改进型单轴光伏跟踪系统技术方案

提出了一种太阳能倾角单轴跟踪系统,包括：控制器；传动装置以及若干个独立的光伏跟踪子系统，每个光伏跟踪子系统均包括：光伏组件安装架，其上正面安装有光伏组件，被并安装在固定高支撑柱和固定低支撑柱，纤维绳，多次缠绕在转动轴上，引导轨，安装在光伏组件安装架的背面，与光伏组件安装架的转动倾斜方向成平行关系，万向联轴器，将若干个独立的光伏跟踪子系统的转动轴彼此相连接。实现了东西向跟踪太阳运行，南北向与太阳光光线呈最优角度，实现冬季，夏季均衡接收太阳光，大幅提高发电效率，并提高整个系统的稳定度。

【技术实现步骤摘要】
改进型单轴光伏跟踪系统
本申请一般地涉及光伏发电领域，特别涉及光伏发电装置的跟踪控制系统。
技术介绍
太阳能光伏发电是通过使用太阳能光伏组件所形成的阵列接受入射的太阳光，通过光伏转换将光能转换为电能，并收集所产生的电能以供使用的技术。该技术具有无污染、成本低、发电可持续的优点，并在全球各地的光照强烈的热带或沙漠地区有着越来越多的运用。目前，在太阳能光伏发电系统中，一般会在开阔地面(或楼宇屋顶等直接受光照表面)上部署大量的光伏组件机架，机架上安装有光伏组件面板，通过光伏组件面板接收太阳光照射进行光伏转换发电。一般，根据部署区域的面积，机架的数目可以是十几组、几十组、上百组甚至上千组。同时，为了更好地使光伏组件接收太阳光照，本领域中已经实现了光伏组件的太阳跟踪系统。通过实时地跟踪太阳运动，调整光伏组件机架的朝向，以使得太阳光直射至光伏组件的受光平面，可以增加光伏组件所能接收到的太阳辐射量，提高太阳能光伏发电系统的总体发电量。简单来说，光伏发电装置自动跟踪系统的实现原理是将跟踪传感器安装在承载有光伏组件的机架上。当光线方向发生改变时，则跟踪传感器输出偏移信号，跟踪系统开始运作，调整机架上的光伏组件的朝向，直到跟踪传感器重新达到平衡状态(即由光伏组件的受光平面与入射太阳光线成直角时)停止运作，完成一次调整。如此实时地不断调整就可确保光伏阵列组件沿着太阳的运行轨迹时刻跟随太阳，提高总发电量。自动跟踪系统也可以设有防杂光干扰及夜间跟踪电路，并附有手动控制开关，以方便调试。传统的光伏发电装置自动跟踪方式一般包括:单轴自动跟踪、步进式自动跟踪、双轴跟踪等。但目前，这些跟踪方式一般实现“一机一架”的控制方式，即使用单个控制和驱动系统来控制单个光伏组件机架。如若对于成片面积上的大规模铺设，则需要与光伏组件机架数目相当的控制和驱动系统，这极大地增加了铺设成本和铺设难度，不利于光伏发电在经济不发达地区的广泛利用。因此，需要对若干个光伏组件机架的集中化跟踪控制系统。同时，对于目前的光伏组件机架而言，防风性能也是一个重要的考察因素。我国南部地区多光照和台风，当光伏组件机架暴露在大风中时会受到各个方向的来凤。来风会对机架产生侧向和纵向的压力。这对机架的抗风提出了很高的要求。如若被风吹歪，光伏组件本身的重量就足以使得整个机架结构的重心发生偏移，进而垮塌。因此，需要一种抗风性能良好的光伏组件机架。综合上述需求，目前光伏发电领域缺少一种对若干个光伏组件机架进行集中化跟踪控制、具有良好抗风能力、能在各种地形上大面积铺设的光伏组件跟踪系统。
技术实现思路
针对以上现有技术的缺陷，本申请的目的至少在于提供一种太阳能倾角单轴跟踪系统。根据本申请的第一方面，提出了一种太阳能倾角单轴跟踪系统，其特征在于，包括:单个的传动控制装置(I )，根据所述控制器所输出的控制信号来带动光伏跟踪子系统的转动轴(5)进行转动；若干个独立的光伏跟踪子系统，彼此成纵向排列，每个光伏跟踪子系统均包括:光伏组件安装架(2)，背面两端安装有用于纤维绳(4)的固定端，并且中轴线上安装有轴承结构(13)和转动杆(14)，转动杆与轴承结构(13)活动连接；固定高支撑柱(7)和固定低支撑柱(6)，所述光伏组件安装架(2)安放在固定高支撑柱(7)和固定低支撑柱(6)上，所述固定高支撑柱(7)和固定低支撑柱(6)的柱顶分别与光伏组件安装架(2)的轴承结构(13)固定连接，使得光伏组件安装架(2)可以发生倾斜转动；纤维绳(4)，两端分别连接在光伏组件安装架(2)两侧的固定端上；转动轴(5)，所述纤维绳(4)多次缠绕在所述转动轴上；引导轨(9)，安装在光伏组件安装架(2)的背面，与光伏组件安装架(2)的转动倾斜方向成平行关系，所述纤维绳(4)被套入引导轨(9)内；万向联轴器(8)，设置在转动轴(5)的两端，并联接到前一个光伏跟踪子系统的转动轴(5)以及后一个光伏跟踪子系统的转动轴(5)，使得光伏跟踪子系统的转动轴(5)彼此相连接；其中，第一个跟踪子系统的转动轴(5 )通过万向联轴器(8 )连接到传动控制装置(I)。根据本申请的第二方面，所述太阳能倾角单轴跟踪系统成南北向放置，并且在光伏组件安装架(2)上设置有太阳运动跟踪传感器；所述转动轴(5)与所述光伏组件(3)的受光平面的中线平行，使得在光伏组件和驱动轴之间的纤维绳能垂直于转动轴而转动，由此传动控制装置(I)基于太阳运动跟踪传感器的输出信号来输出转动控制信号，带动转动轴(5)发生转动，使得纤维绳(4)被搅动，从而带动光伏组件安装架(2)进行东西向的转动，调节光伏组件(3)的东西向倾角以实现东西向跟踪太阳的运动。根据本申请的第三方面，所述光伏组件安装架(2)包括两个轴承结构(13)，分别安装在光伏组件安装架(2)的中轴线的两端，所述转动杆(14)的两端分别套入轴承结构[13]，使得转动杆(14)可以在轴承结构(13)中自由转动，所述固定高支撑柱(7)和固定低支撑柱(6)的顶端分别与轴承结构(13)固定连接，使得轴承结构(13)被固定在所述固定高支撑柱(7)和固定低支撑柱(6)上，而转动杆(14)可以在轴承结构(13)中自由转动，转动杆(14)的转动带动整个光伏组件安装架(2)，实现了光伏组件安装架(2)的倾斜转动。根据本申请的第四方面，所述固定高支撑柱(7)和固定低支撑柱(6)上进一步设置有上压片和下压片，用于将所述轴承结构(13)压紧固定在固定高支撑柱(7)和固定低支撑柱(6)的顶端，所述固定高支撑柱(7)和固定低支撑柱(6)接触安装面的柱脚部分安装有三角形的撑脚，用于稳定固定在安装面上。根据本申请的第五方面，所述固定低支撑柱(6)和转动杆(14)之间连接有一斜撑杆，用于提高跟踪子系统的刚性强度。根据本申请的第六方面，通过高支撑柱(7)和低支撑柱(6)的高度差来设定光伏组件安装架(2)的南北向倾角的角度,使之与太阳光光线呈最优角度。根据本申请的第七方面，纤维绳(4)多次缠绕在转动轴(5)上，并使用限位钉(11)将缠绕段中间部分的纤维绳(4 )钉入转动轴(5 )内。根据本申请的第八方面，所述引导轨(9)的左右两侧与纤维绳(4)的接触部分成圆弧状，使得纤维绳(4)始终处于张紧状态。根据本申请的第九方面，引导轨(9)的下方中部不接触纤维绳(4)的部分被截去。根据本申请的第十方面，传动控制装置(I)通过万向联轴器(8)与成纵列的所述若干个跟踪子系统的转动轴(5)联接，由此带动所述若干个撑的转动轴(5)的转动度。根据本申请上述各个方面的太阳能倾角单轴跟踪系统至少具有如下技术优势:采用南北向倾角、东西向转动来跟踪太阳光，使光伏组件与太阳光光线呈最佳角度，实现太阳光的最佳吸收利用，可提高25%-35%的发电效率。同时，可以实现一套跟踪控制系统对复数个光伏组件的控制跟踪，大幅度降低跟踪成本。在本文中，术语“连接”或“耦合”被定义为两个主体之间的连接，不过不一定是直接的连接，也可包括通过其他中间节点或设备而实现的间接连接关系。本文中所使用的术语“包括”、“具有”、“包含”、以及“含有”是开放式的连接动词。因此，一种方法或装置“包括”、“具有”、“包含”或“含有”一个或一个以上步骤或组件指的是:该方法或装置具有那些一个或一个以上步骤或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能倾角单轴跟踪系统,其特征在于，包括：单个的传动控制装置（1），根据所述控制器所输出的控制信号来带动光伏跟踪子系统的转动轴（5）进行转动；若干个独立的光伏跟踪子系统，彼此成纵向排列，每个光伏跟踪子系统均包括：光伏组件安装架（2），其上正面安装有光伏组件（3），背面两端安装有用于纤维绳（4）的固定端，并且中轴线上安装有轴承结构（13）和转动杆(14)，转动杆与轴承结构（13）活动连接；固定高支撑柱（7）和固定低支撑柱（6），所述光伏组件安装架（2）安放在固定高支撑柱（7）和固定低支撑柱（6）上，所述固定高支撑柱（7）和固定低支撑柱（6）的柱顶分别与光伏组件安装架（2）的轴承结构（13）固定连接，使得光伏组件安装架（2）可以发生倾斜转动；纤维绳（4），两端分别连接在光伏组件安装架（2）两侧的固定端上；转动轴（5），所述纤维绳（4）多次缠绕在所述转动轴上；引导轨（9），安装在光伏组件安装架（2）的背面，与光伏组件安装架（2）的转动倾斜方向成平行关系，所述纤维绳（4）被套入引导轨（9）内；万向联轴器（8），设置在转动轴（5）的两端，并联接到前一个光伏跟踪子系统的转动轴（5）以及后一个光伏跟踪子系统的转动轴（5），使得光伏跟踪子系统的转动轴（5）彼此相连接；其中，第一个跟踪子系统的转动轴（5）通过万向联轴器（8）连接到传动控制装置（1）。...

【技术特征摘要】
1.一种太阳能倾角单轴跟踪系统，其特征在于，包括: 单个的传动控制装置(I )，根据所述控制器所输出的控制信号来带动光伏跟踪子系统的转动轴(5)进行转动； 若干个独立的光伏跟踪子系统，彼此成纵向排列，每个光伏跟踪子系统均包括: 光伏组件安装架(2)，其上正面安装有光伏组件(3)，背面两端安装有用于纤维绳(4)的固定端，并且中轴线上安装有轴承结构(13)和转动杆(14)，转动杆与轴承结构(13)活动连接； 固定高支撑柱(7)和固定低支撑柱(6)，所述光伏组件安装架(2)安放在固定高支撑柱(7)和固定低支撑柱(6)上，所述固定高支撑柱(7)和固定低支撑柱(6)的柱顶分别与光伏组件安装架(2)的轴承结构(13)固定连接，使得光伏组件安装架(2)可以发生倾斜转动； 纤维绳(4)，两端分别连接在光伏组件安装架(2)两侧的固定端上； 转动轴(5)，所述纤维绳(4)多次缠绕在所述转动轴上； 引导轨(9)，安装在光伏组件安装架(2)的背面，与光伏组件安装架(2)的转动倾斜方向成平行关系，所述纤维绳(4)被套入引导轨(9)内； 万向联轴器(8)，设置在转动轴(5)的两端，并联接到前一个光伏跟踪子系统的转动轴(5)以及后一个光伏跟踪子系统的转动轴(5)，使得光伏跟踪子系统的转动轴(5)彼此相连接; 其中，第一个跟踪子系统的转动轴(5 )通过万向联轴器(8 )连接到传动控制装置(I)。2.如权利要求1所述的太阳能倾角单轴跟踪系统，其特征在于，所述太阳能倾角单轴跟踪系统成南北向放置，并且在光伏组件安装架(2)上设置有太阳运动跟踪传感器；所述转动轴(5)与所述光伏组件(3)的受光平面的中线平行，使得在光伏组件和驱动轴之间的纤维绳能垂直于转动轴而转动，由此传动控制装置(I)基于太阳运动跟踪传感器的输出信号来输出转动控制信号，带动转动轴(5)发生转动，使得纤维绳(4)被搅动，从而带动光伏组件安装架(2)进行东西向的转动，调节光伏组件(3)的东西向倾角以实现东西向跟踪太阳的运动。3.如权利要求1或2所述的太阳能倾角单轴跟踪系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴建农，
申请(专利权)人：浙江同景科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33