CN111800079A - 一种光伏跟踪系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光伏跟踪系统，包括第一立柱、第二立柱、横梁、转轴和支撑件，所述第一立柱设置在横梁的两端，所述转轴通过第一连接组件连接在第一立柱上，所述横梁通过第二连接组件连接在转轴上，所述横梁绕转轴轴心作往复运动，所述第二立柱设置在第一立柱之间，所述支撑件设置在横梁和第二立柱之间，用于支撑横梁，所述支撑件与横梁固定连接，并跟随横梁绕转轴轴心作往复运动；所述支撑件的底部轮廓为弧形，支撑件底部的弧形轮廓向上延伸形成圆弧形，圆弧形的中心与转轴的轴心重合，在转到过程中支撑件的底部始终与第二立柱保持接触。本发明可延长横梁的长度，安装更多的光伏板，提高光伏跟踪系统的利用效率。

Description

一种光伏跟踪系统

技术领域

本发明涉及光伏设备技术领域，尤其涉及一种光伏跟踪系统。

背景技术

目前市场上有一类光伏跟踪系统，其横梁和转轴不在同一直线上，而是错开一段距离，转轴轴心高于横梁的重心，其中光伏板放置在横梁上方。这种类型的光伏跟踪系统可以达到类似不倒翁的效果，光伏板靠自身重力，稳定地保持在倾斜状态。

这种横梁和转轴错开布局的光伏跟踪系统，横梁不能太长，布放光伏板的数量受限(5～6块)，否则中间位置容易因为重力作用而下垂，两端翘起，产生较大的变形而导致转轴卡死。因为转轴和横梁不在同一轴线上，横梁是绕转轴轴心作圆周转动，横梁轨迹是绕轴心的圆弧。如果在横梁中间位置增加立柱支撑，横梁只有在转动到最低位置的时候才和立柱接触，其他位置会离开立柱，支撑失效。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种光伏跟踪系统，横梁通过支撑件可延长长度，安装更多的光伏板，提高光伏跟踪系统的利用效率，且可靠性高。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种光伏跟踪系统，包括第一立柱、第二立柱、横梁、转轴和支撑件，所述第一立柱设置在横梁的两端，所述转轴通过第一连接组件连接在第一立柱上，所述横梁通过第二连接组件连接在转轴上，所述横梁绕转轴轴心作往复运动，所述第二立柱设置在第一立柱之间，所述支撑件设置在横梁和第二立柱之间，用于支撑横梁，所述支撑件与横梁固定连接，并跟随横梁绕转轴轴心作往复运动；

所述支撑件的底部轮廓为弧形，支撑件底部的弧形轮廓向上延伸形成圆弧形，圆弧形的中心与转轴的轴心重合，在转到过程中支撑件的底部始终与第二立柱保持接触。

作为上述方案的改进，所述支撑件的端部设有向外的凸起，支撑件在第二立柱上滑动到端部时，所述凸起卡在第二立柱的顶部。

作为上述方案的改进，所述凸起部与支撑件端部的水平延长线的夹角为θ，所述θ为30～60度。

作为上述方案的改进，所述θ为40～50度。

作为上述方案的改进，所述支撑件上部的表面设于其底部弧形轮廓向上延伸的圆弧形的中心的下方。

作为上述方案的改进，所述支撑件的上部设有开口，所述横梁卡接在开口上。

作为上述方案的改进，所述第二立柱的顶部设有滚轮，所述支撑件的底部与滚轮相对滚动。

作为上述方案的改进，光伏板通过檩条固定在横梁上，光伏板和檩条的重心和横梁的重心在水平方向上一致。

作为上述方案的改进，所述第一连接组件包括底座、固定环和保护环，所述底座固定在第一立柱的顶端上，所述保护环套接在转轴上，所述固定环套接在保护环上，所述底座的两侧设有向上凸起，所述固定环连同保护环和转轴架设在所述向上凸起上，所述转轴在保护环内相对转动。

作为上述方案的改进，所述第二连接组件包括连接架，所述连接架分成上下两层，所述转轴固定在连接架的上层，所述横梁固定在连接架的下层，所述转轴通过连接架带动横梁转动。

实施本发明，具有如下有益效果：

本发明公开的一种光伏跟踪系统，在第一立柱之间设置第二立柱，并在第二立柱和横梁之间设置支撑件以支撑横梁，因此可延长横梁的长度，安装更多的光伏板，提高光伏跟踪系统的利用效率。

具体的，所述支撑件的底部轮廓为弧形，支撑件底部的弧形轮廓向上延伸为圆弧形，圆弧形的中心与转轴的轴心重合，在转到过程中支撑件的底部始终与第二立柱保持接触，从而起到良好的支撑作用。

本发明在第二立柱的顶部设置滚轮，所述支撑件的底部与滚轮相对滚动，有效减少支撑件与第二立柱的摩擦、避免支撑件磨损，保证寿命。

本发明会调整转轴两边的配重，使得重心点位于回转中心线上，此时追日运动组件的重力对回转中心轴产生的力矩为零，在整个转动范围内，追日运动组件均可处于大致的平衡状态，不会在重力作用下自行转动，驱动装置的驱动力矩也达到最小。

附图说明

图1是本发明光伏跟踪系统水平状态的立体图；

图2是本发明光伏跟踪系统第一种实施例中的支撑件与第二立柱和横梁的安装示意图；

图3是本发明光伏跟踪系统的支撑件的结构示意图；

图4是本发明光伏跟踪系统第二种实施例中的支撑件与横梁的安装示意图；

图5是本发明光伏跟踪系统的向东转动45度的示意图；

图6是本发明光伏跟踪系统的水平状态的示意图；

图7是本发明光伏跟踪系统的向西转动45度的示意图；

图8是本发明光伏跟踪系统的结构示意图；

图9是本发明光伏跟踪系统的第一连接组件、第二连接组件与横梁和第一立柱的安装示意图；

图10本发明光伏跟踪系统转动状态的立体图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

参见图1，本发明提供的一种光伏跟踪系统，包括第一立柱1、第二立柱2、横梁3、转轴4和支撑件5，所述第一立柱1设置在横梁3的两端，所述转轴4通过第一连接组件6连接在第一立柱1上，所述横梁3通过第二连接组件7连接在转轴4的下方，所述横梁3以转轴4的轴心为圆心作往复运动，所述第二立柱2设置在第一立柱1之间，所述支撑件5设置在横梁3和第二立柱2之间，用于支撑横梁3，所述支撑件5与横梁3固定连接，并跟随横梁3以转轴4的轴心为圆心作往复运动。

具体的，所述横梁3通过第二连接组件7连接在转轴4的正下方，光伏板8安装在横梁3上。

参见图2至图4，所述支撑件5的底部轮廓为弧形，支撑件底部的弧形轮廓51向上延伸为圆弧形52，圆弧形52的中心与转轴4的轴心41重合，在转到过程中支撑件5的底部始终与第二立柱2保持接触。

所述支撑件5的端部设有向下的凸起部53，当支撑件在第二立柱上滑动到端部时，所述凸起部卡在第二立柱的顶部，保持支撑件和第二立柱的有效接触。

参见图5至图7，所述凸起部53与支撑件5端部的水平延长线的夹角为θ，由于支撑件5增加凸起部53之后会减少了横梁3的可转动角度，在不增加凸起部53之前，横梁3可转动的角度理论值是360度，但光伏板接受太阳能光线的转动范围是向东45度至向西45度之间。为了不影响光伏板8接受太阳能光线，所述θ优选为30～60度。优选的，所述θ为40～50度。更优的，所述θ为45度。

光伏板8的上表面要低于转轴4的轴心41才能绕着转轴4转动，因此支撑件5上部的表面设于其底部弧形轮廓向上延伸的圆弧形52的中心的下方。优选的，固定在支撑件5上的横梁3的上表面要低于支撑件5底部弧形轮廓向上延伸的圆弧形的重心。

为了进一步保证横梁3的上表面低于轴心41，所述支撑件5的上部设有开口54，所述横梁3卡接在开口上，所述开口的大小与横梁3的大小相配。具体的，所述横梁3还可以通过焊接的方式固定在支撑件5上，也可以通过螺栓等固定件固定在支撑件5上。

参见图8，在本发明的其他实施例中，所述横梁3直接固定在支撑件5的上部。

为了减少支撑件5与第二立柱2的摩擦、避免支撑件5磨损，保证寿命，参见图2，所述第二立柱2的顶部设有滚轮21，所述支撑件5的底部与滚轮21相对滚动。

参见图9，所述第一连接组件6包括底座61、固定环62和保护环63，所述底座61固定在第一立柱1的顶端上，所述保护环63套接在转轴4上，所述固定环62套接在保护环63上并固定在底座61上。

为了保证转轴4可以自由转动，所述底座61的两侧设有向上凸起611，所述固定环62连同保护环64和转轴4架设在所述向上凸起611上，所述转轴4在保护环63内相对转动。所述第一连接组件6还包括环形齿轮64，所述环形齿轮64套接在转轴4的端部，用于与驱动装置连接。

所述转轴4的横截面形状为圆形、三角形、方形、五边形、六边形或其他多边形。优选的，所述转轴4的横截面形状为六边形。若所述转轴4的横截面形状为多边形，则所述转轴4和保护环63之间设有与转轴4相配的转动环65，所述转动环65的外轮廓为圆形，其跟随转轴4在保护环63内转动。

所述第二连接组件7包括连接架71，所述连接架71分成上下两层，所述转轴4固定在连接架71的上层，所述横梁3固定在连接架71的下层，所述转轴4通过连接架71带动横梁3转动。

所述第二组件7还包括第一套管72，所述第一套管72套接在转轴4上，所述第一套管72的大小和形状与转轴4相配，所述第一套管72不转动，固定件将连接架71和第一套管72形成固定连接。相同地，固定件也将连接架71和横梁3形成固定连接。优选的，所述固定件为螺栓、焊接件等。

驱动装置(图中未示出)与转轴4连接并驱动转轴4转动，所述转轴4通过第一连接组件6带动横梁3移动，但横梁3不自传，光伏板8固定在横梁3上端构成追日运动组件，该追日运动组件的重心位于或接近回转中心线9，如图10所示；当追日运动组件转动到所需位置时，所述追日运动组件依靠自身重力，稳定地保持在倾斜状态，如图5至图7所示。

需要说明的是，所述驱动装置可以为电机。

现有的横梁3长度只能安装5～6块光伏板8，本发明可在第一立柱1之间设置多个第二立柱2，并通过支撑件5支撑所述横梁3以延长横梁3的长度，因此本发明的横梁3可依次排列安装多个光伏板8，提高光伏跟踪系统的利用效率，减低成本。

为了减轻横梁3的重量，所述横梁3优选为管状结构，如钢管或其它金属管，或用高强度的高分子材料管制作横梁3，均能达到减轻重量的目的，并同时保证横梁3的支撑强度。

参见图10，所述光伏板8与横梁3的安装固定方式采用现有的安装方式，本发明不作具体限定。例如采用抱箍固定方式，将所述光伏板8通过抱箍固定在横梁3上。具体的，光伏板8背面通过螺栓固定檩条81，用抱箍抱住横梁3，抱箍通过螺栓与光伏板8背面的檩条81固定连接，形成光伏板8与横梁3紧固安装，使光伏板8呈水平状态时位于横梁3上端。

制作时，在光伏板8和横梁3尺寸确定后，通过调整光伏板8和檩条81的重心相对于横梁3的位置，可以使得光伏板8在默认的状态下的保持倾斜角度。当光伏板8和檩条81的重心和横梁3的重心在水平方向上一致的时候，在不受外力的情况下，光伏板8和檩条81会保持水平，当两者的重心不一致的时候，倾斜角度由偏心距确定。

在追日运动组件转动的过程中，本发明会调整转轴4两边的配重，使得重心点位于回转中心线9上，此时追日运动组件的重力对回转中心轴产生的力矩为零，在整个转动范围内，追日运动组件均可处于大致的平衡状态，不会在重力作用下自行转动，所需驱动装置的驱动力矩也达到最小。

早上的时候(一般指早上10点)，追日运动组件朝向东边，以获得最佳的照射面积，通常是向东倾斜45度，如图4至图6所示；随着太阳从东到西，到下午15点的时候，追日运动组件转向西边倾斜45度，所以追日运动组件的转动范围通常是向东45度到向西45度。具体的，追日运动组件每小时转一次，每次转动15度，以保证跟踪太阳的位置。

本发明的横梁3、转轴4、支撑件5和立柱分别独立制造，最后组装，立柱顶部的高度可调，安装时调节到和支撑件5接触后用紧固件固定。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种光伏跟踪系统，其特征在于，包括第一立柱、第二立柱、横梁、转轴和支撑件，所述第一立柱设置在横梁的两端，所述转轴通过第一连接组件连接在第一立柱上，所述横梁通过第二连接组件连接在转轴上，所述横梁绕转轴轴心作往复运动，所述第二立柱设置在第一立柱之间，所述支撑件设置在横梁和第二立柱之间，用于支撑横梁，所述支撑件与横梁固定连接，并跟随横梁绕转轴轴心作往复运动；

所述支撑件的底部轮廓为弧形，支撑件底部的弧形轮廓向上延伸形成圆弧形，圆弧形的中心与转轴的轴心重合，在转到过程中支撑件的底部始终与第二立柱保持接触。

2.如权利要求1所述的光伏跟踪系统，其特征在于，所述支撑件的端部设有向外的凸起，支撑件在第二立柱上滑动到端部时，所述凸起卡在第二立柱的顶部。

3.如权利要求2所述的光伏跟踪系统，其特征在于，所述凸起部与支撑件端部的水平延长线的夹角为θ，所述θ为30～60度。

4.如权利要求2所述的光伏跟踪系统，其特征在于，所述θ为40～50度。

5.如权利要求1所述的光伏跟踪系统，其特征在于，所述支撑件上部的表面设于其底部弧形轮廓向上延伸的圆弧形的中心的下方。

6.如权利要求1所述的光伏跟踪系统，其特征在于，所述支撑件的上部设有开口，所述横梁卡接在开口上。

7.如权利要求1所述的光伏跟踪系统，其特征在于，所述第二立柱的顶部设有滚轮，所述支撑件的底部与滚轮相对滚动。

8.如权利要求1所述的光伏跟踪系统，其特征在于，光伏板通过檩条固定在横梁上，光伏板和檩条的重心和横梁的重心在水平方向上一致。

9.如权利要求1所述的光伏跟踪系统，其特征在于，所述第一连接组件包括底座、固定环和保护环，所述底座固定在第一立柱的顶端上，所述保护环套接在转轴上，所述固定环套接在保护环上，所述底座的两侧设有向上凸起，所述固定环连同保护环和转轴架设在所述向上凸起上，所述转轴在保护环内相对转动。

10.如权利要求7所述的光伏跟踪系统，其特征在于，所述第二连接组件包括连接架，所述连接架分成上下两层，所述转轴固定在连接架的上层，所述横梁固定在连接架的下层，所述转轴通过连接架带动横梁转动。

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