一种自调节光伏组件支架及其调节方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及太阳能光伏组件技术领域，尤其涉及一种自调节光伏组件支架及其调节方法。
【背景技术】
[0002]现有的太阳能光伏组件支架，通常包括普通的固定支架以及能够调整光伏组件角度的调节支架。一般的，为了有效的提高光伏组件的发电效率，适应太阳光的角度变化，应用调节支架的太阳能跟踪器(保持光伏组件与太阳光之间的垂直角度)开始被广泛的应用。
[0003]而现有的太阳能跟踪器支架的动力驱动方案主要采用电机驱动支架转动的方式。所述电机驱动通常包括两种驱动形式:第一种通过电机驱动电动推杆，实现大推力，从而驱动支架转轴的转动。第二种通过电机驱动回转减速器，或者涡轮蜗杆减速装置，实现较大的输出力矩，从而通过大输出力矩带动支架转动。
[0004]上述电机驱动方式由于存在电机寿命以及机械传动系统的稳定性的问题，其事实上无法满足光伏电站25年的设计使用寿命。电机、机械传动部分也需要时常检修更换，对于用户而言，维修及运营成本也较高。
[0005]因此，现有技术还有待发展。
【发明内容】
[0006]鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种自调节光伏组件支架及其调节方法，旨在解决现有技术太阳能跟踪器运行稳定性不足，维护成本较高的问题。
[0007]为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案:
一种自调节光伏组件支架，包括支架立柱以及与支架立柱连接，可沿自身轴向方向转动的支架主梁，所述支架主梁上设置有向外延伸的延伸支架，其中，所述自调节光伏组件支架还包括:
一配重结构，所述配重结构设置在所述延伸支架上，使所述延伸支架的重心与所述支架主梁不重合；
一动力水箱，所述动力水箱通过一挂杆设置在所述延伸支架的一侧，所述动力水箱的一端设置有排水管道；
设置在所述排水管道上，控制所述动力水箱定量排水，重量随时间线性变化的流量控制阀门；
随所述动力水箱的重量变化，所述延伸支架转动到相应能够实现延伸支架力矩平衡的倾斜角度。
[0008]所述的自调节光伏组件支架，其中，所述配重结构包括:
设置在所述支架主梁底部的第一配重块，所述第一配重块通过配重支撑杆与所述支架主梁刚接；
设置在所述延伸支架另一侧的第二配重块，所述第二配重块通过配重支架设置在所述延伸支架上。
[0009]所述的自调节光伏组件支架，其中，所述自调节光伏组件支架还包括:
一存储水箱，所述存储水箱通过一连接管道与所述动力水箱连接，存储从动力水箱内流出的水；
一循环水栗，所述循环水栗设置在所述连接管道内，将存储水箱内的水栗回至动力水箱中。
[0010]所述的自调节光伏组件支架，其中，所述流量控制阀门包括:控制动力水箱排水的电磁阀以及设置在所述排水管道内的流量计。
[0011]所述的自调节光伏组件支架，其中，所述支架立柱，支架主梁以及挂杆为桁架结构。
[0012]所述的自调节光伏组件支架，其中，所述支架立柱与延伸支架之间设置有缓冲器;
所述缓冲器提供阻尼以阻止所述延伸支架的角动量超过预定标准。
[0013]所述的自调节光伏组件支架，其中，所述支架立柱与支架主梁之间通过滚动轴承连接；
所述滚动轴承的轴承座固定设置在所述支架立柱上；
所述滚动轴承外还设置有遮盖所述滚动轴承的滚动轴承保护套。
[0014]—种应用如上所述的自调节光伏组件支架的支架角度调节方法，其中，所述方法包括:
A、计算当地太阳高度角的变化情况；
B、依据所述太阳高度角，计算相对应的延伸支架倾斜角度；
C、基于所述延伸支架的力矩平衡原理，通过流量控制阀门控制动力水箱排出相应重量的水，令所述延伸支架旋转至所述延伸支架倾斜角度。
[0015]所述的支架角度调节方法，其中，所述方法还包括:在夜间时将所述动力水箱注满水，令所述延伸支架位于朝东倾斜45°的位置。
[0016]有益效果:本发明提供的一种自调节光伏组件支架及其调节方法，通过设置重量可变的动力水箱，基于力矩平衡原理来驱动光伏组件支架改变倾斜角度，实现太阳跟踪的任务。由于上述控制方式为水的排出流量控制，控制难度较低，能够达到较高的跟踪精度。
[0017]而且，上述利用力矩平衡的驱动方式，无需使用电机及复杂的传动结构，仅需控制流量，从而使得整体太阳追踪系统运行稳定可靠，维护方便而且成本较低。
【附图说明】
[0018]图1为本发明具体实施例的自调节光伏组件支架的横截面结构示意图。
[0019]图2为本发明具体实施例的自调节光伏组件支架的轴承结构示意图。
[0020]图3为本发明具体实施例的自调节光伏组件支架的第一配重块的结构示意图。
[0021]图4为本发明具体实施例的自调节光伏组件支架的第二配重块的结构示意图。
[0022]图5为本发明具体实施例的自调节光伏组件支架的控制系统的控制流程的具体实例的方法流程图。
[0023]图6为本发明具体实施例的自调节光伏组件支架的缓冲器的结构示意图。
[0024]图7为本发明具体实施例的自调节光伏组件支架的调节方法的方法流程图。
【具体实施方式】
[0025]本发明提供一种自调节光伏组件支架及其调节方法。为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0026]如图1所示，为本发明具体实施例的自调节光伏组件支架。所述自调节1光伏组件支架包括:支架立柱100、与支架立柱连接，可沿自身轴向方向转动的支架主梁200以及延伸支架300。
[0027]具体的，如图2所示，所述支架立柱100与支架主梁200(为显示方便，图2中并未显示主梁)之间可以通过滚动轴承110连接。其中，所述滚动轴承的轴承座111固定设置在所述支架立柱100上，支架主梁200与所述轴承110的内圈112连接，绕自身轴向方向转动。
[0028]上述采用滚动轴承的结构设置，能够减少支架主梁的转动摩擦，保证了延伸支架转动的灵活性。
[0029]所述滚动轴承110外还设置有遮盖所述滚动轴承的滚动轴承保护套120。通过设置所述轴承保护套120能够有效的避免灰尘异物等进入轴承内部，起到保护轴承，延长轴承使用寿命等。
[0030]所述支架立柱100 —端固定在固定平面上，例如水泥基础等，从而固定光伏支架的具体设置位置。所述支架立柱具体可以采用任何合适形状或者结构的固定立柱或者支撑件，例如如图1所示的A型支撑件等。
[0031]所述延伸支架300设置在支架主梁200上，随支架主梁200的旋转而改变倾斜角度。光伏组件10可以固定设置在所述延伸支架300上。
[0032]所述自调节光伏组件支架还包括:配重结构(图中未示出)以及动力水箱400。
[0033]所述配重结构是指设置在所述延伸支架上，使所述延伸支架的重心与所述支架主梁不重合的特定的结构设置。
[0034]所述配重结构具体可以采用多种不同的结构予以实现，例如可以通过在延伸支架上增设额外的配重块，改变延伸支架两侧的重量分布；或者在延伸支架的一侧使用密度较大的材料，另一侧使用密度较轻的材料，使延伸支架两侧的重量不相等，或者是其他合适的，能够改变延伸支架两侧重量，使其重心偏移的结构。
[0035]应当理解的是，为了保证所述自调节光伏组件支架能够方便的实施，所述延伸支架两侧的重量分布应当具有足够的或者是较大的区别。
[0036]所述动力水箱400通过一挂杆设置在所述延伸支架的一侧。所述动力水箱400的一端设置有排水管道。
[0037]所述排水管道上还设置有用于控制所述动力水箱定量排水的流量控制阀门。通过所述流量控制阀门，能够控制动力水箱400的重量以线性变化。
[0038]由于动力水箱400与延伸支架300的总的偏心力矩能够在特定的角度上实现力矩平衡。因此，随所述动力水箱400的重量变化，延伸支架300实现力矩平衡的角度会随之变化。
[0039]根据上述力矩平衡原理，在动力水箱400的重量变化时，所述延伸支架300将转动到相应能够实现延伸支架300力矩平衡的倾斜角度。
[0040]较佳的是，所述支架立柱，支架主梁以及挂杆等为桁架结构，其具有受力大，跨度大，节省材料，结构稳定的优点。
[0041]以下以如图1所示的具体实施例的自调节光伏组件支架为例来陈述力矩平衡的计算原理。
[0042]在本具体实施例中，如图1、图3及图4所示，所述配重结构具体包括:
设置在所述支架主梁200底部的第一配重块311。所述第一配重块311通过配重支撑杆500与所述支架主梁200刚接。
[0043]设置在所述延伸支架300另一侧的第二配重块312。所述第二配重块通过配重支架510设置在所述延伸支架上。
[0044]具体的，所述第一及第二配重块具体可以采用任何合适的材质制成，例如混凝土配重块，铁配重块等等。较佳的是，所述支撑杆500以及配重支架510可以采用如图3及图4所示的结构，具有一穿过配重块的纵向延伸的轴部。配重块分为若干配重块单元，中间设置