CN203630625U - 联动式方位角跟踪光伏发电站 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种联动式方位角跟踪光伏发电站，包括至少两组方位角跟踪型光伏发电单元，所述方位角跟踪型光伏发电单元包括光伏组件、光伏组件安装架，所述光伏组件安装架转动支承于支座上，所述各方位角跟踪型光伏发电单元的光伏组件安装架还通过各自的连杆、滑块与同一钢索相连，所述滑块可移动支承于各自的导轨上，所述钢索卷绕于辊筒上。该联动式方位角跟踪光伏发电站能实现光伏电站各发电单元光伏组件方位角方向的联动跟踪调节功能，提高发电效率，且结构简单，成本低。

Description

联动式方位角跟踪光伏发电站

技术领域

本实用新型涉及一种光伏电站用光伏发电装置，尤其涉及一种可实现跟踪功能的光伏发电装置。

背景技术

光伏发电装置将太阳光能转化为电能，其发电效率与太阳能光伏组件所接受的太阳光照射的效果有直接的关系，当太阳光直接正面照射太阳能光伏组件时其发电效率最高。

由于地球的自转及地球绕太阳的公转，地球上某一点与太阳之间的相对位置是每时每刻每天都在发生变化的，也就是说，太阳光照射到地球上某一点上安装的太阳能电池板上的入射方向是不断变化的，这种变化既有高度方向上的（即太阳高度角的变化），也有左右方向上的（即太阳方位角的变化），并且在地球上不同的位置（纬度）上，这样的变化也是不同的。因此，为了达到上述的太阳能光伏组件最高的发电效率，理想状况就是要使太阳能光伏组件安装面的高度角与方位角能随着太阳的位置不断地变化，使其始终正对着太阳，但这并不是轻易能达到的。

通常，太阳能光伏组件是安装在光伏组件安装架上的，并且由于成本及维护保养方面的原因，光伏组件安装架大都为固定支架，也就是说，大多数光伏组件并不能跟踪太阳的位置以正对太阳，这也就不能达到较高的发电效率。为了能达到较高的发电效率，人们开发的不少的具有跟踪功能的光伏发电装置，可以变化太阳能光伏组件安装面的高度角或方位角。但现有的具有跟踪功能的光伏发电装置应用并不普遍，其主要原因或是由于实现跟踪功能需要较为复杂的传动机构及动力装置，如齿轮齿条机构、蜗轮蜗杆机构等等，这类机构成本较高，维护保养不便。

并且，对于由大量的光伏发电单元构成、具有一定装机容量的光伏电站而言，光伏发电装置的跟踪功能更难实现，因为每一发电单元都需要一套跟踪装置，既要有传动机构，又要有驱动动力源，成本高，而且每一个传动机构、每一个驱动动力源都可能出现故障，这样故障点分布于各光伏发电单元，维护保养不便。也有将几个光伏发电单元采用一个驱动动力源来集中驱动的联动机构，但驱动动力源与各光伏发电单元之间的动力传递需要采用刚性连接轴，不仅制造装配要求高，而且由于连接轴的扭转变形，运动的传递也不准确，这样，一个驱动动力源所能驱动的光伏发电单元的数量也很少，对于光伏发电站而言没有多大的意义，而且每个光伏发电单元仍然需要各自的传动机构，维护保养不便的问题也没有得到解决。

实用新型内容

针对现有技术所存在的上述不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种联动式方位角跟踪光伏发电站，它能实现光伏电站各发电单元光伏组件方位角方向的联动跟踪调节功能，提高发电效率，且结构简单，成本低。

为了解决上述技术问题，本实用新型的联动式方位角跟踪光伏发电站，包括至少两组方位角跟踪型光伏发电单元，所述方位角跟踪型光伏发电单元包括光伏组件、光伏组件安装架，所述光伏组件安装架转动支承于支座上，所述各方位角跟踪型光伏发电单元的光伏组件安装架还通过各自的连杆、滑块与同一钢索相连，所述滑块可移动支承于各自的导轨上，所述钢索卷绕于辊筒上。

在上述结构中，由于所述方位角跟踪型光伏发电单元包括光伏组件、光伏组件安装架，所述光伏组件安装架转动支承于支座上，则光伏组件安装架可以在支座上绕垂直方向左右转动，使得安装在光伏组件安装架上的光伏组件对太阳方位角的跟踪成为可能。

又由于联动式方位角跟踪光伏发电站包括至少两组方位角跟踪型光伏发电单元，所述各方位角跟踪型光伏发电单元光伏组件安装架还通过各自的连杆、滑块与同一钢索相连，所述滑块可移动支承于各自的导轨上，则每一方位角跟踪型光伏发电单元光伏组件安装架、连杆、滑块与导轨构成一滑块摇杆机构，光伏组件安装架为摇杆，当滑块在钢索的带动下沿导轨往复移动时，会经连杆驱动作为摇杆的光伏组件安装架绕支座左右摆动，从而实现安装在光伏组件安装架上的光伏组件对太阳方位角的跟踪，提高发电效率，较之通常采用的齿轮齿条机构、蜗轮蜗杆机构等传动机构结构简单、成本低，使用维护方便；而所述各方位角跟踪型光伏发电单元光伏组件安装架通过各自的连杆、滑块与同一钢索相连，则所述各方位角跟踪型光伏发电单元由光伏组件安装架、连杆、滑块与导轨所构成的滑块摇杆机构由同一钢索驱动，当各方位角跟踪型光伏发电单元的滑块在该同一钢索的带动下沿各自导轨往复移动时，会统一驱动各方位角跟踪型光伏发电单元的光伏组件安装架绕各自支座左右摆动，使其上的光伏组件实现对太阳方位角的跟踪，从而实现光伏电站各发电单元光伏组件对太阳方位角的联动跟踪调节功能。

再由于所述钢索卷绕于辊筒上，则辊筒上为钢索的往复运动提供了运动动力，通过正反向转动辊筒即可方便地带动钢索往复移动，这样，通过简单的钢索与辊筒驱动各方位角跟踪型光伏发电单元滑块摇杆机构即可实现光伏组件方位角方向的跟踪调节功能，省去了各方位角跟踪型光伏发电单元各自的动力源，使得方位角跟踪型光伏发电站的跟踪调节与控制十分的简便；并且采用钢索在驱动动力源与各光伏发电单元之间进行动力传递，与常用的刚性传动轴比较其制造、安装与调节均更为便利，并且所能驱动的光伏发电单元的数量也更多。

本实用新型的一种优选实施方式，所述各方位角跟踪型光伏发电单元排成一行，该排成一行的各方位角跟踪型光伏发电单元同为光伏组件安装架前端通过连杆、滑块与钢索相连，或同为光伏组件安装架后端通过连杆、滑块与钢索相连。采用该实施方式，光伏发电站由通过钢索与辊筒联动的一行方位角跟踪型光伏发电单元构成；各方位角跟踪型光伏发电单元同为光伏组件安装架前端通过连杆、滑块与钢索相连，则各方位角跟踪型光伏发电单元的滑块摇杆机构均处于其前端，相应地钢索及辊筒亦处于其前端，或各方位角跟踪型光伏发电单元同为光伏组件安装架后端通过连杆、滑块与钢索相连，则各方位角跟踪型光伏发电单元的滑块摇杆机构起均处于其后端，相应地钢索及辊筒亦处于其后端，这样可以适应不同的安装场地的安装位置要求。

本实用新型的另一种优选实施方式，所述若干方位角跟踪型光伏发电单元排成两行，其中一行的各方位角跟踪型光伏发电单元同为光伏组件安装架前端通过连杆、滑块与钢索相连，另一行的各方位角跟踪型光伏发电单元同为光伏组件安装架后端通过连杆、滑块与钢索相连。采用该实施方式，光伏发电站由通过钢索与辊筒联动的两行方位角跟踪型光伏发电单元构成，同一钢索驱动的发电单元更多，通过前、后行各方位角跟踪型光伏发电单元上滑块摇杆机构与光伏组件安装架连接位置的不同，使得同一钢索驱动前、后两行方位角跟踪型光伏发电单元时，前、后两行各方位角跟踪型光伏发电单元的转动方向与角度相同。

本实用新型又一种优选实施方式，所述钢索经导向轮卷绕于辊筒上；进一步地，所述辊筒转动支承于支承架上，该辊筒与动力源传动连接。采用该实施方式，传动结构简洁，使用维护与保养均很方便。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型联动式方位角跟踪光伏发电站作进一步详细说明。

图1是本实用新型联动式方位角跟踪光伏发电站中方位角跟踪型光伏发电单元的一种实施方式的结构示意图；

图2是图1所示结构的俯视图

图3是本实用新型联动式方位角跟踪光伏发电站中方位角跟踪型光伏发电单元的另一种实施方式的结构示意图；

图4是图3所示结构的俯视图；

图5是本实用新型联动式方位角跟踪光伏发电站一种具体实施方式的运动关系简图；

图6是本实用新型联动式方位角跟踪光伏发电站另一种具体实施方式的运动关系简图。

图中：1－光伏组件、2－光伏组件安装架、3－支座、4－连杆、5－导轨、6－钢索、7－滑块、8－导向轮、9－滚筒、10动力源、20－方位角跟踪型光伏发电单元。

具体实施方式

　　在图1、图2所示的联动式方位角跟踪光伏发电站中方位角跟踪型光伏发电单元中，光伏组件1为长方形板状构件，光伏组件安装架2为截面呈三角形的固定钢架，光伏组件1固定安装在光伏组件安装架2的斜面上，光伏组件安装架2在底面的中部通过推力轴承与支座3转动连接，使得光伏组件安装架2转动支承于底座3上；

光伏组件安装架2在底面的后部与连杆4铰连，连杆4的另一端与滑块7铰连，所述滑块7为剖分结构，其中间卡接钢索6，通过螺栓紧固剖分式结构的滑块7的两部分结构件，将钢索6牢固地卡接在其中间，从而使得光伏组件安装架2通过连杆4、滑块7与钢索6相连；滑块7与导轨5内槽滑动配合，可沿导轨5往复移动，当然，滑块7也可以在底部安装滚动轴承，通过滚动轴承在导轨5内槽的滚动来可移动地支承于导轨5上；光伏组件安装架2、连杆4、滑块7与导轨5构成一滑块摇杆机构；当滑块7在钢索6的带动下沿导轨5往复移动时，会经连杆4驱动作为摇杆的光伏组件安装架2绕支座左右摆动。

　　图3、图4示出了本实用新型联动式方位角跟踪光伏发电站中方位角跟踪型光伏发电单元的另一种具体实施方式，其与上述方位角跟踪型光伏发电单元的具体实施方式相比，区别在于连杆4与光伏组件安装架2铰连的连接位置不是在光伏组件安装架2底面的后部，而是在光伏组件安装架2底部的前部，相应地，滑块7、导轨5等均位于光伏发电单元的前面，其余结构与上述方位角跟踪型光伏发电单元的具体实施方式相同，

图5示出了本实用新型联动式方位角跟踪光伏发电站一种具体实施方式的运动关系简图，图中示出的方位角跟踪型光伏发电单元20排成前、后两行，每行四组，共有八组，实际应用中其数量会远大于四组，但光伏发电站会包括至少两组方位角跟踪型光伏发电单元20。

图中后一行的四组方位角跟踪型光伏发电单元20同为光伏组件安装架2前端通过连杆4、滑块7与钢索6相连，前一行的各方位角跟踪型光伏发电单元20同为光伏组件安装架2后端通过连杆4、滑块7与钢索6相连，这样，各方位角跟踪型光伏发电单元20的光伏组件安装架2通过各自的连杆4、滑块7与同一钢索6相连，各方位角跟踪型光伏发电单元20的滑块7可移动支承于各自的导轨5上，每一行中各方位角跟踪型光伏发电单元20的导轨5处于同一直线上，与钢索6平行。

钢索6经四个导向轮8形成矩形走向并卷绕于辊筒9上，该部分处于前、后两行方位角跟踪型光伏发电单元20的中间，矩形走向的钢索6的两条长边分别与前、后行各方位角跟踪型光伏发电单元20的滑块7固定连接，正反方向转动辊筒9可以方便地使钢索6产生正反方向的直线运动。

辊筒9转动支承于支承架上，该辊筒9与动力源10传动连接，动力源10为电机，这样，通过动力源10电机定时地使辊筒9转动一定的角度，就可以使方位角跟踪型光伏发电站中各方位角跟踪型光伏发电单元20的光伏组件安装架2改变左右方向的角度，而通过前、后行各方位角跟踪型光伏发电单元20上滑块摇杆机构与光伏组件安装架2连接位置的不同，使得同一钢索6驱动前、后两行方位角跟踪型光伏发电单元20时，前、后两行各方位角跟踪型光伏发电单元20的转动方向与角度相同，从而实现光伏电站各发电单元光伏组件方位角方向的联动跟踪调节功能，每次调节完成后，通过电机刹车装置或安装于辊筒上的制动装置保持钢索的固定。

图6示出了本实用新型联动式方位角跟踪光伏发电站另一种具体实施方式的运动关系简图，该实施方式与图5所示的实施方式的不同之处在于图中示出的各方位角跟踪型光伏发电单元20排成一行，一行中的各方位角跟踪型光伏发电单元20同为光伏组件安装架2后端通过连杆4、滑块7与钢索6相连，相应地，其钢索6与滚筒9等传动件位于各光伏发电单元的后方。当然，该行各方位角跟踪型光伏发电单元20也可以同为光伏组件安装架2前端通过连杆4、滑块7与钢索6相连，相应地，其钢索6与滚筒9等传动件位于各光伏发电单元的前方。

以上仅列出了本实用新型的一些实施方式，但本实用新型并不局限于此，还可以作许多的改进和变换，但只要是在不违背本实用新型基本原理的情况下所作的改进与变换，均应视为落入本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种联动式方位角跟踪光伏发电站，包括至少两组方位角跟踪型光伏发电单元（20），所述方位角跟踪型光伏发电单元（20）包括光伏组件（1）、光伏组件安装架（2），其特征在于：所述光伏组件安装架（2）转动支承于支座（3）上，所述各方位角跟踪型光伏发电单元（20）的光伏组件安装架（2）还通过各自的连杆（4）、滑块（7）与同一钢索（6）相连，所述滑块（7）可移动支承于各自的导轨（5）上，所述钢索（6）卷绕于辊筒（9）上。

2.根据权利要求1所述的联动式方位角跟踪光伏发电站，其特征在于：所述各方位角跟踪型光伏发电单元（20）排成一行，该排成一行的各方位角跟踪型光伏发电单元（20）同为光伏组件安装架（2）前端通过连杆（4）、滑块（7）与钢索（6）相连，或同为光伏组件安装架（2）后端通过连杆（4）、滑块（7）与钢索（6）相连。

3.根据权利要求1所述的联动式方位角跟踪光伏发电站，其特征在于：所述各方位角跟踪型光伏发电单元（20）排成两行，其中一行的各方位角跟踪型光伏发电单元（20）同为光伏组件安装架（2）前端通过连杆（4）、滑块（7）与钢索（6）相连，另一行的各方位角跟踪型光伏发电单元（20）同为光伏组件安装架（2）后端通过连杆（4）、滑块（7）与钢索（6）相连。

4.根据权利要求1所述的联动式方位角跟踪光伏发电站，其特征在于：所述连杆（4）两端分别与光伏组件安装架（2）及滑块（7）铰连，所述滑块（7）为剖分结构，其中间卡接有钢索（6）。

5.根据权利要求1所述的联动式方位角跟踪光伏发电站，其特征在于：所述钢索（6）经导向轮（8）卷绕于辊筒（9）上。

6.根据权利要求1所述的联动式方位角跟踪光伏发电站，其特征在于：所述辊筒（9）转动支承于支承架上，该辊筒（9）与动力源（10）传动连接。

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