CN201656832U - 半自动太阳光跟踪装置 - Google Patents

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周宗团
张新伟
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Abstract

本实用新型公开的一种半自动太阳光跟踪装置，包括底面上设置有立柱的支撑底座，支撑底座的立柱上垂直设置有主轴，主轴的外部通过主轴套连接轴连接有主轴套，主轴的一端通过变速机构与伺服电机相连接，主轴的另一端设置有太阳能光伏板，主轴的中部设置有由蜗轮及蜗杆连接而成的传动机构，蜗杆通过蜗杆支撑轴与主轴套相连接，蜗轮固定在底座的立柱上。本实用新型半自动太阳光跟踪装置采用单极轴跟踪装置，用电机驱动主轴自转，手动调整主轴俯仰角，使此单极轴跟踪装置始终对准太阳，既降低了运营成本又保证了***的可靠性。

Description

半自动太阳光跟踪装置
技术领域
本实用新型属于光跟踪装置技术领域，具体涉及一种半自动太阳光跟踪装置。
背景技术
目前传统的跟踪太阳光***（一般是用单支柱式，但也有采用园盘式的）是采用光感应***。光感应***在有云彩时，因不停寻找光源造成用电量大。而云彩离开时，需时间调准跟踪，不仅影响设备的发电量，而且增加了工作过程中的耗电量。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种半自动太阳光跟踪装置，解决了现有太阳光跟踪装置不但耗电量大，而且精度低的问题。
本实用新型所采用的技术方案是，一种半自动太阳光跟踪装置，包括底面上设置有立柱的支撑底座，支撑底座的立柱上垂直设置有主轴，主轴的外部通过主轴套连接轴连接有主轴套，主轴的一端通过变速机构与伺服电机相连接，主轴的另一端设置有太阳能光伏板，主轴的中部设置有由蜗轮及蜗杆连接而成的传动机构，蜗杆通过蜗杆支撑轴与主轴套相连接，蜗轮固定在底座的立柱上。
本实用新型的特点还在于，
其中的蜗轮上设置有刻度盘，蜗杆支撑轴上安装有指示角度的指针。
本实用新型半自动太阳光跟踪装置的有益效果是，针对以往跟踪太阳光机构通常使用光感应***高耗电量，高成本的弊端，提出了使用伺服电机***调整水平角，手动调整俯仰角的方法，既保证了跟踪精度和***的可靠性，又大大降低了运营成本。
附图说明
图1是本实用新型半自动太阳光跟踪装置的结构示意图；
图2是本实用新型半自动太阳光跟踪装置的俯视图。
图中，1.太阳能光伏板，2.主轴，3.蜗杆，4.蜗轮，5.刻度盘，6.主轴套连接轴，7.变速机构，8.伺服电机，9.主轴套，10.支撑底座，11.蜗杆支撑轴。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
地理纬度实际上相当于地球上某一点同地心（圆心）的连线，与赤道之间的夹角；太阳高度角，实际上相当于太阳光线（假设太阳光线为平行光）同过当地的圆面切线(地平线)之间的夹角；太阳直射光线是垂直于地球表面（一个圆面）的，那么直射光线必然垂直地平线，并且太阳直射光线的延长线必过地心。通常我们用h来表示某地正午太阳高度角，它在数值上等于太阳在天球地平坐标系中的地平高度。太阳高度角随着地方时和太阳的赤纬的变化而变化。太阳赤纬以δ表示，观测地地理纬度用φ表示，地方时（时角）以t表示，有太阳高度角的计算公式：sin h＝sin φ sin δ＋sin φ cos δ cos t。日升日落，同一地点一天内太阳高度角是不断变化的。日出日落时角度都为零度，正午时太阳高度角最大。因为正午时候的地方时t=0，所以正午时候的太阳高度角可以用下列公式计算：对于北半球而言，H＝90°－(φ－δ)；对于南半球而言，H＝90°－（δ－φ）。夏至日，太阳直射北回归线，即北纬23.5度；冬至日太阳直射南回归线，即南纬23.5度。中间相隔47个纬度，半年是365.26/2=182.63天。从夏至冬至，太阳直射点从北纬23.5度起向南移，每天移动47/182.63=0.2574个纬度，半年后即冬至日移到南纬23.5度，然后又向北摆，同样以每天0.2574个纬度的速度，经过182.63天，即夏至日回到北纬23.5度。按此可以很精确地查到每天太阳直射点的纬度，即太阳赤纬δ。
本实用新型半自动太阳光跟踪装置的结构，如图1及图2所示，包括底面上设置有立柱的支撑底座10，支撑底座10的立柱上垂直设置有主轴2，主轴2的外部通过主轴套连接轴6连接有主轴套9，主轴2的一端通过变速机构7与伺服电机8相连接，变速机构7由一系列齿轮系组成；主轴2的另一端设置有太阳能光伏板1，主轴2的中部设置有由蜗轮4及蜗杆3连接而成的传动机构，蜗杆3通过蜗杆支撑轴11与主轴套9相连接，蜗轮4固定在底座10的立柱上，蜗轮4上设置有刻度盘5，蜗杆支撑轴11上安装有指示角度的指针。
本实用新型的工作过程是，按照事先计算出的数据，计算并记录装置所在地某月某日某时的太阳高度角，对照已计算出的数据制成刻度盘5，手动旋转蜗轮4，使蜗轮4沿蜗杆3做圆周运动，从刻度盘5上读出该时刻的俯仰角，蜗杆3通过蜗杆支撑轴11与主轴套9相连接，进而实现太阳能光伏板1的俯仰角度调节；通过合理选择伺服电机8和设定变速机构7的变速比，由伺服电机8通过变速机构7，将预定转速传至主轴2，从而实现主轴2带动太阳能光伏板1在要求时间段内不间断匀速旋转，时刻保证太阳能光伏板1正对太阳入射光线。随着一天太阳的东升西落，俯仰调整机构和水平调整机构共同保证太阳能光伏板1时刻跟踪太阳光入射方向。
本实用新型半自动太阳光跟踪装置，采用单极轴跟踪装置，用电机驱动主轴自转，手动调整主轴俯仰角，使此单极轴跟踪装置始终对准太阳。传统跟踪是靠光感应***，设备运营成本高，而本实用新型用简单电机驱动和手动调整俯仰，既降低了运营成本又保证了***的可靠性。

Claims (2)

1.一种半自动太阳光跟踪装置，其特征在于，包括底面上设置有立柱的支撑底座（10），支撑底座（10）的立柱上垂直设置有主轴（2），主轴（2）的外部通过主轴套连接轴（6）连接有主轴套（9），主轴（2）的一端通过变速机构（7）与伺服电机（8）相连接，主轴（2）的另一端设置有太阳能光伏板（1），主轴（2）的中部设置有由蜗轮（4）及蜗杆（3）连接而成的传动机构，蜗杆（3）通过蜗杆支撑轴（11）与主轴套（9）相连接，蜗轮（4）固定在底座（10）的立柱上。
2.根据权利要求1所述的半自动太阳光跟踪装置，其特征在于，所述的蜗轮（4）上设置有刻度盘（5），所述的蜗杆支撑轴（11）上安装有指示角度的指针。
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