双层追日光伏发电装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种太阳能发电设备。
【背景技术】
[0002]现有太阳能发电设备分为固定式和可翻转式这两种类型。固定式太阳能发电设备是将太阳能发电器件(俗称光电池)设置在固定的载体上；使用时，阳光照射在太阳能发电器件上的角度随时间变化，单位能量的太阳能所产生的电能(即发电效率)也随每天中不同时段的时间变化。在太阳光线垂直照射在太阳能发电器件表面时(例如中午)，单位能量的太阳能所产生的电能最强(即发电效率最高)。而太阳光线照射到太阳能发电器件表面的倾角愈大，单位能量的太阳能所产生的电能愈弱(即发电效率越低，例如早晨和黄昏)。可翻转式太阳能发电设备是将太阳能发电器件设置在可翻转的载体上；使用时，该载体带着太阳能发电器件跟随太阳相对地面的相位变化而做相应的摆动，保证太阳光线垂直照射在太阳能发电器件表面，单位能量的太阳能产生的电能最强(即发电效率最高)。由于在不同的季节，即使是相同的时刻，太阳光照射到地面俯仰角度会有不同。因此，可翻转式太阳能发电设备又分为只能绕一个轴线摆动的单轴翻转式太阳能发电设备，和可绕两个不同转轴翻转的追日光伏发电设备。
[0003]追日光伏发电设备在结构上有一个竖立的支座，该支座上端设置十字翻转机构。十字翻转机构有一个固定的基座和一个十字形连接件，该十字形连接件上的一根直杆称为主轴，另一根与主轴垂直的直杆称为辅助轴。该基座上设一对凸耳，并这对凸耳悬空铰接十字形连接件的主轴。十字形连接件上辅助轴的两端各设一个轴承座，这两个轴承座分别固定在承载太阳能发电器件阵列的矩形托盘的中心点的两侧。托盘通过该十字翻转机构即可相对支座的上端向东或向西摆动(对应每一天里太阳自东向西的运动)，又可相对支座的上端做俯仰摆动(对应一年中太阳照射倾斜角度的变化)。这两个轴向的运动分别由主摆动机构和俯仰摆动机构来驱动。通常，主摆动机构配备有主电动机和主齿轮减速器，主齿轮减速器将主电动机的转速降低后带动一个小主齿轮去驱动安装在十字翻转机构主轴上的大主齿轮(通常是扇形齿轮)，使十字翻转机构的主轴带着托盘相对支座的上端向东或向西摆动。俯仰摆动机构要配备一套辅助电动机和辅助齿轮减速器。辅助齿轮减速器将辅助电动机的转速降低后带动一个小辅助齿轮去驱动安装在托盘上的大辅助齿轮(通常是也扇形齿轮)，使十字翻转机构的辅助轴的两个轴承座与托盘一起相对支座的上端做俯仰摆动。主摆动机构的电动机和俯仰摆动机构的电动机在一个智能化的控制器管理下运行，该控制器内保存当地不同时间太阳光线与地平面之间角度的变化关系，并按照这种变化关系使托盘始终与太阳光线保持垂直，实现追日光伏发电。
[0004]但是，为了获得高的输出功率，托盘的面积必须很大，以承载尽可能多的太阳能发电器件。例如目前输出功率为二万瓦的太阳能发电设备，矩形托盘的面积要达到12X12平方米。通常追日光伏发电设备是很多台成阵列状布置、使用的，当追日光伏发电设备的阵列安装在草原或农田中，就不可避免地占用相当数量的草场或农田，这是农牧民很忌讳的。【实用新型内容】
[0005]本实用新型旨在提供一种可满足农牧民要求、只占用面积极少的地面的双层追日光伏发电装置。
[0006]本实用新型的技术方案是:双层追日光伏发电装置，具有竖立的支座、十字翻转机构、主摆动机构、俯仰摆动机构和承载着太阳能发电器件阵列的矩形托盘；十字翻转机构的基座固定在该支座上端，十字翻转机构的主轴悬空铰接该基座，十字翻转机构的辅助轴的两个轴承座分别固定在该托盘的中心点的两侧；该支座的底部固定在一个钢结构三维空间框架的顶部；该托盘上两个相邻的边缘中部各设一个上滑轮；该主摆动机构和该俯仰摆动机构各设一台卷扬机，两台卷扬机的转轴相互垂直；每台卷扬机卷绕两条钢索，其中一条钢索的上端经对应上滑轮连接一个重锤，另一条钢索的上端连接托盘上与该上滑轮相对的另一边缘中部
[0007]本实用新型采用钢结构三维空间框架将追日光伏发电设备抬离地面，使之占天不占地；一方面实现了只占用面积极少的地面的发明目的，另一方面由于托盘距离地面的高度升高了，也减小了托盘对地面日照的影响，三维空间框架下面的草场或农田还可以充分利用，维护了农牧民的利益。甚至本实用新型可单独或成阵列地设置在池塘、河流等水面上，不占用草场或农田，还可以为水产养殖户就近提供电力。本实用新型使用卷扬机带动柔性的钢索调整托盘朝向，并利用重锤自动调整两侧对应钢索长度差的主摆动机构和俯仰摆动机构，从东、西、南、北四个方向同时对托盘施加牵引，从结构原理上摆脱了齿轮传动机构的局限性，避免了齿轮传动机构硬性连接易磨损和损坏的缺陷和重量大的缺陷，可以减轻追日光伏发电设备对三维空间框架的压力。同时由于矩形托盘上设有多根与其边缘平行的横梁、纵梁以及安装太阳能发电器件所需的横杆和纵杆，在矩形托盘的四个边缘中部施加牵引，可以充分利用这些横梁、纵梁以及横杆和纵杆对托盘整体强度的加强作用，使托盘可以最大限度地抗拒外力而不产生变形，托盘保持既定位置状态的能力大大增强，可以大大提高抗风能力，增加使用寿命。
[0008]在一种实施方式中:所述主摆动机构包含主卷扬机、西钢索、东上滑轮、东钢索和东重锤；所述主卷扬机上设第一绞盘和第二绞盘；该东上滑轮作为主上滑轮固定在所述托盘东侧边缘中部；该东钢索一端固定在该第一绞盘上，并缠绕数周，其另一端经该东上滑轮后被作为主重锤的该东重锤向下牵引；该西钢索一端固定在该第二绞盘上，并缠绕数周周后，其另一端连接所述托盘西侧边缘中部；所述俯仰摆动机构包含辅助卷扬机、南钢索、北上滑轮、北钢索和北重锤；所述主卷扬机的转轴与所述辅助卷扬机的转轴相垂直；所述辅助卷扬机上设第三绞盘和第四绞盘；该北上滑轮固定在所述托盘北侧边缘中部，该北钢索一端固定在该第三绞盘上，并缠绕数周，其另一端经作为辅助上滑轮的该北上滑轮后被作为辅助重锤的该北重锤向下牵引；该南钢索的一端固定在该第四绞盘上，并缠绕数周后另一端连接所述托盘的南侧边缘中部。
[0009]这种主摆动机构和俯仰摆动机构的结构简单、易于实现。
[0010]在一种优选的三维空间框架实施方式中:所述三维空间框架的顶部有两根十字交叉的主平杆；这两根主平杆的各端头分别焊接向下延伸的立杆，以及水平延伸连接相邻主平杆端头的平杆；三维空间框架的中心设有一根圆钢管制成的立柱；该立柱的高度与四根立杆的高度相同，都立在地面上；该立柱的上端固定在两根主平杆的交叉点下表面；所述支座的底部固定在这两根主平杆的交叉点外周的上表面。
[0011]圆钢管制成的立柱与钢结构三维空间框架组合，具有强大的支撑能力，该立柱可以承担其上方的追日光伏发电设备的重量，保证三维空间框架的稳定性。
[0012]所述两根主平杆的上面覆盖遮阳材料制作的顶层，使所述三维空间框架的内部空间形成停放车辆的车库。
[0013]在沙漠、戈壁等阳光辐照强，风沙大的艰苦环境，车辆不仅是当地居民、军人的交通工具，还是他们在这种改善恶劣自然环境中生命延续的保证。在他们停留时，有一个车库可停放和保养车辆，非常重要。本实用新型可以满足他们的迫切要求。
[0014]所述两根主平杆的上面覆盖保温材料制作的顶层，且沿着相邻的所述立杆设置从地面直达对应平杆的保温墙体，并在这些保温墙体上分别设置门、窗及安装空调设备，使所述三维空间框架的内部空间形成人居住或工作的房间。
[0015]这种三维空间框架组合便于在顶面和侧面加装保温隔离材料，为使用者提供工作、生活空间，为高原、海岛、沙漠、戈壁等艰苦环境的居民、边防军人提供电气化的理想生活环境。改善恶劣自然环境对人的伤害。
[0016]在另一种优选的三维空间框架实施方式中:所述三维空间框架的顶部有两根十字交叉的主平杆；这两根主平杆的各端头分别焊接向下延伸的立杆，以及水平延伸连接相邻主平杆端头的平杆；所述支座的底部固定在这两根主平杆的交叉点外周的上表面，在所属支座的底部与这两根主平杆的各个连接点的下表面分别设置一根型钢制成的立柱；这些立柱的高度与四根立杆的高度相同，都立在地面上。
[0017]利用四根型钢制成的立柱与钢结构三维空间框架组合，也具有强大的支撑能力。这四根立柱直接承担其上方的追日光伏发电设备的重量，不仅三维空间框架的稳定性高，还可以向外周扩展开来，增大使用空间的面积。
[0018]例如:所述两根主平杆的上面覆盖保温材料制作的顶层，且沿着相邻的所述立杆设置从地面直达对应平杆的保温墙体，并在这些保温墙体上分别设置门、窗，在相邻立柱下部之间安装吧台或柜台，使所述三维空间框架的内部空间形成休闲、消费场所。
[0019]从而为当地居民提供生活服务，为外来人提供休闲、娱乐活动的场地。
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