一种盘式光伏跟踪器的制作方法

实用新型涉及一种光伏跟踪器，具体涉及一种盘式光伏跟踪器，属于太阳能利用技术领域。

背景技术：

目前，国际能源问题已成为各国关注焦点。化石能源的有效利用及新能源的开发利用成为科学家们研究重点。在化石燃料日趋减少的情况下，太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分，并不断得到发展。太阳能的利用有被动式利用(光热转换)和光电转换两种方式，太阳能发电是一种新兴的可再生能源。太阳能发电成为目前清洁能源首选。

应中国“十二五”计划“推动能源生产和利用方式变革”。截至2015年，国内装机重量预达到13GW。目前采用的光伏发电装置主要采用：固定式电站、跟踪式电站、家庭式电站、离网式电站等种类。各种大型发电站采用集中式发电，也就是说需要集中占领大量土地面积才能达到集中发电的要求。其中，单轴光伏跟踪电站能提高(相比于固定角度的光伏电站)20-30％的电量。更有利于短期内收回成本。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供一种盘式光伏跟踪器，能够有效利用广阔平地进行光伏发电，并将电能收集起来后向附近设施供电或向输电网供电，该盘式光伏跟踪器中太阳能电池板能够始终正面对着阳光，大大增加了单位土地面积的光伏利用率,且单位面积发电效率高，整体结构稳定。

所述的盘式光伏跟踪器包括：轨道、支撑架、太阳能电池板阵、周向驱动机构以及与轨道配合的滑轨；

所述轨道为圆盘形结构，该圆盘形结构由中心圆盘和一个以上与该中心圆盘同心的环形结构依次连接后形成；

所述支撑架为框架结构，所述太阳能电池板阵通过支撑架安装在所述轨道的上表面；

所述太阳能电池板阵包括三排以上太阳能电池板组，所述太阳能电池板阵的外轮廓线为与所述轨道同心的圆形，且相邻两排太阳能电池板组之间的间距相等；所述太阳能电池板组为双排结构，包括上排太阳能电池板和下排太阳能电池板；

所述周向驱动机构驱动用于带动所述太阳能电池板阵实现周向旋转。

该盘式光伏跟踪器还包括俯仰驱动机构，每排太阳能电池板组对应一个以上俯仰驱动机构，所述俯仰驱动机构用于带动所述太阳能电池板活动部分实现俯仰运动。

所述周向驱动机构包括：传动链、减速电机和链轮，所述减速电机固定连接在外围的固定基础上，减速电机的输出轴与链轮固接；所述传动链的两端固定连接在轨道的外圆周面上，所述链轮位于传动链与轨道外圆周面之间且与传动链相啮合。

所述支撑架包括：连杆、纵梁和横梁；其中所述纵梁为两层，沿纵向固定连接在轨道上；两层之间通过连杆相连；所述横梁为两层，沿横向固定连接在轨道上，两层之间通过连杆相连；所述太阳能电池板组通过其背面的支管支撑在上层横梁上。

所述俯仰驱动机构包括驱动电机、齿轮轴、齿轮、齿条、水平拉杆、连接杆、支杆和齿条导轨，所述驱动电机和齿条导轨均固接在所述支撑架的下层横梁和纵梁上，所述齿条与齿条导轨为滑动配合，所述驱动电机通过齿轮轴与齿轮固接，所述齿轮与齿条互相啮合；所述连接杆一端与所述太阳能电池板的背面固接，另一端与所述支杆的一端铰接，所述支杆的另一端与水平拉杆的一端铰接，水平拉杆的另一端与所述齿条相连。

从第一排太阳能电池板组起，太阳能电池板组的高度按照设定值依次递增，即相邻两排太阳能电池板组之间具有设定值的高度落差。

有益效果：

(1)本实用新型中通过周向驱动机构带动太阳能电池板实现周向旋转，使太阳能电池板能够始终正面对着阳光；如果需要维护，则可将电池板背向阳光，使光伏跟踪器较少甚至不再产生电力，方便工人维修维护。

(2)通过俯仰驱动机构实现太阳能电池板的俯仰运动：在极端恶劣条件下通过俯仰驱动机构将太阳能电池板水平放置，以减少风沙对电池板的破坏，增加抗风沙能力；雨雪、冰雹天气，电池板竖直摆放，减少冰雹破坏、雨雪覆盖；当天气晴好时，光伏跟踪器处于正常跟踪状态。

(3)本实用新型通过对轨道的结构，太阳能电池板的分布形式进行特殊设计，能够保证其单位面积发电效率高，整体结构稳定，具体为：①轨道采用两圈以上结构,通过其上的横梁纵梁连接固定在一起,能够承受、分担更多框架和太阳能电池板的重量；②太阳能电池板组采用双排结构，横向排列，如若光线出现遮挡，也不会影响整个阵列的输出电压；③太阳能电池板阵整体排列成正圆形,重量分布更平均，④依据盘式光伏跟踪器所使用位置处的纬度设定两排太阳能电池板之间的高度落差，使支撑架形成一个三角形，增加一定的稳定性的同时，减少了前后阴影遮挡。

(4)周向驱动机构驱动采用链条和链轮的形式实现传动，便于实现精确的周向角控制，传动精度高且制造成本低。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型水平转动机构的结构示意图；

图3为本实用新型俯仰机构的结构示意图；

图4为本实用新型俯仰机构的轴测图；

图5为太阳能电池板的分布形式示意图。

其中，1-轨道、3-支撑架、4-太阳能电池板阵、6-传动链、7-减速电机、8-链轮、9-驱动电机、10-齿轮轴、11-齿轮、12-齿条、13-连杆、14-纵梁、15-横梁、16-水平拉杆、17-支杆、18-支管、19-齿条导轨、41-上排太阳能电池板4、42-下排太阳能电池板。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本实用新型进行详细描述。

本实用新型提供一种盘式光伏跟踪器，如图1所示，包括轨道1、俯仰支撑架3、太阳能电池板阵4、俯仰驱动机构、周向驱动机构以及与轨道配合的滑轨。

所述轨道1由中心圆盘和三个与该中心圆盘同心的环形结构依次连接后形成的圆盘形结构，本实施例中，中心圆盘的半径为7.5m、从内向外三个环形结构的半径分别为14m、20m、25.5m，外圈间距相比内圈间距更密，能够承受、分担更多框架和太阳能电池板的重量。所述中心圆盘和三个与该中心圆盘同心的环形结构均由多个同心的环形钢管绕制而成,以在保证承重的同时有效减轻跟踪器的重量。

所述太阳能电池板阵4安装在所述轨道1的上表面，如图1所示，所述太阳能电池板阵4包括多排太阳能电池板组，每排太阳能电池板组横向放置，为使太阳能电池板阵4的重量分布更平均，所形成的太阳能电池板阵4的外轮廓线呈与所述轨道1同心的圆形，且相邻两排太阳能电池板组之间的间距相等。所述太阳能电池板组采用双排结构，即包括上排太阳能电池板41和下排太阳能电池板42，如若光线出现遮挡，也不会影响整个阵列的输出电压。本实施例中整个跟踪器装配依据实际使用需求640块太阳能电池板，20块为一组，一共32组，太阳能电池板接入汇流箱一共16路，32组分成2个16路，由于本实施例中相邻两排太阳能电池板组之间的间距为4.2米，由此，若第一排和最后一排也采用双排结构，只能保留其中一排，且支出去太长，不能使太阳能电池板阵4的外轮廓线呈正圆形，基于此，本实施 例中所述太阳能电池板阵4包括14排太阳能电池板组，其中位于中间12排太阳能电池板组双排结构，而位于两端的两排太阳能电池板组为单排结构，位于第一排的太阳能电池板组只有下排太阳能电池板，位于最后一排的太阳能电池板组只有上排太阳能电池板，由此能够使太阳能电池板阵4重量分布更平均，且中间12排太阳能电池板组中相邻两排之间的间距L为4.2米，两端的两排太阳能电池板组和与之相连的太阳能电池板组之间的间距L1和L2减半，为2.1米，以保证达到跟其他部位一样的阴影遮挡率。

所述周向驱动机构用于带动所述太阳能电池板阵4周向旋转，包括传动链6、减速电机7和链轮8，如图2所示。所述减速电机7固定连接在外围的固定基础上，减速电机7的输出轴固定连接链轮8；所述传动链6的两端固定连接在轨道1最外圈的外圆周面上，所述链轮8位于传动链6与轨道最外圈的外圆周面之间且与传动链6相啮合。轨道1与固定在地面上的滑轨配合，通过周向驱动机构带动所述轨道1转动进而实现太阳能电池板阵4整体的周向旋转。

所述俯仰支撑架3为框架结构，用于支撑安装俯仰驱动机构5，且所述太阳能电池板阵4通过俯仰支撑架3安装在所述轨道1的上表面，同时形成轨道1中心圆盘和三个环形结构也由俯仰支撑架3固定在一起。所述俯仰支撑架3包括：连杆13、纵梁14和横梁15，如图3和4所示。其中所述纵梁14为两层沿纵向固定连接在轨道1上，两层之间通过连杆13相连；所述横梁15为两层沿横向固定连接在轨道1上，两层之间通过连杆13相连。所述太阳能电池板4通过支管18支撑在上层横梁上。

所述俯仰驱动机构5用于带动太阳能电池板阵4实现俯仰运动，每排太阳能电池板组对应一个以上俯仰驱动机构5。所述俯仰驱动机构5包括：驱动电机9、齿轮轴10、齿轮11、齿条12、水平拉杆16、连接杆、支杆和齿条导轨19，如图3和4所示。所述驱动电机9和齿条导轨19均固定连接在所述俯仰支撑架3的下层横梁和纵梁上，所述齿条12与齿条导轨19为滑动配合，所述驱动电机9通过齿轮轴10与齿轮11固定连接，所述齿轮11与齿条12互相啮合，所述连接杆一端与所述太阳能电池板的背面固接，另一端与所述支杆17的一端铰接，所述支杆17的另一端与水平拉杆16的一端铰接，水平拉杆16的另一端与所述齿条12相连。

依据盘式光伏跟踪器所使用位置处的纬度设定相邻两排太阳能电池板组之间的高度落差，以在北纬42度使用该盘式光伏跟踪器为例，相邻两排太阳能电池板组的高度落差为65mm，由此使俯仰支撑架3中上层纵梁从前往后向上逐渐倾斜，如图5所示，采用该种结构增加一定的稳定性的同时，减少了前后阴影遮挡将近70mm。

该盘式光伏跟踪器的工作原理为：当太阳能电池板需要进行周向转动时，减速电机7带 动链轮8旋转并将转矩传递给传动链6，由于传动链6的两端固定连接在轨道1上，轨道1又与滑轨为滑动配合，因此通过轨道1带动装置整体实现周向转动；当太阳能电池板需要进行俯仰角变化时，驱动电机9通过齿轮轴10带动齿轮11转动，齿轮11的转动使齿条12沿齿条导轨19水平移动，齿条12的平移带动水平拉杆16左右移动，进而通过支杆17带动太阳能电池板绕支杆17与所述连接杆的铰接点转动，由此完成太阳能电池板俯仰角的变化。

综上所述，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。