光伏双轴联动跟踪系统的制作方法
【技术领域】
[0001]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双轴可联动跟踪控制系统。
【背景技术】
[0002]太阳能光伏发电是通过使用太阳能光伏组件子系统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。
[0003]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子系统机架，机架上安装有光伏面板，通过光伏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。
[0004]同时，为了更好地使光伏组件子系统接收太阳光照，本领域中已经实现了光伏组件子系统的太阳跟踪系统。通过实时地跟踪太阳运动，调整光伏组件子系统机架的朝向，以使得太阳光直射至光伏组件子系统的受光平面，可以增加光伏组件子系统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。
[0005]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子系统的机架上。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子系统的朝向，直到跟踪传感器重新达到平衡状态(即由光伏组件子系统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子系统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。
[0006]传统的光伏发电装置自动跟踪方式一般包括:平单轴自动跟踪、斜单轴自动跟踪、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子系统机架。如若对于成片面积上的大规模铺设，则需要与光伏组件子系统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子系统机架的集中化跟踪控制系统。
[0007]同时，由于太阳的每日自东向西运动，一般的单轴跟踪系统均会采用南北向固定放置、东西向可调转动的方式来对太阳进行跟踪。具体而言，光伏组件子系统机架的中轴线按照南北向放置，并且整个机架可以沿其中轴线进行转动，从而实现了光伏组件子系统的面板朝向东或西偏移，以更好地接受太阳光照。但对于我国的大部分地区而言，由于铺设地形非水平、上空云层遮盖等原因，即便东西向可调，南北向固定的机架放置也无法将光伏组件子系统的面板调整为与最大光轴入射方向垂直。因此，需要一种在东西向和南北向均可调的光伏组件子系统双轴跟踪系统。
[0008]同时，对于目前的光伏组件子系统机架而言，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，当光伏组件子系统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，光伏组件子系统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，需要光伏跟踪系统能够有效抵挡侧向强风。
[0009]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子系统机架进行集中化双轴跟踪控制、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子系统跟踪系统。
【发明内容】
[0010]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。
[0011]根据本申请的第一方面，提出了一种光伏组件子系统双轴跟踪系统，其特征在于，包括:若干个独立的光伏跟踪组件子系统，在第一方向上前后成纵列排列，每个光伏跟踪组件子系统均包括:固定梁杭架结构(220)，其上正面设置有多个光伏面板安装位，背面两侧下方分别安装有用于牵引绳(308)的固定端，所述多个光伏面板安装位用于安装光伏面板；两个固定支撑柱出、7)，其上固定有第一方向轴(L)，所述固定梁杭架结构被活动连接在所述第一方向轴上并能绕第一方向轴进行倾斜转动；牵引绳(308)，两端分别连接在所述固定梁杭架结构的背面两侧的固定端上；第一方向转动轴(M)，所述牵引绳(308)多次缠绕在所述第一方向转动轴上；引导轨(304)，安装在所述固定梁杭架结构的背面，与第二方向一致，所述牵引绳(308)被套入引导轨(304)内，所述第二方向在与所述第一方向在水平面上正交；万向联轴器，设置在所述第一方向转动轴的两端，并联接到前一个光伏跟踪组件子系统的第一方向转动轴以及后一个光伏跟踪组件子系统的第一方向转动轴，使得多个光伏跟踪组件子系统的第一方向转动轴彼此相连接，其中，前后成纵列排列的第一个光伏跟踪组件子系统的第一方向转动轴通过万向联轴器连接到第一方向转动控制机构，所述第一方向转动控制机构控制所述第一方向转动轴的转动，并进而绞动所述牵引绳，由此拉动所述固定梁杭架结构绕着所述第一方向轴在第一方向上发生转动；所述多个光伏面板安装位在所述固定梁杭架结构的正面成多行的并行排列，其中并行排列的多个光伏面板安装位均具有共用的第二方向转动轴(K1、K2、K3、K4、K5)，所有的第二方向转动轴均由第二方向转动轴控制杆(Κ)所活动连接，所述第二方向转动轴控制杆在第二方向上作水平方向的前后移动，并由此通过活动连接方式带动所有的第二方向转动轴在所述第二方向上发生转动，进而使得其上的光伏面板安装位在所述第二方向上发生转动；其中，前后成纵列排列的中部一个光伏跟踪组件子系统的所述第二方向转动轴控制杆连接到第二方向转动控制机构。
[0012]根据本申请的第二方面，所述第二方向转动控制机构包括第一方向转动控制电机，所述第二方向转动控制机构包括第二方向转动控制电机，所述第一方向转动控制电机和所述第二方向转动控制电机以无线或有线的方式耦合到控制器，所述控制器基于太阳实时位置信息来控制所述第一方向转动控制电机和所述第二方向转动控制电机的转动，进而带动所述固定梁杭架结构在第一方向上的转动以及带动所述光伏面板安装位在所述第二方向上的转动。
[0013]根据本申请的第三方面，所述每一个光伏面板安装位的第二方向转动轴均固定连接有牵引杆(460)，所述牵引杆活动连接到所述第二方向转动轴控制杆，所述第二方向转动轴控制杆进一步通过旋转杆(490)而活动连接到第二方向控制电机，所述第二方向控制电机带动所述旋转杆转动，进而推动所述第二方向转动轴控制杆在第二方向上发生前后移动。进而由所述第二方向转动轴控制杆的前后移动拉动所述牵引杆，由此带动所述第二方向转动轴的转动，并由此带动所述光伏面板安装位在所述第二方向上的转动。
[0014]根据本申请的第四方面，所述固定梁杭架结构是框架型的扁平结构，所述固定梁杭架结构的中心线上设置有多组轴承结构，在安装时将所述第一方向轴穿过轴承结构，由此使得整个固定梁杭架结构可以绕所述第一方向轴进行灵活转动。
[0015]根据本申请的第五方面，所述两个固定支撑柱均包括:中央支撑柱(312)和水平向的底边横梁(314)，所述中央支撑柱进一步垂直架设在所述底边横梁(314)上。
[0016]根据本申请的第六方面，连接到第二方向转动控制机构的中部一个光伏跟踪组件子系统的所述固定梁杭架结构的任意一侧设置有托架结构(440)，所述第二方向转动控制结构通过螺栓被固定在所述托架结构上。
[0017]根据本申请的第七方面，所述第一方向传动控制电机通过所述万向联轴器与所述前后成纵列排列的所述若干个光伏跟踪组件子系统的第一方向转动轴联接，由此统一地带动所述若干个光伏跟踪组件子系统的第一方向转动轴的转动。
[0018]根据本申请的第八方面，所述太阳实时位置信息来自如下的一个或多个:设置在不同物理位置上的用于接收光照的光敏传感器；第三方的实时气象资料；其他第三方商业气象预测机构提供的太阳实时位置信息。
[0019]根据本申请的第九方面，所述中央支撑柱依靠支撑边被架设在水平向的底边横梁(314)。
[0020]根据本申请的第十方面，又提出了一种网格化的光伏组件子系统双轴跟踪系统，其特征在于，包括:多组系统纵