一种多轴荷重型太阳直射跟踪的光伏组件支架系统的制作方法

本实用新型涉及光伏组件支架，尤其涉及一种多轴荷重型太阳直射跟踪的光伏组件支架系统。

背景技术：

随着光伏发电的普及，许多地方已经能够通过太阳能发电和市电并网共同来为一些大型用电设备供电，尤其适合一些条件恶劣的野外环境。光伏组件的发电效率是受到太阳照射角度、强度和时间影响的，光伏组件设置在何经纬度、朝向如何，以及太阳每天的升落时间和运动轨迹，都会对发电效率造成影响。如何最大化利用太阳能进行转化发电，是行业发展的一个关键技术问题。现有的一些光伏组件通过设置太阳跟踪系统来实现“追日”以提高发电效率，但是多采用单轴支撑光伏板，一方面对于安装位置的底面承重能力要求较高，一方面其“追日”效率并不高，使其应用受到了限制。

技术实现要素：

本实用新型提供一种多轴荷重型太阳直射跟踪的光伏组件支架系统，以解决上述现有技术不足，不仅通过多轴升降支杆来分担组件向下的重压，而且通过控制模块获得当前系统所处的经纬度以及朝向，结合太阳运动的地理信息数据，实现对光伏板的多方向调节，最大化接受太阳光直射，提高发电效率。

本实用新型采用的技术方案是：

一种多轴荷重型太阳直射跟踪的光伏组件支架系统，其特征在于，包括光伏板、可升降的支杆、旋转盘、转轴、旋转电机、支撑台、基座和控制模块，所述可升降的支杆由4个，通过球铰接方式连接在光伏板底面，分别位于光伏板的4个顶角处，所述可升降的支杆底部固定在旋转盘上，所述旋转盘设置在支撑台上，所述支撑台中间设有旋转电机，旋转电机通过转轴连接旋转盘，所述控制模块设置在光伏板背面，控制模块用以向可升降的支杆和旋转电机发出控制命令进行升降或旋转。

所述控制模块包括GPS模块、数据存储器、处理器、旋转控制器和调向控制器，其中，GPS模块用于获取系统当前所处的经纬度数据，并反馈给处理器；数据存储器用于存储太阳升落时间和运动轨迹的地理数据信息；旋转控制器用于控制旋转电机的启停；调向控制器用于控制可升降的支杆的升降；处理器用于处理经纬度信息和数据存储器预存地理数据信息，并计算出需要旋转或调整的角度数据发送给旋转控制器和调向控制器；GPS模块、数据存储器、旋转控制器和调向控制器均连接处理器，旋转控制器连接旋转电机，调向控制器分别连接4个可升降的支杆。所述控制模块还包括指南针模块，用于确定光伏板目前的朝向，指南针模块连接处理器。

所述可升降的支杆可为电机升降型支杆或液压升降型支杆。

本实用新型的有益效果是：

采用4个可升降的支杆来取代传统的单轴承重方式，极大缓解了对基座等的压力，更加适合应用在更广的范围和更多条件下；控模块可根据经纬度信息，结合太阳升落时间和运动轨迹的地理数据信息，计算出当前经纬度的光伏板在太阳运动过程中，需要调整的角度，并控制4个可升降的支杆实现，具体是先固定对角线的2个支杆，然后控制两外两个支杆1升1降，即可调整光伏板的角度，待太阳不断升起，不断调整；待正午过后，固定另外2个位于对角线的支杆，然后让之前是固定的2个支杆升降，也是通过1升1降，实现光伏板的继续跟踪，最多的时间能过接受到太阳直射，极大提高发电效率；进一步的，还有指南针模块，可获取当前光伏板的朝向数据，处理器进一步综合该数据，可向旋转控制器发出命令，通过旋转电机工作转动旋转盘，实现光伏板朝向调整，进一步提高了追日性能。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是本实用新型的前视结构示意图。

图3是本实用新型的控制模块结构示意图。

具体实施方式

如附图1~3所示，一种多轴荷重型太阳直射跟踪的光伏组件支架系统，包括光伏板1、可升降的支杆2、旋转盘3、转轴31、旋转电机4、支撑台5、基座6和控制模块7，所述可升降的支杆2由4个，所述可升降的支杆2可为电机升降型支杆或液压升降型支杆。通过球铰接方式连接在光伏板1底面，分别位于光伏板1的4个顶角处，所述可升降的支杆2底部固定在旋转盘3上，所述旋转盘3设置在支撑台5上，所述支撑台5中间设有旋转电机4，旋转电机4通过转轴31连接旋转盘3，所述控制模块7设置在光伏板1背面，控制模块7用以向可升降的支杆2和旋转电机4发出控制命令进行升降或旋转。所述控制模块7包括GPS模块、数据存储器、处理器、旋转控制器和调向控制器，其中，GPS模块用于获取系统当前所处的经纬度数据，并反馈给处理器；数据存储器用于存储太阳升落时间和运动轨迹的地理数据信息；旋转控制器用于控制旋转电机4的启停；调向控制器用于控制可升降的支杆2的升降；处理器用于处理经纬度信息和数据存储器预存地理数据信息，并计算出需要旋转或调整的角度数据发送给旋转控制器和调向控制器；GPS模块、数据存储器、旋转控制器和调向控制器均连接处理器，旋转控制器连接旋转电机4，调向控制器分别连接4个可升降的支杆2。所述控制模块7还包括指南针模块，用于确定光伏板1目前的朝向，指南针模块连接处理器。

太阳每一天的升落时间和运动轨迹是常规的地理规律，提前将这些地理数据预存在数据存储器中。处理器根据GPS模块提供的经纬度数据，以及指南针模块提供的东西南北指向信息，以及预存的地理数据，首先可确定光伏板1的初始朝向，以使的太阳升起时候就获得直射光照，具体可通过向旋转控制发送命令，旋转控制器控制旋转电机1运作，通过转轴31带动旋转盘3转动，实现光伏板1朝向的调整，调整到位后，控制旋转电机1停止；处理器可计算出在太阳当天运动过程中，每个时刻光伏板1的最佳角度值，通过调向控制器控制可升降的支杆2实现角度调整。具体的，可在太阳升起阶段，首先固定其中一个对角线的两个可升降的支杆2，控制另外两个可升降的支杆2通过一个升一个降，来实现光伏板1角度调整，使得在太阳升起的过程中每个时刻光伏板1都能尽量获得直射效果；在太阳通过正午最高点后，换做另一个对角线的两个可升降的支杆2固定不动，控制原来固定不动的两个可升降的支杆2分别升和降，从而可使光伏板1继续保持接受太阳的直射效果。由于可升降的支杆2与光伏板1之间是通过球铰接的方式连接，使得这种先让其中一个对角线固定不动，升降另外两个支杆，再让另一个对角线固定不动，升降原先固定的两个支杆的方式，可得以实现。这种追日方式，结合了系统安装地的地理位置信息，以及东西南北指向信息，可使得光伏板1的朝向能够每天都与太阳的轨迹匹配，并且使得光伏板1的角度可与每时的太阳照射安装地的角度匹配，具有更加精确的追日性能。

本实用新型不仅通过多轴升降支杆来分担组件向下的重压，而且通过控制模块获得当前系统所处的经纬度以及朝向，结合太阳运动的地理信息数据，实现对光伏板的多方向调节，最大化接受太阳光直射，提高发电效率。