一种具有柔性支撑结构的单轴跟踪系统技术方案

本发明专利技术公开了一种具有柔性支撑结构的单轴跟踪系统，包括四个部分：光伏组件、柔性支架、驱动组件和电机控制部分，其特征在于：所述的柔性支架包括支撑底座、支撑臂、驱动轴承和钢丝；驱动轴承的一端与支撑臂刚性连接；驱动轴承嵌入到支撑底座的顶端；支撑臂的两端分别固定连接一条钢丝；两条钢丝的另一端分别连接另一柔性支架中的支撑臂；光伏组件固定在两条钢丝之间；所述的驱动组件包括驱动钢丝绳、驱动轮；驱动钢丝绳的一端缠绕固定在驱动轮上；驱动轮的中心孔穿过驱动轴承；驱动钢丝绳的另一端与电机控制部分相连接；驱动组件放置在一列支架的两侧，一套驱动系统可以实现多排柔性支架的驱动跟踪。本发明专利技术的有益效果是成本低的前提下实现了平单轴跟踪功能，最大化发挥出柔性支撑结构平单轴系统的发电收益率，有很大市场推广前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及太阳能光伏发电领域，尤指一种单轴跟踪系统，具体涉及一种具用柔性支撑结构的单轴跟踪系统。
技术介绍
光伏是一种利用太阳电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统。目前我国光伏行业以市场为主导的资源整合不断推进，具备竞争力的优势企业正加紧通过收购电站等方式扩充产能。在电改、新能源微电网、能源互联网等政策利好刺激下，预计年内光伏产业发展将呈现稳中上升的态势，看好具备技术、资金、管理、品牌优势的光伏设备企业和光伏电站运营商。同时，由于市场竞争加剧，规模较小的中小企业将被淘汰，行业大整合似乎已经不可避免。我国光伏产业发展快速，产能已处于绝对的世界第一，产业链也比较完善。但与发达国家相比，我国光伏产业在技术上还相差太远。光伏行业盲目建设、低水平重复、同质化竞争现象仍十分严重。行业景气指数较低，迫使国内光伏生产企业面临加快产品结构调整，提高产品质量，向高端领域发展的局势。因此随着光伏发电领域的日趋发展成熟，种类繁多的光伏支架系统也在迅速发展。行业之间竞争激烈，上网电价的进一步下调，市场对光伏产品的低成本高发电量的需求越来越强烈。虽然固定式支架系统是目前行业的主导性产品，但是在成本下调的需求下固定支架本身的降本空间越来越小。这就需要发展新的支架产品，在成本最低化的前提下如何实现最大化的发电是行业发展的主流。中国专利CN201610146088.7公开了一种柔性光伏支架，包括至少一个支架单元，所述支架单元包括分别位于两侧的两个倾斜设置的用于安装在地面上形成支撑的斜立柱、上部分别和所述斜立柱的上部相连接且下部用于安装在地面上的两个竖向拉索、连接在两个所述斜立柱的上部之间的光伏组件安装机构，两个所述斜立柱的上端之间的距离大于两个所述斜立柱的下端之间的距离。采用斜立柱形式，通过竖向拉索将光伏组件安装机构的拉力传递至地面，节约了两侧主梁，减少了占地面积，单位面积为可以安放更多的光伏组件，可适用于复杂地形和大跨度区域如鱼塘及山地等。现有技术中公开了一种柔性光伏支架适用复杂地形的结构设计。但是采用上述专利技术的技术手段不能追踪太阳，发电量低的重大缺点。同时上述专利申请的结构设计缺少对野外风速的考虑，柔性支架上的光伏组件会产生共振，对光伏组件上的电池板造成损坏，甚至给光伏电站带来危险。因此上述专利申请发电量低同时在现实条件基本会出现光伏组件的开裂或者隐裂，采用该光伏结构的电站在现实条件下无法正常运作。综上所述，在目前行业市场上需要一种能够适用复杂地形，成本低廉并且具有追踪功能，提高太阳能转化的光伏电站。本专利技术人经过多年的行业经验和生产积累，经过反复实验专利技术一种具有柔性支撑结构的单轴跟踪系统。
技术实现思路
本专利技术一种具有柔性支撑结构的单轴跟踪系统的目的在于最大化的降低了投资成本，同时在没有刚性连接的驱动上具有同步跟踪太阳的效果，保持或者提高发电量的光伏系统。本专利技术一种具有柔性支撑结构的单轴跟踪系统的另一目的在于提供柔性支架的刚度，避免出现共振的情况。为了实现上述的目的，本专利技术一种具有柔性支撑结构的单轴跟踪系统，包括四个部分：光伏组件、柔性支架、驱动组件和电机控制部分，所述的柔性支架包括支撑底座、支撑臂、驱动轴承和钢丝；驱动轴承的一端与支撑臂刚性连接；驱动轴承嵌入到支撑底座的顶端；支撑臂的两端分别固定连接一条钢丝；两条钢丝的另一端分别连接另一柔性支架中的支撑臂；光伏组件固定在两条钢丝之间；所述的驱动组件为柔性驱动部分包括驱动钢丝绳、驱动轮；驱动钢丝绳的一端缠绕固定在驱动轮上；驱动轮的中心孔穿过驱动轴承；驱动钢丝绳的另一端与电机控制部分相连接；柔性驱动部分放置在一列支架的两侧，一套驱动系统可以实现多排柔性支架的驱动跟踪；柔性支架支撑底座采用钢制材料，采用三角形结构进行焊接；支撑底座通过支撑臂将两行钢丝拉紧并保持平行，驱动轴承为高分子材料；所述在柔性支架行与行之间的驱动钢丝绳下方连接有定滑轮，定滑轮固定在柔性支架上，其作用是保持钢丝绳的张力和增加外力缓冲；光伏组件包括固定梁、固定卡扣和固定组件压块；所述的固定梁是轻质支撑杆，构成光伏组件的正四边形外边缘；通过固定组件压块将光伏板与固定梁固定，固定卡扣在固定梁的四个顶点处与钢丝绳固定连接；所述的电机控制部分包括控制器、GPS定位仪、电机和倾角仪；所述电机为两个电机分别带动光伏组件两侧的柔性支架上的驱动组件进行太阳跟踪；所述的电机与控制器连接，电机上连接减速机和倾角仪，减速机和驱动钢丝绳缠绕固定连接；控制器上连接GPS定位仪，通过倾角仪控制电机驱动光伏板的角度；光伏组件两侧的驱动臂分别由各自的电机和倾角仪组成闭环控制系统；控制系统通过GPS进行经纬度的判断和时钟授时，通过天文算法进行主动式控制计算出的目标角度值，分别提供到左右驱动臂的控制逻辑中，左右电机分别进行驱动控制，最终各自达到相同的目标角度；控制系统设置有许用值，对左右驱动臂的角度返回值和电机的状态进行实时监控；保证运动过程中，左右两个驱动臂的角度差不会超过许用值；所述的柔性支架包括支撑底座、支撑臂、轴承和钢丝，在支撑臂上的钢丝之间至少设置一个刚性加强装置，刚性加强装置由与钢丝连接的钢圈，钢圈的另一端通过定滑轮和底座连接组成；刚性加强装置的钢圈的圆心与柔性支架的支撑臂同心，钢圈的外圆与支撑组件的钢丝绳刚性固定；定滑轮组一端与底座相连，钢圈设置在定滑轮组合底座之间，刚性加强装置提高了柔性装置的刚度，避免风振引起的系统共振。采用了上述的技术手段，本专利技术一种具有柔性支撑结构的单轴跟踪系统的有益效果为柔性支架包括支撑底座、支撑臂、驱动轴承和钢丝。采用柔性支撑方式去掉了常规扭矩管和横撑等零部件，减轻了支撑系统的重量。最大化的降低投资成本，提高系统的投资收益率。采用被拉紧的钢丝实现两个支撑桩之间的最大跨距，提高了地形地质等的适应能力。本专利技术用来支撑光伏组件的零件仅为上下两行平行拉紧的钢丝绳，在光伏组件背板后面不需要其它制成零件，可以安装双面发电的组件，提高发电效率。又，本专利技术的驱动方式采用钢丝与定滑轮的组合，钢丝驱动系统放置在柔性支架的两侧，一套驱动系统可以实现多排柔性支架的驱动跟踪功能。极大的降低驱动系统的投资成本，同时降低风载对驱动系统和支架系统的载荷冲击作用力，提高系统的可靠性。本专利技术最大的优点是降低成本的同时实现了平单轴跟踪功能，发电量会比固定式支架系统高出8％～12％左右。最大化发挥出柔性平单轴系统的发电收益率，有很大的市场推广前景。附图说明如图1所示一种具有柔性支撑结构的单轴跟踪系统结构示意图。如图2所示为柔性支架局部结构示意图。如图3所示为驱动组件的结构示意图。如图4所示为电机控制部分结构图。如图5所示光伏组件模块结构示意图。如图6所示为另一实施例中柔性支架结构示意图。如图7所示为另一实施例中柔性支架上的加固装置结构示意图。具体实施方式为使对本专利技术的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。同时声明本专利技术一种具有柔性支撑结构的单轴跟踪系统是具有无限扩展的光伏发电系统。在本专利技术中柔性支架是以行连接安装，驱动组件是以列连接安装。实施例一如图1所示一种具有柔性支撑结构的单轴跟踪系统结构示意图。如1图所示包括四个部分：光伏组件100、柔性支架200、驱动组件300和电机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有柔性支撑结构的单轴跟踪系统，包括四个部分：光伏组件、柔性支架、驱动组件和电机控制部分，其特征在于：所述的柔性支架包括支撑底座、支撑臂、驱动轴承和钢丝；驱动轴承的一端与支撑臂刚性连接；驱动轴承嵌入到支撑底座的顶端；支撑臂的两端分别固定连接一条钢丝；两条钢丝的另一端分别连接另一柔性支架中的支撑臂；光伏组件固定在两条钢丝之间；所述的驱动组件为柔性驱动部分包括驱动钢丝绳、驱动轮；驱动钢丝绳的一端缠绕固定在驱动轮上；驱动轮的中心孔穿过驱动轴承；驱动钢丝绳的另一端与电机控制部分相连接；柔性驱动部分放置在一列支架的两侧，一套驱动系统可以实现多排柔性支架的驱动跟踪。

【技术特征摘要】
1.一种具有柔性支撑结构的单轴跟踪系统，包括四个部分：光伏组件、柔性支架、驱动组件和电机控制部分，其特征在于：所述的柔性支架包括支撑底座、支撑臂、驱动轴承和钢丝；驱动轴承的一端与支撑臂刚性连接；驱动轴承嵌入到支撑底座的顶端；支撑臂的两端分别固定连接一条钢丝；两条钢丝的另一端分别连接另一柔性支架中的支撑臂；光伏组件固定在两条钢丝之间；所述的驱动组件为柔性驱动部分包括驱动钢丝绳、驱动轮；驱动钢丝绳的一端缠绕固定在驱动轮上；驱动轮的中心孔穿过驱动轴承；驱动钢丝绳的另一端与电机控制部分相连接；柔性驱动部分放置在一列支架的两侧，一套驱动系统可以实现多排柔性支架的驱动跟踪。2.根据权利要求1所述的一种具有柔性支撑结构的单轴跟踪系统，其特征在于柔性支架支撑底座采用钢制材料，采用三角形结构进行焊接；支撑底座通过支撑臂将两行钢丝拉紧并保持平行，驱动轴承为高分子材料。3.根据权利要求1所述的一种具有柔性支撑结构的单轴跟踪系统，其特征在于所述在柔性支架行与行之间的驱动钢丝绳下方连接有定滑轮，定滑轮固定在柔性支架上，其作用是保持钢丝绳的张力和增加外力缓冲。4.根据权利要求1所述的一种具有柔性支撑结构的单轴跟踪系统，其特征在于光伏组件包括固定梁、固定卡扣和固定组件压块；所述的固定梁是轻质支撑杆，构成光伏组件的正四边形外边缘；通过固定组件压块将光伏板与固定梁固定，固定卡扣在固定梁的四个顶点处与钢丝绳固定连接。5.根据权利要求1所述的一种具有柔性支撑结构的单轴跟踪系统，其特征在于所述的电...

【专利技术属性】
技术研发人员：张彦民，李财源，江晓瑞，
申请(专利权)人：华夏聚光内蒙古光伏电力有限公司，
类型：发明
国别省市：内蒙古;15