专利名称：一种简化双轴联动型太阳能光伏发电系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于太阳能光伏发电技术领域，具体涉及到一种简化双轴联动型太阳能光伏发电系统。
背景技术：
常规太阳能发电技术大部分采用固定晶硅电池板发电，整个系统光电转换峰值一般在15%左右，并且随着太阳的东升西落而效率改变。为了获得单位面积的最大电力，人们往往不得不铺设占地面积较多的发电晶硅电池板来获取较大输出电力，这样的方式在土地面积受限的场合就往往受到限制。为了增加单位面积的发电量，人们可以采用地平坐标系双轴跟踪技术来使晶硅电池板能够跟随太阳运动而转动，这样的方式可以保证电池板实时与太阳垂直，获得最大入射光强，从而得到比常规固定方式更多的电力。但是这样的地平坐标系跟踪技术大部分采用立式结构，整个重心集中承载在支撑立柱上，并且需要根据地面结构进行打桩固定安装，因此往往只能够在地面使用，并且其伺服控制机械结构比较复杂，在恶劣环境下的长期可靠性不高。另外一种电池板追踪技术则是采用以地心为原点的时角坐标系，单块晶硅电池板安置在时角坐标系支架上，支架极轴与安装点成维度夹角，而聚光发电单元与极轴呈赤纬夹角，电池板围绕极轴旋转来追踪太阳东西方向的时角变化，这样的结构设计尽管简化了地平坐标系跟踪支架所带来的机械复杂性，但是却不能够象地平坐标系跟踪支架那样可以同时带动多块电池板转动，从而需要安装多套跟踪支架组合成发电阵列，需要消耗更多的驱动电力。此外，常规时角坐标系跟踪支架也很难直接安装在工业厂房和车库屋顶，因此在这类建筑上需要更为优化的设计。
发明内容针对上述不足，本实用新型的目的在于提供一种发电效率高，结构简单，重量均匀分布、可靠性高的简化双轴联动型太阳能光伏发电系统，该系统特别适合安装在工业厂房和车库屋顶，可以为工厂或者太阳能汽车提供更多电力。本实用新型可以通过如下技术方案来实现:一种简化双轴联动型太阳能光伏发电系统，其特征在于:其系统包括至少一组联动发电单元，所述联动发电单元包括晶硅太阳能发电板、联动驱动结构、用于调节晶硅太阳能发电板赤纬角度的赤纬角度调节杆、用于南北放置在屋顶上的安装支架；所述每组联动发电单元上设置有多块太阳能发电板，所述每组联动发电单元上的各块太阳能发电板之间通过联动驱动结构由自动跟踪系统驱动并同时围绕极轴旋转来追踪太阳东西方向的时角变化。进一步的，所述联动驱动结构包括联接多块太阳能发电板的联动杆，所述联动杆由驱动推杆进行推动，驱动推杆的另外一端与驱动电机相联接。进一步的，所述赤纬角度的赤纬角度调节杆采用手动调节。[0009]本实用新型原理:联动发电单元可以由于多块晶硅电池板构成，联动杆可以同时推动电池板同时围绕极轴旋转来追踪太阳东西方向的时角变化，而赤纬夹角的调节则可以通过调节电池板的倾斜角度来改变。由于赤纬角度全年变化只在之内，因而每天需要调节的角度非常微小，而由于采用晶硅电池板，因此对于赤纬角度的调节可以采用手动调节，每周或者一个月或者一个季度手动调整一次。调整时按照预先设计、安装好的一个表盘和日期确定位置；表盘刻度有约50度范围，两端点分别对应一年中冬至和夏至两个时间，这样的设计结构简单，方便维护。由于采用了时角坐标系的追日系统，因此这样的设计比常规固定晶硅电池板能够提高30%的发电效率，并且通过简单的联动设计进一步降低了系统所需要消耗的电力，从而比常规太阳能屋顶系统能够提供更多的额外电力。值的说明的是，本系统可以任意组合所需要的联动发电单元个数，即可以根据需要安装一套或者多套联动发电单元，也可以根据屋顶高度情况和风力大小调节各联动发电单元中所包含的晶硅电池板的数量，从而可以获得适合各种屋顶的不同形貌的太阳能发电系统，因此这种排列组合的变化应该视为本专利需要保护的一部分。由于本实用新型设计结构简单，重量均匀分布、抗风能力强。适合安装在居民建筑、工业厂房屋顶上，平顶或者尖顶向阳端都可以安装。
图1是时角坐标系支架安装原理图；图2是本实用新型提出的一个联动发电单元正面图；图3是联动发电单元的侧面结构图；图4是联动发电单元的联动结构示意图；图5是由多组联动发电单元构成的发电阵列；图6是本实用新型所提出的发电阵列安装在厂房楼顶示意图；图7是本实用新型所提出的发电阵列安装在车库顶面上的侧面图；图8是本实用新型所提出的发电阵列安装在车库顶面上的正面图；；其中，1-晶硅太阳能发电板，2-联动驱动结构，3-赤纬角度调节杆，4-安装支
架，5-驱动推杆。
具体实施方式
如图1所示，一种简化双轴联动型太阳能光伏发电系统，其系统包括至少一组联动发电单元，所述联动发电单元包括晶硅太阳能发电板1、联动驱动结构2、用于调节晶硅太阳能发电板I赤纬角度的赤纬角度调节杆3、用于南北放置在屋顶上的安装支架4 ;所述每组联动发电单元上设置有多块太阳能发电板，所述每组联动发电单元上的各块太阳能发电板之间通过联动驱动结构2驱动并同时围绕极轴旋转来追踪太阳东西方向的时角变化。该系统采用以地心为原点的时角坐标系，两个旋转中心线分别是朝向南北的倾斜支架中心轴线和朝向东西的聚光单元中心轴线。前者为极轴线，而后者为赤纬轴线.支架通过围绕极轴旋转可以追踪太阳东西方向的时角变化，而通过围绕赤纬轴旋转可以改变光线的入射角度。其中，极轴可以东西转动，负责追踪太阳时角变化，而赤纬轴则南北旋转，负责修正太阳赤纬角变化。支架极轴与安装点成维度夹角，而聚光发电单元与极轴呈赤纬夹角，由于一年中的赤纬角，其变化范围在内，因而角的每天变化在内，从而赤纬轴的改变角度很小。时角则随时间的改变而时时变化，因此围绕极轴的时角追踪相对角度较大。本实用新型将采用这种时角坐标系结构的追踪支架，可以降低一个轴向电机的往返运动，提高了系统可靠性，特别适合房屋顶部太阳能发电使用。整个系统南北安置在屋顶上，系统可以由MxN块晶硅电池板构成，每一行晶硅电池构成一组联动发电阵列单元。图2是本实用新型提出的一个联动发电单元正面图，联动发电单元由晶硅太阳能发电板1，联动驱动结构2，赤纬角度调节杆3和安装支架4构成。安装支架4可以与屋顶主梁相固定，并被南北放置在屋顶上。多块太阳能发电板被安置在一个联动发电单元上，并可以通过联动驱动结构2同时围绕极轴旋转来追踪太阳东西方向的时角变化。图3给出了联动发电单元的侧面结构，赤纬角度调节杆3可以调节太阳能电池板的赤纬角度，由于赤纬角度全年变化只在之内，因而每天需要调节的角度非常微小，而由于采用晶硅电池板，因此对于赤纬角度的每天调节可以采用手动调节，每周或者一个月或者一个季度手动调整一次。调整时按照预先设计、安装好的一个表盘和日期确定位置；表盘刻度有约50度范围，两端点分别对应一年中冬至和夏至两个时间，这样的设计结构简单，功耗低、方便维护。图4则给出了联动发电单元的联动结构，联动杆由驱动推杆5进行推动，驱动推杆5的一端可以连接直线直流电机，通过控制合适的转速可以保证追踪的精度。图5则给出了由多组联动发电单元构成的发电阵列，可以看到由于采用了每个单元构成，因此，系统维护和升级非常方便。图6是发电阵列安装在厂房楼顶的示意图，根据所需要功率的大小，可以选择合适安装的单元数量，与传统追踪型太阳发电系统相比，本实用新型所提到的方案高度大大降低，重量轻而且受力均匀，因此适合大规模安装在单层结构简易厂房的屋顶。图7和图8是采用本实用新型构建太阳能汽车充电车库，对于太阳能汽车车库使用，由于其发电效率高，能够为太阳能汽车提供更多的充电电力，因此适合城市内地价昂贵区域。以上列举的仅是本实用新型的若干个具体实施例，本实用新型不限于上述实施例，还可以有很多变性，本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种简化双轴联动型太阳能光伏发电系统，其特征在于:其系统包括至少一组联动发电单元，所述联动发电单元包括晶硅太阳能发电板(I)、联动驱动结构(2)、用于调节晶硅太阳能发电板(I)赤纬角度的赤纬角度调节杆(3)、用于南北放置在屋顶上的安装支架(4);所述每组联动发电单元上设置有多块太阳能发电板，所述每组联动发电单元上的各块太阳能发电板之间通过联动驱动结构(2)由自动跟踪系统驱动并同时围绕极轴旋转来追踪太阳东西方向的时角变化。
2.如权利要求1所述的简化双轴联动型太阳能光伏发电系统，其特征在于:所述联动驱动结构(2)包括联接多块太阳能发电板的联动杆，所述联动杆由驱动推杆(5)进行推动，驱动推杆(5)的另外一端与驱动电机相联接。
3.如权利要求1所述的简化双轴联动型太阳能光伏发电系统，其特征在于:所述赤纬角度的赤纬角度调节杆(3)采用手动调节。
专利摘要本实用新型属于太阳能光伏发电技术领域，具体涉及到一种简化双轴联动型太阳能光伏发电系统，其不同之处在于其系统包括至少一组联动发电单元，所述联动发电单元包括晶硅太阳能发电板、联动驱动结构、用于调节晶硅太阳能发电板赤纬角度的赤纬角度调节杆、用于南北放置在屋顶上的安装支架；所述每组联动发电单元上设置有多块太阳能发电板，所述每组联动发电单元上的各块太阳能发电板之间通过联动驱动结构由自动跟踪系统驱动并同时围绕极轴旋转来追踪太阳东西方向的时角变化。本实用新型发电效率高，结构简单，重量均匀分布、可靠性高。
文档编号G05D3/00GK203070103SQ201220737748
公开日2013年7月17日 申请日期2012年12月28日 优先权日2012年12月28日
发明者刘守华, 温成龙, 曾火根, 吕辉 申请人:武汉凹伟能源科技有限公司