一种平单轴光伏跟踪支架的驱动系统的制作方法

本发明涉及太阳能光伏跟踪系统，尤其涉及太阳能平单轴跟踪支架的驱动系统。

背景技术：

随着经济社会的发展，环境恶化日益加剧，能源供应日渐紧张，因此国家推行节能减排的力度不断加大，注重节能环保的意识也不断提高。因此，光伏电站及太阳能并网发电系统成为国家节能减排的重点领域之一。

在太阳能光伏发电过程中，为追求光伏组件接收到更多的太阳辐照，增加发电量，在太阳能光伏发电系统中增加跟踪系统，用于根据太阳运行轨迹跟踪太阳。跟踪系统的作用是使得安装在该跟踪系统上的太阳能光伏发电组件始终正对着太阳光照的方向，从而提高光伏发电组件接收的太阳辐照量，增加太阳能光伏发电系统的发电量。随着太阳能光伏发电技术的不断发展，光伏系统的支架系统由最初的固定式支架系统逐渐发展出多种类型的跟踪支架系统，跟踪支架系统主要包括平单轴跟踪支架系统、斜单轴跟踪支架系统、双轴跟踪支架系统等。平单轴跟踪支架系统是目前在太阳能光伏发电中应用较为广泛的一种支架系统。现有的平单轴跟踪的驱动系统主要包括驱动电机及减速器、驱动杆、驱动臂等组成。由驱动电机带动驱动杆，驱动杆带动驱动臂、驱动臂带动转动管进行旋转跟踪。

中国专利公开号CN 104113273 A，公开了一种太阳能跟踪支架的驱动回转机构，所述驱动装置由减速电机和驱力臂组成，所述减速电机固定在立柱上并驱动连接驱力臂，所述驱力臂的两端分别通过两个插销连杆销接于紧固件两侧的辅助支撑杆，且两个插销连杆与辅助支撑杆的连接点及主梁管的轴心在同一直线上。该驱动系统的缺点在于：由于驱动杆及驱动臂一般由圆形或方形的钢管制作，为刚性部件，且两个插销连杆与辅助支撑杆的连接点及主梁管的轴心在同一直线上，所以由多排转动管所组成的平单轴跟踪系统的方阵，对建设地形的起伏有比较高的要求，这些都严重限制了太阳能光伏发电装置的安装使用。

为了克服上述缺陷，本发明的目的是提出一种新型平单轴跟踪系统的驱动系统，解决上述实际应用中的难题。该驱动系统同样由驱动电机及减速器提供动力，但是将驱动系统中的驱动杆、驱动臂更改为齿轮、链传动结构，变刚性传动结构为柔性传动结构。该种柔性传动结构可以在很大程度上适应起伏的地形，提高平单轴跟踪系统对建设用地的适应性。

技术实现要素：

本发明的目的是降低平单轴光伏跟踪系统对建设用地的要求，提高平单轴光伏跟踪系统对建设地形的适应性。

为了达到上述目的，本发明所涉及的平单轴光伏跟踪支架的驱动系统，其特征在于：该驱动系统驱动传动机构为柔性传动机构；所述的柔性传动机构包括转动管、链条、主动轮、从动齿轮，转动管穿过从动齿轮，并将从动齿轮固定在转动管上；主动轮与从动齿轮之间通过链条连接传动，每个主动轮可通过链条带动多个从动齿轮转动，至少带动一个；主动轮与减速机连接，减速机连接驱动电机；

转动管设计为方形管，从动齿轮的中间设有配合的方孔，使从动齿轮以嵌套的方式固定在转动管上；从动齿轮的两侧方孔周围有圆柱形的凸起，在从动齿轮的凸起上安装有保持架，保持架的中心开有圆孔，圆孔的尺寸与从动齿轮上圆柱形凸起的直径尺寸一致，保持架通过嵌套的方式安装在从动齿轮的凸起上；

保持架的上、下两端开设圆形小孔，在每个从动齿轮与链条啮合处的上、下方各设有一个压链轮，压链轮上带有中心轴，在从动齿轮上端与链条啮合处，一个压链轮的中心轴两侧分别穿过从动齿轮两侧的两个保持架上端圆形小孔，在从动齿轮下端与链条啮合处，另一个压链轮的中心轴两侧分别穿过从动齿轮两侧的两个保持架下端圆形小孔，保持架与压链轮相结合防止链条在从动齿轮上脱落，保证了驱动系统的稳定性；

在驱动过程中，主动轮通过一条链条可带动多个从动齿轮转动，至少为一个从动齿轮，各从动齿轮及转动管不必限定在同一高度平面上，当地形起伏较大时，通过调节链条的长度及角度可以实现安装在不同的高度平面上的各从动齿轮及转动管驱动，降低了平单轴跟踪驱动系统对建设用地的要求，提高了驱动系统对建设地形的适应性；

链条的尺寸大小必须与主动轮与从动齿轮的齿的尺寸大小相符合，链条与齿轮之间通过啮合链接传动；此外，齿轮链条结构相对于刚性杆件受力面积小，风阻小，降低了支架的受载；

一种平单轴光伏跟踪支架的驱动系统的驱动方法，包括：首先安装驱动系统，在平单轴光伏跟踪支架的驱动系统中，转动管上安装有从动齿轮，从动齿轮通过嵌套等方式固定在转动管上；在实际安装中根据具体需要可进行多排转动管的安装及多片光伏组件的排布以满足发电的需求，转动管可依据安装需求沿长，同时支架桩的个数随实际安装需求也会增多；每排转动管以从动齿轮为驱动中心，在驱动中心每侧排布光伏组件用以吸收太阳能；组装完毕的转动管通过桩帽和轴承固定在支架桩的顶部，将支架桩的另一端用水泥固定在地面上，为转动管提供稳定的支撑；将转动管平行安装排布并形成矩阵的排列形式，使转动管上的从动齿轮在垂直转动管的方向上保持在同一条直线上；整排从动齿轮由1个主动轮通过1条链条带动多个从动齿轮转动；主动轮固定在驱动桩上，主动轮通过驱动电机和减速器获得动力，主动轮与从动齿轮通过链条链接传动；主动轮与驱动电机和减速器固定在驱动桩上，驱动桩固定在地面上；然后平单轴光伏跟踪支架的驱动系统的驱动过程：在垂直转动管的方向上，尽量保证不同转动管上的从动齿轮保持在一条直线上，主动轮通过链条与转动管上的从动齿轮相连，通过一条链条可带动多个从动齿轮转动；在每个从动齿轮与链条啮合处的上、下方各设有一个压链轮，从动齿轮的前、后各设有一个保持架，压链轮在从动齿轮与链条啮合处的上、下方将链条和保持架进行固定，每个压链轮固定两个保持架的一端；驱动电机和减速器带动主动轮转动；主动轮通过链条带动从动齿轮转动；从动齿轮带动转动管转动，从而使转动管上排布的光伏组件跟踪太阳转动；当地势起伏较大时，只需要调节不同转动管之间链条的长度及角度，就可实现不同转动管的安装高的驱动，降低了平单轴跟踪驱动系统对建设用地的要求，提高了驱动系统对建设地形的适应性。

本发明平单轴跟踪系统所产生的有益效果为：平单轴跟踪系统通过齿轮链条柔性驱动结构进行传动，这种柔性传动结构对前后相邻两排的转动管的，降低了基础成本降低平单轴跟踪系统对建设用地的要求，提高了对建设地形的适应性，使更多的地形能够建设平单轴跟踪系统，可有效减少光伏电站建设的场平作业，从而降低光伏电站的建设成本。该驱动系统将传统驱动系统中的驱动杆、驱动臂更改为齿轮、链条传动结构，相比刚性杆件受力面积小，所受风阻小，降低了支架的受载，可广泛应用于太阳能光伏跟踪系统领域中。

附图说明

图1所示为平单轴光伏跟踪系统的平地安装布局示意图。

图2所示为平单轴光伏跟踪系统的起伏地面安装布局示意图。

图3所示为平整地面安装的平单轴光伏跟踪支架的结构示意图。

图4所示为平单轴光伏跟踪支架的驱动系统的主动轮结构示意图。

图5所示为平单轴光伏跟踪支架的驱动系统的细节结构示意图。

图6所示为地形起伏较大情况下平单轴光伏跟踪支架的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。其中：1、转动管；2、链条；3、主动轮；4、保持架；5、压链轮；6、从动齿轮；7、驱动电机和减速器；8、驱动桩；9、光伏组件；10、支架桩；11、桩帽和轴承。

实施例一

一种平单轴光伏跟踪支架的驱动系统，它包括转动管1，链条2，主动轮3，保持架4，压链轮5，从动齿轮6，驱动电机和减速器7，驱动桩8，光伏组件9，支架桩10，桩帽和轴承11。

如图1所示，为平单轴光伏跟踪系统的平地安装布局示意图。在平单轴光伏跟踪支架的驱动系统中，转动管1上安装有从动齿轮6，转动管1设计为方形管，从动齿轮6的中间设置有对应转动管1直径尺寸的方孔，从动齿轮6通过嵌套等方式固定在转动管1上。图1中给出的仅为两排转动管1的安装示意，在实际安装中根据具体需要可进行多排的安装以满足发电的需求，此外，图1每排转动管1上仅给出了排布4个光伏组件9的示意，在实际安装中，转动管1可依据安装需求沿长，同时支架桩10的个数也会增多，可进行多片光伏组件9的排布。转动管1以从动齿轮6为中心点，在从动齿轮6的两侧对称安装各20组光伏组件9，光伏组件9的作用是吸收太阳能。组装完毕的转动管1通过桩帽和轴承11固定在支架桩10的顶部，将支架桩10的另一端用水泥固定在地面上，为转动管1提供稳定的支撑。将转动管1平行安装排布并形成矩阵的排列形式，一个矩阵中包含20排转动管1，使转动管1上的从动齿轮6在垂直转动管1的方向上保持在同一条直线上。这20排转动管1上包含的20个的从动齿轮6由1个主动轮3通过链条2驱动。

主动轮3固定在驱动桩8上，主动轮3通过驱动电机和减速器7获得动力，主动轮3与从动齿轮6通过链条2链接传动，通过一条链条2可带动多个从动齿轮6转动；从动齿轮6的两侧方孔周围有圆柱形的凸起，在从动齿轮6的凸起上安装有保持架4，保持架4的中心开有圆孔，圆孔的尺寸与从动齿轮6上圆柱形凸起的直径尺寸一致，保持架4通过嵌套的方式安装在从动齿轮6的凸起上；保持架4的上、下两端开设圆形小孔，在每个从动齿轮6与链条2啮合处的上、下方各设有一个压链轮5，压链轮5上带有中心轴，在从动齿轮6上端与链条2啮合处，一个压链轮5的中心轴两侧分别穿过从动齿轮6两侧的两个保持架4上端圆形小孔，在从动齿轮6下端与链条2啮合处，另一个压链轮5的中心轴两侧分别穿过从动齿轮6两侧的两个保持架4下端圆形小孔，保持架4与压链轮5相结合防止链条2在从动齿轮6上脱落，保证了驱动系统的稳定性；从动齿轮6的转动为转动管1提供动力，进而实现光伏组件9追踪太阳。

如图2所示，一种平单轴光伏跟踪支架的驱动系统，当地势起伏较大时，只需要调节不同转动管1之间链条2的长度及角度，就可实现不同安装高度的转动管1的驱动，降低了平单轴跟踪驱动系统对建设用地的要求，提高了驱动系统对建设地形的适应性。

如图3所示，为平整地面安装的平单轴光伏跟踪支架的结构示意图。主动轮3位于转动管1排列矩阵的左侧，主动轮3的安装位置必须与各从动齿轮6保持在同一条直线的上，目的是保证主动轮3与从动齿轮6间进行正常传动。

如图4所示，为平单轴光伏跟踪支架的驱动系统的主动轮结构示意图。主动轮3的边缘带有一圈齿结构，主动轮3齿的尺寸必须与从动齿轮6的齿及链条2的尺寸大小相一致。主动轮3的中间部位带有一根中心轴，在驱动过程中，中心轴通过皮带与驱动电机和减速器7相连，驱动电机和减速器7启动后可通过皮带将动力传给主动轮3，从而可实现整个系统的驱动。必须要指出的是，皮带与驱动电机和减速器7与主动轮3的接触点、链条2与主动轮3和从动齿轮6的接触点间都设有润滑装置，避免摩擦产生高温损害设备。

如图5所示，为平单轴光伏跟踪支架的驱动系统的细节示意图。从动齿轮6与链条2的上、下方各设有一个压链轮5，从动齿轮6的两端设有保持架4，保持架4的上下两端带有固定用的圆孔，压链轮5的中间带有一根中心轴，中心轴的直径与保持架4的上、下两端的圆孔尺寸相一致。固定时，位于从动齿轮6与链条2的上、下方的压链轮5的中心轴在从动齿轮6的前、后两端分别穿过保持架4的两端的圆孔，每个压链轮5固定从动齿轮6两端的两个保持架4的一端，可以防止链条2在从动齿轮6上脱落，确保了系统传动的稳定性。

如图6所示，为地形起伏较大情况下平单轴光伏跟踪支架的结构示意图。当安装地形起伏较大时，只需要调节不同转动管1之间链条2的长度及角度，就可实现不同高度情况下的转动管1的驱动，实现光伏组件9追踪太阳的驱动。各转动管1之间采用柔性驱动结构，降低了平单轴跟踪驱动系统对建设用地的要求，提高了驱动系统对建设地形的适应性。此外，齿轮、链条驱动结构，相对于刚性杆件受力面积小，风阻小，也降低了支架的受载。

一种平单轴光伏跟踪支架的驱动系统的驱动方法，包括：

1、安装方法。

如图1所示，为平单轴光伏跟踪系统的平地安装布局示意图。在平单轴光伏跟踪支架的驱动系统中，转动管1上安装有从动齿轮6，从动齿轮6通过嵌套等方式固定在转动管1。在实际安装中根据具体需要可进行多排转动管1的安装及多片光伏组件9的排布以满足发电的需求，转动管1可依据安装需求沿长，同时支架桩10的个数随实际安装需求也会增多。

在驱动系统中一个整列中包含20排转动管1，每排转动管1的中间安装一个从动齿轮6为驱动，每排转动管1以驱动为中心，在驱动中心每侧排布20片的光伏组件9，这20个的从动齿轮6由1个主动轮3通过链条2驱动。组装完毕的转动管1通过桩帽和轴承11固定在支架桩10的顶部，将支架桩10的另一端用水泥固定在地面上，为转动管1提供稳定的支撑。

将转动管1平行安装排布并形成矩阵的排列形式，使转动管1上的从动齿轮6在垂直转动管1的方向上保持在同一条直线上。这20排转动管1上包含的20个的从动齿轮6由1个主动轮3通过链条2驱动。主动轮3固定在驱动桩8上，主动轮3通过驱动电机和减速器7获得动力，主动轮3与从动齿轮6通过链条2链接传动。

主动轮3与驱动电机和减速器7固定在驱动桩8上，驱动桩8固定在地面上。

2、驱动过程。

驱动电机和减速器7带动主动轮3转动；主动轮3通过链条2带动每一排的从动齿轮6转动；每排的从动齿轮6带动对应的每排的转动管1转动，从而使转动管1上排布的光伏组件9跟踪太阳转动。

如图2所示，一种平单轴光伏跟踪支架的驱动系统，当地势起伏较大时，只需要调节不同转动管1之间链条2的长度及角度，就可实现不同转动管1的安装高的驱动，降低了平单轴跟踪驱动系统对建设用地的要求，提高了驱动系统对建设地形的适应性。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。