CN203838565U - 一种太阳能的单轴跟踪装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种太阳能的跟踪系统。一种太阳能的单轴跟踪装置，包括若干个太阳能光伏组件单元，太阳能光伏组件单元包括立柱，在立柱上固定有转轴，转轴上固定有光伏组件，在每个转轴上套接有相互平行的两个传动轮，两个传动轮分别与转轴两侧的转轴上的传动轮配合形成传动轮组，传动轮组内的两个传动轮通过传动带连接；各转轴上的传动轮中至少有一个与驱动装置相连。本实用新型提供了一种能适应地势比较陡的山坡，调节方便，能同步带动多根转轴同步跟随太阳的位置的太阳能单轴跟踪装置；解决了现有技术存在的太阳能跟踪系统只能应用在平底上，调节不方便，太阳能跟踪系统结构复杂，不能同时多根转轴旋转的技术问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种太阳能的跟踪系统，尤其涉及一种太阳能的单轴跟踪装置。
背景技术
开发新能源和可再生清洁能源是全世界面临的共同课题。在新能源中，光伏发电倍受瞩目。但由于过高的成本，目前还未能充分进入市场。光伏发电市场前景广阔，但太阳能利用效率低下，面临着建设成本高，投资回报率低的问题。光伏发电的组件安装形式主要有固定倾角式、单轴跟踪、双轴跟踪等方式。
固定倾角式安装是组件以一定的倾角固定在地面上，整个发电过程组件处于静态，该安装方式简单易行，成本低。但太阳处于动态运动过程，在一天中太阳光与太阳能电池板相对位置时刻都在发生变化，光线与电池板相对垂直的时间很短。研究表明，太阳能电池板发电能力与接收垂直光强成正比，每天有35%以上的能量被无形的浪费掉。另外，为了防止大风、大雪等恶劣天气可能损坏太阳能电池板的支架，一般将基础和支架的安全系数设计的很高。
为了克服上述问题，提高太阳能的利用效率，增加发电量，降低太阳能发电的运营成本，控制电池板组件旋转的光伏发电方式，即单轴和双轴跟踪系统。其中单轴是指电池板组件只有一个旋转自由度，在方位角（东西方向）上跟踪太阳，双轴跟踪系统是指同时在太阳方位角和高度角上跟踪太阳运动的方式。但是现有的跟踪系统，大多太阳能光伏组件支架结构复杂、成本昂贵，而且安装复杂费时、对不规则的地形适应性低。
现在的专利文件中公开的有，中国专利：“联动式平单轴跟踪装置（CN102314180A）” 它包括横梁、若干立杠、若干斜梁和控制横梁转动的调节装置，横梁通过支撑旋转机构设于立杠顶端，斜梁通过斜梁安装机构设于横梁上，调节装置一端固定在固定座上另一端与横梁活动连接，支撑旋转机构包括横梁抱箍，横梁抱箍内设有轴承，横梁穿过该轴承，横梁与轴承周向固定，斜梁安装机构包括斜梁抱箍，斜梁抱箍套设在横梁上，斜梁固定在斜梁抱箍上。此专利仅仅是针对位于同一横梁上的多个太阳能光伏组件进行跟踪的设备，对于多个横梁的同步联动并没有给出启示。
发明内容
本实用新型提供了一种结构简单，能适应地势比较陡的山坡，调节方便，运行稳定，能同步带动多根转轴同步跟随太阳的位置，回转驱动机构只受转矩，不需要建设大型的独立基础，提高了太阳光的转换效率的太阳能单轴跟踪装置；解决了现有技术存在的太阳能跟踪系统只能应用在平底上，调节不方便，运行不够稳定，太阳能跟踪系统结构复杂，不能同时多根转轴旋转，太阳光转换效率不高的技术问题。
本实用新型的上述技术问题是通过下述技术方案解决的：一种太阳能的单轴跟踪装置，包括若干个太阳能光伏组件单元，太阳能光伏组件单元包括立柱，在立柱上固定有转轴，转轴上固定有光伏组件，在每个转轴上套接有相互平行的两个传动轮，两个传动轮分别与转轴两侧的转轴上的传动轮配合形成传动轮组，传动轮组内的两个传动轮通过传动带连接；各转轴上的传动轮中至少有一个与驱动装置相连。各个太阳能光伏组件单元的转轴上均套接有两个传动轮，第一根转轴上的其中一个传动轮与第二根转轴上的其中一个传动轮通过传动带连接同步旋转，第二根转轴上的另外一个传动轮与第三根转轴上的其中一个传动轮通过传动带连接同步旋转，以此类推，形成一个传动链。因为个转轴之间是通过传动带联动，因此，各太阳能光伏组件单元可以布置在高低不平的山地等地势上，满足了光伏组件安装的随意性。由驱动装置带动，使得各组光伏组件同步进行跟随太阳，提高太阳能的转换效率。通过传动轮与传动带的传动方式，传递稳定，由传动轮的转动带动传动带，由于传递动力的方式是圆周轨迹，力的均衡性好，运动的整体结构相对比较稳定。
每个转轴上都有可能连接一个驱动装置，如果是一个驱动装置，可以由此一个驱动装置带动各组传动轮同步运转，也可以是多个驱动装置，同步驱动同步旋转。
作为优选，在转轴上设有两组定位结构，两组定位结构分别位于同一转轴上的两个传动轮向外的两端，两个传动轮之间设有挡板。作为更优选，所述的定位结构包括定位件和固定件，所述的定位件为L形的定位片，固定件为螺栓，定位件的一边抵接在传动轮的端面上，定位件的另一边通过螺栓固定在转轴上。通过定位结构将两个相互平行的传动轮固定在转轴上，两个定位片分别位于同一转轴上的两个传动轮的两侧，也就是其中一个定位片位于左侧传动轮的左侧，另外一个定位片位于右侧传动轮的右侧，定位片呈“L”形，两个定位片形成一个类似卡槽的结构，将两个传动轮限制在卡槽内。在两个传动轮之间是通过挡板形成间隔，防止两个传动轮之间相互干扰，同时，通过挡板也能对两个传动轮进行轴向定位，使得两个传动轮不会轴向窜动。
作为优选，所述的转轴为方轴，所述的同一转轴上的两个传动轮同步旋转。方形转轴可以让两个套接在转轴上的传动轮方便同步旋转，结果简单，操作方便。
作为优选，传动轮为链轮，在链轮上绕接有链条，所述的传动带为链条或者为链条与钢索的结合体。链轮运行稳定，链轮结构不需要很大的预紧，安装方便。绕接在两个传动轮上的传动带可以是链条，或者绕接在传动轮上的部分是链条，而连接两段链条的是钢索，也就是由钢索和链条拼接形成的传动带，传动带的方式可以多样化，根据不同的使用需要进行选择。
作为优选，所述的传动带与地平面之间的夹角为0°~30°。根据光伏组件安装位置的变化，可能地势会有高低起伏，因此相邻的两个转轴不位于同一水平面内，由此，相邻两组光伏组件，其中一组安装的地势较高，因此其转轴就较高，固定在转轴上的传动轮也就较高，相邻两个转动臂之间连接的连接索与地面倾斜成一定角度。
作为优选，所述的驱动装置位于处于中间位置的太阳能光伏单元内，驱动装置包括转动盘，转动盘套接在转轴上，转动盘顺时针或者逆时针旋转范围为0°~60°，在转动盘下方设有转杆，转杆连接有电机，转动盘与转杆形成蜗轮蜗杆结构。驱动装置安装在整个系统的中间，驱动装置两侧的太阳能光伏单元的个数相同，因此保证两侧的受力比较好，而且不额外占用土地面积。转动盘是正反两个方向适度旋转而不是360°旋转，根据太阳光的照射角度，而带动太阳能光伏组件的旋转角度。转动盘的旋转带动转轴旋转，转轴带动传动轮旋转，从而带动光伏组件旋转跟随太阳运行轨迹。
因此，本实用新型的一种太阳能的单轴跟踪装置具备下述优点：
1、适合地势比较陡的山坡的平单轴安装，可调节余量比较大；
2、在安装和运行过程中，链轮传递结构不需要很大的预紧，运行时间有点松动不影响其性能，维护方便；
3、传递稳定：链轮传递动力的方式是圆周轨迹，力是均衡的，运行过程中整体结构相对比较稳定；
4、驱动装置安装在中间，不仅受力比较好，而且不额外占用土地面积。
附图说明
图1是本实用新型的一种太阳能的单轴跟踪装置的主视图。
图2是图1的俯视图。
图3是图1的左视角立体图。
图4是图1的右视角立体图。
图5是图4内的A处放大分解图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：
如图1和2和3和4所示，一种太阳能的单轴跟踪装置，包括多个太阳能光伏组件单元，太阳能光伏组件单元包括立柱12，在立柱12上固定有转轴1，转轴1上固定有多个光伏组件2。各个太阳能光伏组件单元呈矩阵形式布置，位于同一矩阵各个转轴1相互平行，位于不同矩阵但是位于同一直线上的两个转轴通过转轴连接结构连接。转轴1的两端通过分体式的方形轴承固定在立柱上，转轴1为方轴。
在转轴1上套接有两个相互平行的链轮4，两个相互平行的链轮4随着转轴1同步旋转。如图5所示，位于同一转轴1上的两个链轮4之间安装有挡板9，挡板9为一方形挡片，在挡片的中心开设有方形孔，让挡板9套接在转轴1上。挡板9的厚度与链轮4的厚度差不多，挡板9主要是防止两个链轮相互干涉，将相互平行的两个链轮4分隔。在同一转轴1上的两个链轮4的外侧通过定位结构将链轮固定在转轴上。定位结构包括定位件和固定件，定位件为L形的定位片10，固定件为螺栓11，定位片10相互垂直的两边中其中的一边抵接在链轮4的端面上，定位片10的另一边通过螺栓固定在转轴上。定位片10、链轮4和挡板9在转轴上的分别顺序为：定位片10、链轮4、挡板9、链轮4、定位片10。
驱动装置5位于同一矩阵位于中间的转轴1上，驱动装置5包括转动盘6，转动盘6套接在转轴1上，转动盘6顺时针或者逆时针旋转范围为0°~60°，在转动盘6下方设有转杆7，转杆连接有电机，转动盘6与转杆7形成蜗轮蜗杆结构。转轴1上套接的两个链轮分别通过链条3与两侧的转轴上的链轮4连接，以此类推，双层链轮从中心不断向外连接，一环套一环形成联动。绕接在链轮上的链条可以采用链条8与钢索13配合的形式。因为光伏组件的选择角度是根据太阳的升起降落而转动的，其转动角度较小，不需要链轮整圈旋转，只需要在0°~60°内旋转，因此链轮与链条的配合只需要一段，在链轮范围外的部分可以采用钢索形式。利用钢索与链条的配合方式作为传动带，能提高受力性能，而且稳定性好。由于安装地势的限制，允许钢索形成一个偏移角α，0°≦α≦30°。
Claims (10)
1.一种太阳能的单轴跟踪装置，包括若干个太阳能光伏组件单元，太阳能光伏组件单元包括立柱，在立柱上固定有转轴，转轴上固定有光伏组件，其特征在于：在每个转轴上套接有相互平行的两个传动轮，两个传动轮分别与转轴两侧的转轴上的传动轮配合形成传动轮组，传动轮组内的两个传动轮通过传动带连接；各转轴上的传动轮中至少有一个与驱动装置相连。
2.根据权利要求1所述一种太阳能的单轴跟踪装置，其特征在于：在转轴上设有两组定位结构，两组定位结构分别位于同一转轴上的两个传动轮向外的两端，两个传动轮之间设有挡板。
3.根据权利要求2所述一种太阳能的单轴跟踪装置，其特征在于：所述的定位结构包括定位件和固定件，所述的定位件为L形的定位片，固定件为螺栓，定位件的一边抵接在传动轮的端面上，定位件的另一边通过螺栓固定在转轴上。
4.根据权利要求1或2或3所述一种太阳能的单轴跟踪装置，其特征在于：所述的转轴为方轴，所述的同一转轴上的两个传动轮同步旋转。
5.根据权利要求1或2或3所述一种太阳能的单轴跟踪装置，其特征在于：传动轮为链轮，在链轮上绕接有链条，所述的传动带为链条或者为链条与钢索的结合体。
6.根据权利要求4所述一种太阳能的单轴跟踪装置，其特征在于：传动轮为链轮，在链轮上绕接有链条，所述的传动带为链条或者为链条与钢索的结合体。
7.根据权利要求1或2或3所述一种太阳能的单轴跟踪装置，其特征在于：所述的传动带与地平面之间的夹角为0°~30°。
8.根据权利要求6所述一种太阳能的单轴跟踪装置，其特征在于：所述的传动带与地平面之间的夹角为0°~30°。
9.根据权利要求1或2或3所述一种太阳能的单轴跟踪装置，其特征在于：所述的驱动装置位于处于中间位置的太阳能光伏单元内，驱动装置包括转动盘，转动盘套接在转轴上，转动盘顺时针或者逆时针旋转范围为0°~60°，在转动盘下方设有转杆，转杆连接有电机，转动盘与转杆形成蜗轮蜗杆结构。
10.根据权利要求8所述一种太阳能的单轴跟踪装置，其特征在于：所述的驱动装置位于处于中间位置的太阳能光伏单元内，驱动装置包括转动盘，转动盘套接在转轴上，转动盘顺时针或者逆时针旋转范围为0°~60°，在转动盘下方设有转杆，转杆连接有电机，转动盘与转杆形成蜗轮蜗杆结构。
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