用于光伏发电的太阳跟踪器的制造方法
【专利摘要】提供一种太阳跟踪器，其包括：太阳能电池板；上结构；主立柱；基础底部；高度角调整直接式缸筒；以及方位角调整直接式缸筒；其中，基础底部的上表面固定到主立柱的一个端部，通过具有单个自由度的铰链连接到高度角调整直接式缸筒的一个端部，并通过具有两个自由度的锁定型十字形连接器连接到方位角调整直接式缸筒的一个端部；以及上结构的底表面分别通过多个锁定型十字形连接器连接到主立柱的另一端部、高度角调整直接式缸筒的另一端部、以及方位角调整直接式缸筒的另一端部，连接到上结构和方位角调整直接式缸筒的锁定型十字形连接器构造为绕方位角调整直接式缸筒的长度方向的轴自由转动。
【专利说明】用于光伏发电的太阳跟踪器
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请基于并要求2012年9月13日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请N0.10-2012-0101422的优先权，其全部内容通过引用并入本文中。
【技术领域】
[0003]本申请涉及一种用于光伏发电的太阳跟踪器。更特别地，本发明涉及一种用于光伏发电的太阳跟踪器，其利用直接式缸筒跟踪白昼间的太阳的方位运动和随季节变化的作为太阳的高度的太阳高度的变化，以通过使太阳能电池板与太阳成直角从而对应太阳的运动(轨迹)而提高发电效率。
【背景技术】
[0004]为了使太阳能电池板定位成相对于太阳成直角，太阳跟踪器必须驱动至少两个轴，即用于跟踪关于太阳昼间运动的方位角的X轴和用于跟踪关于太阳季节性运动的高度角的Y轴，且可采用各种类型的机械构造来实现它。图1是现有技术中的太阳跟踪器I的立体图，该太阳跟踪器I设计为绕X轴转动以跟踪东-西方位角并绕Y轴转动以对准太阳的高度。
[0005]根据现有技术的太阳跟踪器1，为了跟踪太阳的方位角和高度角，需要连续驱动方位角跟踪装置和高度角跟踪装置以连续跟踪太阳的方位角和高度角。因此，现有技术的太阳跟踪器的问题在于需要借助计算机的复杂数学计算、或需要跟踪装置的精确控制和频繁驱动从而引起跟踪装置频繁发生故障。
[0006]进一步地，随着太阳能电池板变得大型以获得更大量的电力，要求结构设计除了获得面板的机械性能外，还获得足以耐受因诸如强风等外部作用所引起的面板变形或摇晃的刚性，并且防止总体结构倾覆。因此，该结构变得复杂且笨重，制造和构造成本增加。
【发明内容】
[0007]因此，本发明致力于解决现有技术中存在的上述问题，同时完整保留现有技术所获得的优点。
[0008]本发明的一实施方式涉及提供一种太阳跟踪器，其包括如下驱动装置，该驱动装置具有足以耐受风压的刚性和耐久性的简单结构，并能通过简单机械操作而精确控制高度角和方位角。
[0009]在本发明的一方面，提供一种太阳跟踪器，其包括:太阳能电池板，所述太阳能电池板包括一个或多个太阳能电池面板；上结构，所述上结构支撑所述太阳能电池板；主立柱和基础底部，所述主立柱和所述基础底部支撑所述上结构；高度角调整直接式缸筒，所述高度角调整直接式缸筒调整所述太阳能电池板的高度角，以对应随季节变化的太阳的高度；以及方位角调整直接式缸筒，所述方位角调整直接式缸筒根据时间调整方位角，以在所述高度角由所述高度角调整直接式缸筒固定时对应太阳的昼间运动。[0010]在这种情况下，所述基础底部的上表面固定到所述主立柱的一个端部，通过具有单个自由度的铰链连接到所述高度角调整直接式缸筒的一个端部，并通过具有两个自由度的锁定型十字形连接器连接到所述方位角调整直接式缸筒的一个端部。所述上结构的底表面分别通过所述锁定型十字形连接器连接到所述主立柱的另一端部，所述高度角调整直接式缸筒的另一端部、以及所述方位角调整直接式缸筒的另一端部。
[0011]在锁定型十字形连接器用于所述结构的情况下，由于所述锁定型十字形连接器因作用在其侧表面上的外部作用力而易受损坏，因此提供用于约束具有两个自由度的转动运动的转动锁定部，以在高度角调整直接式缸筒和方位角调整直接式缸筒完成角度调整操作之后，约束连接到高度角调整直接式缸筒和方位角调整直接式缸筒的锁定型十字形连接器的相对运动，使得整体结构可在结构方面稳定为刚性体。
[0012]进一步地，太阳能电池板可包括多个设有预定尺寸的太阳能电池面板，并可用于执行大型发电的光伏发电装置。为了解决这种大型太阳能电池板易受风压的问题，在各太阳能电池面板中设置转轴，在转轴的一个端部处安装蜗轮，并且附连蜗轮装置，使得电动或气压型马达与设置在转轴一个端部处的蜗轮啮合，以能够实现太阳能电池面板打开或关闭。可提供开/闭调整部，以在风压到达预定强度时，通过太阳能电池面板的开口而减轻作用在结构上的风压。
[0013]进一步地，为了驱动包括与太阳的高度角和方位角匹配的太阳能电池板的上结构，直接式缸筒可包括具有大重量和长冲程距离的复杂多级直接式缸筒，其可通过平行连接多个单一直接式缸筒并将所连接的多个单一直接式缸筒作为多级连接而获得。
[0014]如图2所不，在具有最低闻度角的冬至日和具有最闻闻度角的夏至日的范围内随一年四季重复改变的太阳的高度角具有极小昼间变化，而太阳的方位角在一日间沿一个方向即从太阳升起到下落重复变化。根据本发明的太阳跟踪器在通过跟踪高度角的一个轴的一次驱动后匹配该高度之后，固定高度角，直到太阳高度离开预定范围为止，并且仅驱动跟踪白昼间重复的东西方位角的另一轴。因此，可使用于跟踪太阳的驱动单元的可靠功率消耗最小化，并可减小装置的操作和管理成本。
[0015]根据本发明的太阳跟踪器，由于作为用于调整太阳能电池板角度的驱动装置的直接式缸筒也作用为装置的基础结构，因此驱动装置的结构可显著地简化从而无限地延长每个单元装置的光伏发电器的尺寸和容量，可极大地降低制造和构造成本，并可增强耐久性。
[0016]由于根据本发明的太阳跟踪器可打开和关闭多个太阳能电池板，因此当风压到达预定强度时，作用在整个太阳能电池板上的风压通过打开太阳能电池面板的一部分或全部而减轻，因此可确保太阳跟踪器的整体结构的安全性和耐久性。
[0017]进一步地，根据本发明的利用锁定型十字形连接器和直接式缸筒的太阳跟踪器，大容量结构的重量和诸如风压等外部作用力可适当地分散到主立柱和直接式缸筒并由主立柱和直接式缸筒支撑，太阳跟踪器可安装在距离大地较高的高度范围内。因此，对太阳跟踪器下部的空间利用变得适合，且可使对绿色空间的损害最小化。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]将从参照附图的以下详述中更清楚本发明的上述以及其它目的、特征和优点，其中:[0019]图1是图示现有技术中的太阳跟踪器示例的立体图；
[0020]图2是解释随着季节和白昼变化而改变的太阳的高度角和方位角的视图；
[0021]图3是根据本发明一实施方式的用于光伏发电的太阳跟踪器的立体图；
[0022]图4是图示根据本发明一实施方式的锁定型十字形连接器的配置的视图；
[0023]图5A和5B是解释根据本发明一实施方式的用于光伏发电的太阳跟踪器的高度角的调整的侧视图；
[0024]图6是解释根据本发明一实施方式的用于光伏发电的太阳跟踪器的高度角和方位角的调整的立体图；
[0025]图7是图示根据本发明一实施方式的方位角调整直接式缸筒的组装状态的视图；
[0026]图8是图示根据本发明一实施方式的方位角调整直接式缸筒的组装状态的横剖视图；
[0027]图9是图示根据本发明一实施方式的用于光伏发电的太阳跟踪器的锁定型十字形连接器的立体图；
[0028]图10是图示根据本发明一实施方式的用于光伏发电的太阳跟踪器的锁定型十字形连接器的横剖视图；
[0029]图11是图示根据本发明一实施方式的通过夹紧螺栓的操作的用于光伏发电的太阳跟踪器的锁定型十字形连接器的锁定状态的横剖视图；
[0030]图12是图示根据本发明一实施方式的通过夹紧螺栓的操作的用于光伏发电的太阳跟踪器的锁定型十字形连接器的锁定解除状态的横剖视图；
[0031]图13是根据本发明一实施方式的安装有锁定螺母和电磁体的用于光伏发电的太阳跟踪器的锁定型十字形连接器的横剖视图；
[0032]图14是图示根据本发明一实施方式的用于光伏发电的太阳跟踪器中的太阳能电池面板的打开状态的立体图；
[0033]图15是解释根据本发明一实施方式的用于打开用于光伏发电的太阳跟踪器中的太阳能电池面板的方法的立体图；
[0034]图16A和16B是从图15中的“A”向观察到的解释根据本发明一实施方式的用于打开用于光伏发电的太阳跟踪器中的太阳能电池面板的平面图；
[0035]图17A和17B是解释据本发明一实施方式的用于光伏发电的太阳跟踪器中的太阳能电池面板的打开和关闭状态的横剖视图；
[0036]图18是根据本发明另一实施方式由一个马达串联连接的多个太阳能电池面板同时打开的立体图；
[0037]图19是根据本发明另一实施方式可被使用的直接式缸筒的立体图；以及
[0038]图20是根据本发明另一实施方式的用于光伏发电的太阳跟踪器的侧视图。
【具体实施方式】
[0039]下文，将参照附图详述根据本发明优选实施方式的太阳跟踪器。
[0040]图3是根据本发明一实施方式的用于光伏发电的太阳跟踪器的立体图。
[0041]如图3所示，被驱动以依据太阳高度和方位跟随太阳光的太阳跟踪器100包括:太阳能电池板20，其包括一个或多个太阳能电池面板10 ;上结构30，太阳能电池板20安装在上结构30上；以及主立柱40和基础底部50，其支撑太阳跟踪器100的载荷，并用于支撑上结构30。
[0042]此时，优选地，基础底部50可由足以耐受太阳跟踪器100的倾覆或倾斜或强风压力的混凝土或钢结构形成。
[0043]进一步地，太阳跟踪器包括高度角调整直接式缸筒60和方位角调整直接式缸筒70，高度角调整直接式缸筒60调整太阳能电池板的高度角以对应季节性变化的太阳高度，方位角调整直接式缸筒70在高度角调整直接式缸筒60固定高度角的情况下根据时间调整与高度角成直角的方位角以对应太阳的昼间运动。如果从控制装置(未图示)接收到信号或电流的操作指示，则高度角调整直接式缸筒60和方位角调整直接式缸筒70延伸或收缩以执行向上和向下的直线运动，方位角转轴和高度角转轴转动，使得上结构30跟踪太阳以沿垂直方向面对太阳。
[0044]此时，基础底部50的上表面固定到主立柱40的一个端部，通过具有单个自由度的铰链61连接到高度角调整直接式缸筒60的一个端部，通过具有两个自由度的锁定型十字形连接器80a连接到方位角调整直接式缸筒70的一个端部。上结构30的底表面分别通过锁定型十字形连接器80b、80c以及80d连接到主立柱40的另一端部、高度角调整直接式缸筒60的另一端部以及方位角调整直接式缸筒70的另一端部。
[0045]优选地，上结构30的重心位于锁定型十字形连接器80b、80c以及80d与上结构30底表面连接的各点之间，以提供稳定结构。
[0046]用于将高度角调整直接式缸筒60、方位角调整直接式缸筒70以及主立柱40与上结构30和基础底部50连接的锁定型十字形连接器80b、80c以及80d设有具有两个自由度的十字形机械轴93，因此相应的机械轴可在它们之间形成任何角度。
[0047]如图4所示，为了防止由于转动力而使太阳跟踪器100扭曲和为了实现机械稳定驱动，必需使在上结构30水平维持的状态下将上结构30底表面与主立柱40 —个端部连接的锁定型十字形连接器80b与将方位角调整直接式缸筒70和上结构30底表面连接的锁定型十字形连接器80d彼此共中心地重合，以将锁定型十字形连接器80b和80d的十字形机械轴中的任一个轴作为太阳跟踪器100的高度角转轴(Y轴)。进一步地，必需使将上结构30底表面与主立柱40 —个端部连接的锁定型十字形连接器80b与将高度角调整直接式缸筒60和上结构30底表面连接的锁定型十字形连接器80c彼此共中心地重合，以将锁定型十字形连接器80b的十字形机械轴中的一个剩余轴作为太阳跟踪器100的方位角转轴(X轴)。进一步地，优选地，将主立柱40、方位角调整直接式缸筒70和高度角调整直接式缸筒60与上结构30底表面连接的锁定型十字形连接器80b、80c以及80d安装为沿同一方向设置，使得上结构30可平稳地转动。
[0048]参见图5A，根据上述构造的太阳跟踪器100，如果太阳高度降低，则高度角调整直接式缸筒60根据控制装置(未图示)的指令而伸长，且上结构30绕高度角转轴转动以根据太阳而降低上结构30的高度，而如果如图5B所示太阳高度升高，则高度角调整直接式缸筒60根据控制装置的指令而缩短，且上结构30绕高度角转轴反向转动以根据太阳而升高上结构30闻度。
[0049]在图6所示的示例中，在当高度角调整直接式缸筒60伸长时上结构30绕高度角转轴转动以维持一定高度角的状态下，当方位角调整直接式缸筒70操作以伸长或缩短时，上结构30以一定角度转动。如果移动高度角转轴的高度角调整直接式缸筒60停止，则高度角维持，如果移动方位角转轴的方位角调整直接式缸筒70在该状态下伸长或缩短，则太阳跟踪器100在所维持的高度角处重复方位角跟踪。也即，在高度通过一次驱动跟踪高度角的高度角转轴而设定后，高度角固定，直到太阳高度离开预定范围为止，其后，仅跟踪东-西方位角的方位角调整直接式缸筒70被驱动从而简化了太阳跟踪器100的操作。
[0050]如图7和8所示，对于与位于上结构30底表面上并具有两个自由度的锁定型十字形连接器80d连接的方位角调整直接式缸筒70而言，为了解除当上结构30转动以实现平稳操作和稳定结构时、因对高度角调整直接式缸筒60和方位角调整直接式缸筒70的驱动而发生的方位角调整直接式缸筒70的扭转，优选地，推力轴承71插入锁定型十字形连接器80d和方位角调整直接式缸筒70之间，且当锁定型十字形连接器80d和方位角调整直接式缸筒70彼此连接时，轴承支撑件72固定到推力轴承71，使得方位角调整直接式缸筒70可在方位角调整直接式缸筒70的长度方向上绕轴自由转动。
[0051]进一步地，在本发明的另一实施方式中，太阳跟踪器100仅使用一个直接式缸筒，且剩余的直接式缸筒可固定到主立柱。在这种示例中，可构造具有坚固结构并减少机械操作部分的单轴型跟踪器。
[0052]根据本发明一实施方式，太阳跟踪器100包括一个固定的主立柱40、辅助高度角调整直接式缸筒60和辅助方位角调整直接式缸筒70，因此，跟踪器100的总结构具有三个立柱以足以抵抗包括竖向载荷在内的竖向作用力。然而，由于高度角调整直接式缸筒60和方位角调整直接式缸筒70的两端通过铰链61或具有可自由转动的十字形机械轴93的锁定型十字形连接器80连接，因此连接部分易受因风压等作用在侧表面上的振动或摇晃。因此，在完成对太阳跟踪器100的驱动之后，锁定型十字形连接器80的相对转动运动根据来自控制装置(未图示)的指令或信号而被约束以能够使总结构作用为刚性体。
[0053]锁定型十字形连接器80包括设置于其中的十字形机械轴93以执行具有两个自由度的转动运动。图9图示可约束相对转动运动的锁定型十字形连接器80。为此，锁定型十字形连接器80可包括夹紧螺栓91、锁定螺母92以及缸筒94。如图10所示，为了抑制锁定型十字形连接器80的轴臂89和十字形机械轴93的转动运动，通过切除在锁定型十字形连接器80内支撑十字形机械轴93两个端部的轴臂89的下端部而形成切除部，在切除部内形成通孔以收紧和放松切除部，包括在锁定型十字形连接器80内的夹紧螺栓91设置在切除部的通孔内。进一步地，能够使夹紧螺栓91收紧和放松切除部的夹紧杆95的一个端部与切除部内的夹紧螺栓91连接。夹紧杆95的另一端部与缸筒94的活塞杆连接，且缸筒94固定到锁定型连接器的轴臂89的外表面。
[0054]如图11所示，如果缸筒94的活塞杆通过电力或流体力而伸长，则它向下降低连接于其上的夹紧杆95，且夹紧杆95转动夹紧螺栓91。因此，锁定型十字形连接器的轴臂89的切除部被拉动以约束锁定型十字形连接器的轴臂89和十字形机械轴93的转动运动。
[0055]对比而言，如图12所示，如果缸筒94的活塞杆通过电力或流体力而缩短，则它向上拉动连接于其上的夹紧杆95，且夹紧杆95沿反向转动夹紧螺栓91。因此，在右旋螺纹的情况下，锁定型十字形连接器的轴臂89的切除部的间隙变宽而被放松，且因此锁定型十字形连接器的轴臂89和十字形机械轴93的转动运动被放松。
[0056]进一步地，如图13所示，锁定型十字形连接器80以电磁体96a插入十字形机械轴93内的方式构造,在插入十字形机械轴93内的电磁体96a所定位的部分的外表面上形成螺纹，以与具有阴性螺纹的锁定螺母92接合，且锁定螺母92内置有电磁体96b。如果DC (直流)电流流到电磁体96a和96b，则电磁体96a和96b极化以产生吸引力和排斥力，且因此锁定螺母92以预定角度转动从而引发螺纹的紧固力。
[0057]为了进一步确保紧固力，如图10所示，锁定型十字形连接器80以电的、气压类型的或液压马达97安装在锁定型十字形连接器80的空置空间内的方式构造，在锁定螺母92侧表面部分上加工的齿轮通过与马达连接的驱动齿轮98和与驱动齿轮98啮合的从动齿轮99而彼此啮合，且锁定螺母92通过马达97的转动而转动，以附加地约束锁定型十字形连接器的轴臂98和十字形机械轴93的转动运动。在这种情况下，锁定螺母92通过电磁体96a和96b的磁力而转动，因此，锁定型十字形连接器的轴臂89收紧以约束转动运动。在这种情况下，即使在某些季节，锁定螺母92不能显示全部的紧固力，通过借助于马达97的驱动力的啮合齿轮而将附加转动力强制添加到锁定螺母92，且因此可获得更完全的锁定。
[0058]用于防止锁定型十字形连接器80的相对转动运动的上述方法可应用于十字形机械轴93的两侧以约束所述两侧，或可应用于锁定型十字形连接器80的十字形机械轴93的仅一侧以约束所述仅一侧。优选根据太阳跟踪器的尺寸和重量而选择性地应用所述方法。
[0059]进一步地，太阳能电池板20包括多个设有预定尺寸的太阳能电池面板10，并可用于执行大型发电的光伏发电装置。为了解决这种大型太阳能电池板易受风压的问题，在太阳能电池面板10中设置转轴111，止挡116a和116b安装在太阳能电池面板10的边框线上，电的或气压型马达113、蜗杆114和蜗轮115安装为打开和关闭作为转动门的太阳能电池面板10。可提供面板开/闭调整部110，以通过打开太阳能电池面板而减轻作用在该结构上的风压，使得当风压到达预定强度时，强劲的风流通过打开的太阳能电池面板10。
[0060]图14是图示具有带有面板开/闭调整部110的大型太阳能电池板20的太阳跟踪器10的示例的立体图。图14示出两列太阳能电池面板10同时打开以减小作用在整个太阳能电池面板10上的风压的状态。在面板开/闭调整部110中，如图15所示，转轴111安装在太阳能电池面板10的中央内部，使得太阳能电池面板10可转动，蜗轮115安装在转轴111的一端部上，轴承保持件35连接到转轴111的另一端部以能转动。进一步地，构成上结构30的框架33安装在太阳能电池面板10的外侧上，转轴111借助于转轴保持件35定位在框架33的上表面上，第一止挡116a和第二止挡116b安装在与太阳能电池面板10在绕转轴111转动时打开或关闭的部分对应的框架33的转轴111的左侧和右侧。与设置在转轴一端部处的蜗轮115相啮合的蜗杆114和具有内置减速器以转动蜗杆114的马达113彼此连接，并安装在框架33的上表面上。
[0061]进一步地，一对第一锁定杆单元117a和第二锁定杆单元117b沿太阳能电池面板10的转轴111安装所沿方向的垂直方向竖直地和水平地设置在框架33上，锁定槽119形成在太阳能电池面板10的与第一锁定杆单元117a和第二锁定杆单元117b对应的左表面和右表面上。第一限制开关118a和第二限制开关118b安装在位于左表面和右表面之一上的锁定槽119内部，支架34安装在框架33的下部上，第三限制开关118c安装在支架34的端部上，使得限制开关118c在太阳能电池面板打开到规定角度处的位置与太阳能电池面板10接触。
[0062]图16A和16B是解释从图15的“A”向观察到的太阳能电池面板10的打开的平面图。图16A图不太阳能电池面板10关闭的情形，图16B图不太阳能电池面板10打开的情形。太阳能电池面板10可通过马达113的操作在预定范围内转动，该预定范围由设置在位于规定打开角度处的支架34上的第三限制开关118c设定，太阳能电池面板10可通过第一止挡116a和第二止挡116b而不沿相反方向转动。
[0063]图17A和17B是解释太阳能电池面板10的打开和关闭状态的横剖视图。在如图17A所示的太阳能电池面板10关闭的状态下，在位于太阳能电池面板10侧表面上的锁定槽119内成一直线地设置以对应第一锁定杆单元117a的第一限制开关118a和第二限制开关118b被第一锁定杆单元117a的锁定杆同时施压而处于断开状态，因此转动太阳能电池面板10的马达113能既不沿顺向也不沿逆向地操作。
[0064]在打开太阳能电池面板10的情况下，需要面板开/闭调整部110的面板打开开关(未图示)操作。当面板打开开关变成导通状态时，面板开/闭调整部110的面板关闭开关(未图示)被释放以处于断开状态下，且面板关闭电路不能操作。在这种情况下，如图17B所示，由于内置于第一锁定杆单元117a和第二锁定杆单元117b的单一螺线管操作以向后移动，因此太阳能电池面板10处于可打开状态下，第一限制开关118a和第二限制开关118b从它们的被压状态释放以使马达113开始其操作。此时，即使控制马达113沿逆向转动的第二限制开关118b从被压状态释放，面板关闭电路保持处于断开状态下，并不操作。
[0065]如图16B所示，由于蜗轮114借由马达113的操作通过减速器(未示出)转动且与蜗轮114啮合的蜗杆115转动，因此太阳能电池面板10缓慢地打开，如果太阳能电池面板10到达规定打开角度，则它施压位于合适位置的第三限制开关118c。此时，第三限制开关118c被释放以停止马达113的操作，第一锁定杆单元117a和第二锁定杆单元117b的单一螺线管被释放以顺向移动从而使所述锁定杆分别借助于弹簧力复位到它们的初始位置。
[0066]对比而言，在关闭太阳能电池面板10的情况下，需要操作面板开/闭调整部110的面板关闭开关。在面板关闭开关变成导通状态的时刻，面板关闭开关被释放以处于断开状态，因此面板打开电路不能操作。另一方面，由于电流极性的变化，马达113沿反向起动其操作，蜗轮115通过蜗杆114转动以关闭太阳能电池面板10。此时，虽然被施压从而处于断开状态下的第三限制开关118c恢复到导通状态，太阳能面板打开电路被断路以处于断开状态，并因此不操作。进一步地，如果太阳能电池面板10关闭以到达第一锁定杆单元117a和第二锁定杆单元117b并且太阳能电池面板10的侧表面推动锁定杆的倾斜表面，则锁定杆被逆向推动，在锁定杆被推动超过预定距离之后的时刻，内置在位于太阳能电池面板侧表面上的锁定杆119内的第一限制开关118a和第二限制开关118b由被弹簧力推动的锁定杆施压，以处于断开状态(被释放)。与此同时，马达113停止其操作，太阳能电池面板10借助于第一和第二止挡116a和116b与第一和第二锁定杆单元117a和117b不沿任何方向打开(被固定)。
[0067]如图18所示，根据本发明另一实施方式的太阳能电池面板10的面板打开/关闭调整部可以如下方式构造，即包括在多个太阳能电池面板10中的各个蜗轮与位于框架上表面上的单个蜗轮驱动轴36成直线地连接，通过操作连接到蜗轮驱动轴一端部的一个马达113，串联连接的多个太阳能电池面板同时打开或关闭。
[0068]根据本发明，由于其简化构造，可获得利用锁定型十字形连接器和直接式缸筒的大容量和大型太阳跟踪器100。由于负担该结构载荷的大部分和外部作用力的主立柱由钢结构或混凝土结构型形成，因此主立柱的数值范围可增大。为了应对太阳跟踪器100的大数值范围，如图19所示，具有大容量和长行程距离的复杂多级直接式缸筒120可通过平行连接多个直接式缸筒121并且将保持器122连接到多个直接式缸筒121而获得。
[0069]图20图示根据本发明另一实施方式的大型太阳跟踪器。大型和大容量太阳跟踪器100可由复杂多级直接式缸筒120构造而成，在由钢结构或混凝土结构形成的主立柱30的内部，可提供为了冷却光伏发电模块目的而存储雨水的雨水存储设施31、用于膳宿和用于商务的居住空间、用于移动人和物品的提升设施、以及用于控制和管理发电设备的管理办公室。
[0070]虽然为了例示目的已描述了本发明的优选实施方式，但本领域技术人员将了解，在不脱离所附权利要求公开的本发明的范围和主旨情况下，可以进行各种修改、添加和替代。因此，可以理解，本发明并不局限于本文所公开的实施方式，而是仅限定在所附权利要求的范围内。
【权利要求】
1.一种用于光伏发电的太阳跟踪器，其被驱动以根据太阳高度和方位的变化跟随太阳光，所述太阳跟踪器包括: 太阳能电池板，所述太阳能电池板包括一个或多个太阳能电池面板； 上结构，所述上结构支撑所述太阳能电池板； 主立柱，所述主立柱支撑所述上结构； 基础底部，所述基础底部连接到所述主立柱以支撑所述上结构； 高度角调整直接式缸筒，所述高度角调整直接式缸筒调整所述太阳能电池板的高度角，以对应随季节变化的太阳的高度；以及 方位角调整直接式缸筒，所述方位角调整直接式缸筒根据时间调整方位角，以在所述高度角由所述高度角调整直接式缸筒固定时对应太阳的昼间运动； 其中，所述基础底部的上表面固定到所述主立柱的一个端部，通过具有单个自由度的铰链连接到所述高度角调整直接式缸筒的一个端部，并通过具有两个自由度的锁定型十字形连接器连接到所述方位角调整直接式缸筒的一个端部；以及 所述上结构的底表面分别通过多个锁定型十字形连接器连接到所述主立柱的另一端部，所述高度角调整直接式缸筒的另一端部、以及所述方位角调整直接式缸筒的另一端部，连接到所述上结构和所述方位角调整直接式缸筒的锁定型十字形连接器构造为绕所述方位角调整直接式缸筒的长度方向的轴自由转动。
2.如权利要求1所述的太阳跟踪器，其中，基于在所述上结构水平地维持的状态、将所述主立柱与所述上结构的底表面连接的所述锁定型十字形连接器的机械轴的一个轴中心与将所述高度角调整直接式缸筒与所述上结构的底表面连接的所述锁定型十字形连接器的机械轴的一个轴中心关于`两个所述机械轴彼此重合，以形成方位角转轴；以及 将所述主立柱和所述上结构的底表面连接的所述锁定型十字形连接器的机械轴的另一轴中心与将所述方位角调整直接式缸筒和所述上结构的底表面连接的所述锁定型十字形连接器的机械轴的一个轴中心关于两个所述机械轴彼此重合，以形成与所述方位角转轴成直角的高度角转轴。
3.如权利要求1所述的太阳跟踪器，其中，所述方位角调整直接式缸筒和所述高度角调整直接式缸筒构造成通过平行连接一个或多个直接式缸筒和将保持件与平行连接的所述直接式缸筒连接而形成多级。
4.如权利要求1所述的太阳跟踪器，其中，所述锁定型十字形连接器包括能以两个自由度转动的十字形机械轴； 所述锁定型十字形连接器包括夹紧杆、夹紧螺栓以及缸筒，从而约束具有两个自由度的所述锁定型十字形连接器的转动；以及 所述锁定型机械轴通过用所述缸筒操作所述夹紧杆而转动所述夹紧螺栓而受约束，以锁定或解锁所述锁定型十字形连接器。
5.如权利要求1所述的太阳跟踪器，其中，所述锁定型十字形连接器包括能以两个自由度转动的十字形机械轴； 所述锁定型十字形连接器包括锁定螺母和电磁体，以约束具有两个自由度的所述锁定型十字形连接器的转动；以及 所述锁定型机械轴通过借由具有规定极性的所述电磁体的吸引或排斥操作转动所述锁定螺母而被约束，从而锁定或解锁所述锁定型十字形连接器。
6.如权利要求1所述的太阳跟踪器，其中，所述锁定型十字形连接器包括能以两个自由度转动的十字形机械轴； 所述锁定型十字形连接器包括马达和锁定螺母，从而约束具有两个自由度的所述锁定型十字形连接器的转动；以及 所述锁定型机械轴通过借由驱动所述马达转动所述锁定螺母而被约束，从而锁定或解锁所述锁定型十字形连接器。
7.如权利要求1所述的太阳跟踪器，其中，所述太阳能电池板包括从所述太阳能电池面板外侧支撑所述太阳能电池面板的框架； 转轴安装在所述太阳能电池面板内部； 蜗轮安装在所述转轴的一个端部； 马达和蜗杆安装在所述框架的上表面，提供面板开/闭调整部，用来通过借由所述马达和连接到所述马达的所述蜗杆的转动而转动所述转轴，从而打开或关闭所述太阳能电池面板。
8.如权利要求7所述的太阳跟踪器，其中，所述面板开/闭调整部包括限制开关以控制所述太阳能电池面板的打开角。
9.如权利要求7所述的太阳跟踪器，其中，所述面板开/闭调整部包括连接安装在串联的所述太阳能电池面板内的蜗轮的蜗轮驱动轴，以及连接到所述蜗轮驱动轴的一个端部的马达；以及 所述马达转动以同时打开或关闭串联连接的太阳能电池面板。
10.如权利要求1所述的太阳跟踪器，其中，在所述主立柱内提供为了冷却光伏发电模块目的而存储雨水的雨水存储设施、用于膳宿和用于商务的居住空间和设施、用于移动人和物品的提升设施、以及用于控制和管理发电设备的电控设施。
【文档编号】G05D3/12GK103676967SQ201210452081
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年11月12日 优先权日:2012年9月13日
【发明者】严奔道 申请人:严奔道