)的側(cè)面放大示意圖。圖6僅示出了一個支撐柱(可以是高支撐架或低支撐架)和轉(zhuǎn)動桿14固定連接結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以知道，這樣的結(jié)構(gòu)對于高支撐架或低支撐柱均是相同適用的。從上到下，連接結(jié)構(gòu)包括:用于固定軸承結(jié)構(gòu)13 (連同套入在軸承結(jié)構(gòu)中的轉(zhuǎn)動桿14 一起)的上壓片和下壓片。上壓片和下壓片通過多個緊固螺栓(在本示例中是4個，但也可以用2個、6個、等)緊固在一起，以壓緊固定其中的軸承結(jié)構(gòu)13。支撐柱的柱腳最下方接觸地面的部分使用撐腳螺栓將三角形撐腳固定在支撐柱上，使用三角形撐腳固定在安裝面上(諸如，地面，屋頂面)。根據(jù)一個進(jìn)一步實施例，在固定低支撐柱(6)和轉(zhuǎn)動桿(14)之間連接有一斜撐桿，以提高整個跟蹤子系統(tǒng)的剛性強度。
[0048]圖7A、7B是根據(jù)本申請的一個方面的支撐柱的剖面圖。可以看到，位于子系統(tǒng)前方的低支撐柱和后方的高支撐柱均是通過撐腳結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)為三角形結(jié)構(gòu)。經(jīng)過 申請人:的研究發(fā)現(xiàn)，這樣的結(jié)構(gòu)更為穩(wěn)定，抵抗側(cè)向風(fēng)壓的能力更強。雖然圖7A、7B示出了固定用鉚釘，但根據(jù)本申請的一個替換實施例，這樣的三角形撐腳不需要固定在地面(或屋頂面)上，仍然可以提供穩(wěn)固的鋪設(shè)強度。對于一些無法在地面打洞的使用情況而言，這是有利的。
[0049]根據(jù)本申請的以上諸個實施例所提供的新型太陽能傾角單軸跟蹤系統(tǒng)具有如下優(yōu)點:
[0050]一、通過光伏組件的東西向傾角調(diào)節(jié)，實現(xiàn)了東西向?qū)崟r跟蹤太陽運行，確保了一天之中的光伏組件始終處于最佳受光角度，提高了轉(zhuǎn)換效率，提高了發(fā)電量；
[0051]二、通過二根不同高度的三角形固定支撐柱控制光伏組件的南北向傾角角度，使之與太陽光光線呈最優(yōu)角度，實現(xiàn)冬季，夏季均衡接收太陽光，大幅提高季節(jié)性發(fā)電效率；
[0052]三、引導(dǎo)軌確保了纖維繩的張緊狀態(tài)，提高轉(zhuǎn)動的有效性；
[0053]四、限定釘和纖維繩纏繞結(jié)構(gòu)提供了更強的轉(zhuǎn)動效果；
[0054]五、通過單個控制器和轉(zhuǎn)動軸即可同時控制連接在一起的多組跟蹤子系統(tǒng)，實現(xiàn)了對復(fù)數(shù)個光伏組件的同時東西向傾角的角度調(diào)節(jié)，大幅提高控制效率，降低成本。
[0055]六、通過軸承結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)動桿，提高了光伏組件的轉(zhuǎn)動靈活性，又增強了抗風(fēng)強度。
[0056]鑒于本公開內(nèi)容，可在不進(jìn)行過度實驗的情況下執(zhí)行本申請中公開和要求保護(hù)的所有方法。雖然已經(jīng)按照優(yōu)選實施例來描述了本申請的裝置和方法，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可顯而易見，可對本申請中描述的方法和方法的步驟或步驟順序應(yīng)用多種變型，而不背離本申請的概念、精神和范圍。此外，可對所公開的裝置做出修改，且可從本申請描述的組件中排除或替代多個組件，并實現(xiàn)相同或相似的結(jié)果。對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見的所有這些相似的替代和修改被視為在由所附權(quán)利要求所限定的本申請的精神、范圍以及概念以內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種太陽能傾角單軸跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，包括: 單個的傳動控制裝置(I )，根據(jù)所述控制器所輸出的控制信號來帶動光伏跟蹤子系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動軸(5)進(jìn)行轉(zhuǎn)動； 若干個獨立的光伏跟蹤子系統(tǒng)，彼此成縱向排列，每個光伏跟蹤子系統(tǒng)均包括: 光伏組件安裝架(2)，其上正面安裝有光伏組件(3)，背面兩端安裝有用于纖維繩(4)的固定端，并且中軸線上安裝有軸承結(jié)構(gòu)(13)和轉(zhuǎn)動桿(14)，轉(zhuǎn)動桿與軸承結(jié)構(gòu)(13)活動連接； 固定高支撐柱(7)和固定低支撐柱(6)，所述光伏組件安裝架(2)安放在固定高支撐柱(7)和固定低支撐柱(6)上，所述固定高支撐柱(7)和固定低支撐柱(6)的柱頂分別與光伏組件安裝架(2)的軸承結(jié)構(gòu)(13)固定連接，使得光伏組件安裝架(2)可以發(fā)生傾斜轉(zhuǎn)動； 纖維繩(4)，兩端分別連接在光伏組件安裝架(2)兩側(cè)的固定端上； 轉(zhuǎn)動軸(5)，所述纖維繩(4)多次纏繞在所述轉(zhuǎn)動軸上； 引導(dǎo)軌(9)，安裝在光伏組件安裝架(2)的背面，與光伏組件安裝架(2)的轉(zhuǎn)動傾斜方向成平行關(guān)系，所述纖維繩(4)被套入引導(dǎo)軌(9)內(nèi)； 萬向聯(lián)軸器(8)，設(shè)置在轉(zhuǎn)動軸(5)的兩端，并聯(lián)接到前一個光伏跟蹤子系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動軸(5)以及后一個光伏跟蹤子系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動軸(5)，使得光伏跟蹤子系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動軸(5)彼此相連接; 其中，第一個跟蹤子系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動軸(5 )通過萬向聯(lián)軸器(8 )連接到傳動控制裝置(I)。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽能傾角單軸跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，所述太陽能傾角單軸跟蹤系統(tǒng)成南北向放置，并且在光伏組件安裝架(2)上設(shè)置有太陽運動跟蹤傳感器；所述轉(zhuǎn)動軸(5)與所述光伏組件(3)的受光平面的中線平行，使得在光伏組件和驅(qū)動軸之間的纖維繩能垂直于轉(zhuǎn)動軸而轉(zhuǎn)動，由此傳動控制裝置(I)基于太陽運動跟蹤傳感器的輸出信號來輸出轉(zhuǎn)動控制信號，帶動轉(zhuǎn)動軸(5)發(fā)生轉(zhuǎn)動，使得纖維繩(4)被攪動，從而帶動光伏組件安裝架(2)進(jìn)行東西向的轉(zhuǎn)動，調(diào)節(jié)光伏組件(3)的東西向傾角以實現(xiàn)東西向跟蹤太陽的運動。
3.如權(quán)利要求1或2所述的太陽能傾角單軸跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，所述光伏組件安裝架(2)包括兩個軸承結(jié)構(gòu)(13)，分別安裝在光伏組件安裝架(2)的中軸線的兩端，所述轉(zhuǎn)動桿(14)的兩端分別套入軸承結(jié)構(gòu)(13)，使得轉(zhuǎn)動桿(14)可以在軸承結(jié)構(gòu)(13)中自由轉(zhuǎn)動，所述固定高支撐柱(7)和固定低支撐柱(6)的頂端分別與軸承結(jié)構(gòu)(13)固定連接，使得軸承結(jié)構(gòu)(13)被固定在所述固定高支撐柱(7)和固定低支撐柱(6)上,而轉(zhuǎn)動桿(14)可以在軸承結(jié)構(gòu)(13)中自由轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動桿(14)的轉(zhuǎn)動帶動整個光伏組件安裝架(2)，實現(xiàn)了光伏組件安裝架(2)的傾斜轉(zhuǎn)動。
4.如權(quán)利要求3所述的太陽能傾角單軸跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，所述固定高支撐柱(7)和固定低支撐柱(6 )上進(jìn)一步設(shè)置有上壓片和下壓片，用于將所述軸承結(jié)構(gòu)(13 )壓緊固定在固定高支撐柱(7)和固定低支撐柱(6)的頂端，所述固定高支撐柱(7)和固定低支撐柱(6)接觸安裝面的柱腳部分安裝有三角形的撐腳，用于穩(wěn)定固定在安裝面上。
5.如權(quán)利要求3所述的太陽能傾角單軸跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，所述固定低支撐柱(6)和轉(zhuǎn)動桿(14)之間連接有一斜撐桿，用于提高跟蹤子系統(tǒng)的剛性強度。
6.如權(quán)利要求3所述的太陽能傾角單軸跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，通過高支撐柱(7)和低支撐柱(6)的高度差來設(shè)定光伏組件安裝架(2)的南北向傾角的角度，使之與太陽光光線呈最優(yōu)角度。
7.如權(quán)利要求3所述的太陽能傾角單軸跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，纖維繩(4)多次纏繞在轉(zhuǎn)動軸(5)上，并使用限位釘(11)將纏繞段中間部分的纖維繩(4)釘入轉(zhuǎn)動軸(5)內(nèi)。
8.如權(quán)利要求7所述的太陽能傾角單軸跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，所述引導(dǎo)軌(9)的左右兩側(cè)與纖維繩(4)的接觸部分成圓弧狀，使得纖維繩(4)始終處于張緊狀態(tài)。
9.如權(quán)利要求8所述的太陽能傾角單軸跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，引導(dǎo)軌(9)的下方中部不接觸纖維繩(4)的部分被截去。
10.如權(quán)利要求3所述的太陽能傾角單軸跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，傳動控制裝置(I)通過萬向聯(lián)軸器(8)與成縱列的所述若干個跟蹤子系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動軸(5)聯(lián)接，由此帶動所述若干個撐的轉(zhuǎn)動軸(5)的轉(zhuǎn)動。
【文檔編號】H02S20/32GK203708180SQ201420057701
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年1月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月30日
【發(fā)明者】吳建農(nóng) 申請人:浙江同景科技有限公司