无偏心力矩的双俯仰双轴式太阳跟踪装置及其操作方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种无偏心力矩的双俯仰双轴式太阳跟踪装置及其操作方法，所述无偏心力矩的双俯仰双轴式太阳跟踪装置中的第一减速回转机构设置有跟踪装置固定面，同步转动外壳固定安装于第一减速回转机构上的转动驱动面上；辅助回转转轴和第二减速回转机构的固定端分别固定安装于同步转动外壳；辅助回转转轴和第二减速回转机构的转动端均用于与外部太阳能系统的跟踪面相连接；其中，第二减速回转机构和辅助回转转轴的转轴共线；第一减速回转机构的转轴与第二减速回转机构转轴相交于一点且相互正交，跟踪面的重心与相交点重合。本发明专利技术能够完全消除双轴跟踪装置的转动偏心力矩。明能够完全消除双轴跟踪装置的转动偏心力矩。明能够完全消除双轴跟踪装置的转动偏心力矩。

【技术实现步骤摘要】
无偏心力矩的双俯仰双轴式太阳跟踪装置及其操作方法


[0001]本专利技术属于太阳能跟踪利用
，特别涉及一种无偏心力矩的双俯仰双轴式太阳跟踪装置及其操作方法。

技术介绍

[0002]聚光型太阳能系统通常都需要使用跟踪系统，否则就会因为入射光角度变化导致聚光光斑偏移，进而引发不必要的系统能量损失及运行事故。
[0003]目前常用的跟踪方式主要有两大类：一类是单轴跟踪系统，即在一个方向上跟踪太阳，如槽式聚光系统常用的南北向跟踪系统，跟踪系统的转动轴与纬度线平行，主要跟踪太阳的高度角变化，这类跟踪系统组成的规模化系统与固定太阳能规模化系统一样，只需要考虑南北方向前后排间的间距即可，这类跟踪系统被称为南北方向单轴跟踪系统；另外一类单轴跟踪系统，其转轴沿经度线方向，主要跟踪太阳的方位角变化，这类跟踪系统被称为东西方向单轴跟踪系统。单轴跟踪系统较固定太阳能系统的能量接收率和能量输出有了一定的提升，但由于其只能跟踪太阳的高度角或方位角在法平面上的投影角度，还是会存在一定的余弦效应，会导致部分聚光光斑偏移出聚焦平面，造成一定能量损失；为了避免余弦损失和边缘损失，就必须使用双轴跟踪系统(具体示例解释性的，槽式聚光系统和CPC聚光器等线聚光器使用单轴跟踪系统尚能满足使用需求，其能量损失也仅限于余弦损失和边缘损失；但对于碟式、菲涅尔透镜等点聚光系统则不能采用单轴跟踪的方式，入射光角度大于或小于90
°
都会导致聚光光斑的严重偏移，使得聚光系统完全失效)。
[0004]目前最常见的双轴跟踪方式是方位角r/>‑
高度角双轴跟踪系统，该跟踪系统有两个互相正交的转动轴，其中一根垂直于地面，用于控制太阳能系统追踪太阳方位角，另一根转动轴则用于控制太阳能系统的高度角跟踪。除了高度角
‑
方位角双轴跟踪系统以外，还有一种双轴跟踪系统，是南北向单轴跟踪和东西向单轴跟踪系统的叠加，该种双轴跟踪也是两个互相正交的转轴，这种跟踪方式也被称作双俯仰双轴跟踪方式，该跟踪方式在用于双轴跟踪太阳能规模化系统时具备明显优势，根据3D建模计算得出结论，在相同占地条件下，该种跟踪方式的太阳能聚光阵列单元间遮挡率较高度角
‑
方位角双轴跟踪方式缩减了20％左右；然而，上述这种跟踪方式并没有像高度角
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方位角双轴跟踪方式那样得到广泛的应用，原因是该种双轴跟踪方式的两个转动轴虽然互相正交，但并不能重合，太阳能系统跟踪面的重心点只能位于其中一根转轴上，在跟踪过程中必然会产生偏心力矩。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种无偏心力矩的双俯仰双轴式太阳跟踪装置及其操作方法，以解决上述存在的一个或多个技术问题。本专利技术提供的技术方案，能够完全消除双轴跟踪装置的转动偏心力矩，使双俯仰双轴跟踪装置能够广泛应用于太阳能利用领域，发挥其更节约占地面积的优势。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]本专利技术提供的一种无偏心力矩的双俯仰双轴式太阳跟踪装置，包括：第一减速回转机构、同步转动外壳、辅助回转转轴和第二减速回转机构；
[0008]所述第一减速回转机构设置有跟踪装置固定面，所述跟踪装置固定面用于实现所述第一减速回转机构与外部太阳能系统的固定连接；
[0009]所述同步转动外壳固定安装于所述第一减速回转机构上的转动驱动面上；
[0010]所述辅助回转转轴和所述第二减速回转机构的固定端分别固定安装于所述同步转动外壳；所述辅助回转转轴和所述第二减速回转机构的转动端均用于与外部太阳能系统的跟踪面相连接；
[0011]其中，所述第二减速回转机构和所述辅助回转转轴的转轴共线；所述第一减速回转机构的转轴与所述第二减速回转机构转轴相交于一点且相互正交；所述跟踪面的重心与所述第一减速回转机构的转轴、所述第二减速回转机构的转轴的相交点重合。
[0012]本专利技术的进一步改进在于，所述辅助回转转轴和所述第二减速回转机构的固定端分别固定安装于所述同步转动外壳的具体结构为，
[0013]所述辅助回转转轴的固定端通过第一固定端法兰固定安装于所述同步转动外壳上；
[0014]所述第二减速回转机构的固定端通过第二固定端法兰固定安装于所述同步转动外壳上。
[0015]本专利技术的进一步改进在于，所述辅助回转转轴和所述第二减速回转机构的转动端均用于与外部太阳能系统的跟踪面相连接的具体结构为，
[0016]所述辅助回转转轴的转动端设置有第一转动端法兰，所述第一转动端法兰用于与外部太阳能系统的跟踪面相连接；
[0017]所述第二减速回转机构的转动端设置有第二转动端法兰，所述第二转动端法兰用于与外部太阳能系统的跟踪面相连接。
[0018]本专利技术的进一步改进在于，所述辅助回转转轴和所述第二减速回转机构的固定端分别固定安装于所述同步转动外壳的具体结构为，
[0019]所述辅助回转转轴和所述第二减速回转机构的固定端分别固定安装在所述同步转动外壳随所述第一减速回转机构转动转轴正交面的两侧。
[0020]本专利技术的进一步改进在于，
[0021]所述第一减速回转机构和所述第二减速回转机构为主动驱动；
[0022]所述辅助回转转轴为从动。
[0023]本专利技术的进一步改进在于，
[0024]所述无偏心力矩的双俯仰双轴式太阳跟踪装置为东西
‑
南北向双轴跟踪装置。
[0025]本专利技术的进一步改进在于，
[0026]所述第一减速回转机构和所述第二减速回转机构均为立式回转机构。
[0027]本专利技术提供的一种无偏心力矩的双俯仰双轴式太阳跟踪装置的操作方法，包括以下步骤：
[0028]通过所述跟踪装置固定面将所述第一减速回转机构与外部太阳能系统的固定连接；
[0029]所述第一减速回转机构转动，通过同步转动外壳驱动所述辅助回转转轴、所述第
二减速回转机构和跟踪面在一个方向上的转动，所述第二减速回转机构转动，驱动跟踪面在另一个方向上的转动，辅助回转转轴从动。
[0030]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0031]现有传统的双俯仰双轴跟踪装置的跟踪过程中会产生偏心力矩，回转机构在转动的过程中就必须克服偏心力矩做功，这对回转机构的输出扭矩的要求就会成倍增加；鉴于此现有技术缺陷，本专利技术具体提供了一种无偏心力矩的双俯仰双轴式太阳跟踪装置，能够完全消除双轴跟踪装置的转动偏心力矩，使双俯仰双轴跟踪装置能够广泛应用于太阳能利用领域，发挥其更节约占地面积的优势。具体解释性的，有别于现有的双俯仰双轴跟踪装置，本专利技术的双轴跟踪装置的两个回转机构的转轴相交于一点且相互正交，在跟踪太阳的过程中不会产生偏心力矩，可大大增加双俯仰太阳能跟踪系统转动过程中的稳定性，能够降低太阳能系统跟踪太阳过程中回转机构的能耗。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无偏心力矩的双俯仰双轴式太阳跟踪装置，其特征在于，包括：第一减速回转机构(2)、同步转动外壳(3)、辅助回转转轴(4)和第二减速回转机构(5)；所述第一减速回转机构(2)设置有跟踪装置固定面(1)，所述跟踪装置固定面(1)用于实现所述第一减速回转机构(2)与外部太阳能系统的固定连接；所述同步转动外壳(3)固定安装于所述第一减速回转机构(2)上的转动驱动面上；所述辅助回转转轴(4)和所述第二减速回转机构(5)的固定端分别固定安装于所述同步转动外壳(3)；所述辅助回转转轴(4)和所述第二减速回转机构(5)的转动端均用于与外部太阳能系统的跟踪面(10)相连接；其中，所述第二减速回转机构(5)和所述辅助回转转轴(4)的转轴共线；所述第一减速回转机构(2)的转轴与所述第二减速回转机构(5)转轴相交于一点且相互正交；所述跟踪面(10)的重心与所述第一减速回转机构(2)的转轴、所述第二减速回转机构(5)的转轴的相交点重合。2.根据权利要求1所述的一种无偏心力矩的双俯仰双轴式太阳跟踪装置，其特征在于，所述辅助回转转轴(4)和所述第二减速回转机构(5)的固定端分别固定安装于所述同步转动外壳(3)的具体结构为，所述辅助回转转轴(4)的固定端通过第一固定端法兰(6)固定安装于所述同步转动外壳(3)上；所述第二减速回转机构(5)的固定端通过第二固定端法兰(8)固定安装于所述同步转动外壳(3)上。3.根据权利要求1所述的一种无偏心力矩的双俯仰双轴式太阳跟踪装置，其特征在于，所述辅助回转转轴(4)和所述第二减速回转机构(5)的转动端均用于与外部太阳能系统的跟踪面(10)相连接的具体结构为，所述辅助回转转轴(4)的转动端设置有第一转动端法兰(7)，所述第一转动...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱超，权琛，王泽昕，魏进家，吴子豪，丁涛，熊尉辰，郭安祥，屈治国，李华，师鹏，郑楠，程子月，张拓，董乐，
申请(专利权)人：国网陕西省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：