光伏发电系统及其太阳轨迹跟踪机构的制作方法

本实用新型涉及太阳能技术领域，特别是涉及一种光伏发电系统及其太阳轨迹跟踪机构。

背景技术：

目前，太阳能跟踪系统多为单轴跟踪系统或者多轴跟踪系统，即通过独立轴承转动产生光伏组件的倾斜，实现日照跟踪。但是，单轴跟踪系统或者多轴跟踪系统多以独立联动杆件控制光伏组件运动，独立联动杆件带动光伏组件运动时，独立联动杆件的转动倾角以及转动范围具有移动的区域限制，无法实现不同太阳角度的跟踪，不能实现光伏组件的充分利用，导致发电效率低。

技术实现要素：

基于此，有必要针对目前独立联动杆件的转动倾角与转动范围受限导致无法对不同太阳角度跟踪的问题，提供一种可实现不同角度太阳跟踪、提高光伏组件利用率的太阳轨迹跟踪机构，同时还提供一种含有上述太阳轨迹跟踪机构的光伏发电系统。

上述目的通过下述技术方案实现：

一种太阳轨迹跟踪机构，包括：

支撑组件；

具有倾斜面的转动组件，可转动地安装于所述支撑组件；以及

用于安装光伏组件的升降组件，位于所述倾斜面，并与所述倾斜面抵接，所述转动组件转动时可带动所述升降组件相对于所述支撑组件同步升降，以调节所述升降组件远离所述转动组件一端的倾角和/或朝向。

在其中一个实施例中，所述升降组件包括：

与所述倾斜面相对的随动件；以及

分布于所述随动件与所述倾斜面之间的多个联动件，所述多个联动件的一端与所述倾斜面抵接，至少一个所述联动件与所述随动件可旋转连接，所述转动组件转动时可带动所述多个联动件中的部分上升、部分下降。

在其中一个实施例中，所述联动件定长设置，和/或，所述联动件的长度可调。

在其中一个实施例中，所述升降组件还包括可旋转部件，设置于所述联动件，用于可旋转连接所述随动件；

所述可旋转部件包括万向节、球铰或旋转轴承。

在其中一个实施例中，所述支撑组件包括：

支撑件，用于可转动安装所述转动组件；以及

具有限位孔的限位件，安装于所述支撑件，并位于所述转动组件与所述随动件之间，所述限位孔安装可升降的所述联动件，用于对所述联动件的周向限位。

在其中一个实施例中，所述转动组件包括：

驱动件；

传动件，与所述驱动件连接，并由所述驱动件驱动；以及

具有所述倾斜面的转动基座，与所述传动件连接，并安装于所述支撑组件，所述传动件可带动所述转动基座安装于所述支撑组件转动。

在其中一个实施例中，所述转动组件还包括支撑轴承，所述支撑轴承位于所述转动基座与所述支撑组件之间。

在其中一个实施例中，所述太阳轨迹跟踪机构还包括调节组件，设置于所述升降组件与所述转动组件之间，并可相对所述转动组件移动，用于调节所述升降组件相对于所述转动组件的高度和/或角度。

在其中一个实施例中，所述调节组件包括：

安装件；以及

多个调节件，设置于所述转动组件，各所述调节件运动可带动所述安装件靠近或远离所述转动组件。

一种光伏发电系统，包括光伏组件及如上述任一技术特征所述的太阳轨迹跟踪机构；

所述光伏组件安装于所述太阳轨迹跟踪机构的升降组件。

采用上述技术方案后，本实用新型至少具有如下有益效果：

本实用新型的太阳轨迹跟踪机构，具有倾斜面的转动组件转动时带动升降组件同步上升与下降，可以调节升降组件顶部表面的倾角和/或朝向，这样，安装于升降组件顶部的光伏组件的倾角和/或朝向也被同步调整，使得光伏组件可以始终朝向太阳。有效的解决目前独立联动杆件的转动倾角与转动范围受限导致无法对不同太阳角度跟踪的问题。实现不同太阳角度的实时跟踪，以使得太阳光能够充分照射到光伏组件上，提高光伏组件的利用率，实现最大化利用光照产生的光伏效应，以提高发电效率。

本实用新型的光伏发电系统由于采用上述的太阳轨迹跟踪机构，实现不同太阳角度的实时跟踪，提高光伏组件的利用率，进而提高发电效率。

附图说明

图1为本实用新型一实施例中光伏发电系统的局部示意图。

其中：

100-太阳轨迹跟踪机构；

110-支撑组件；

111-支撑件；

112-限位件；1121-限位孔；

120-转动组件；

121-驱动件；

122-传动件；

123-转动基座；

124-支撑轴承；

130-升降组件；

131-联动件；

132-随动件；

133-可旋转部件；

140-调节组件；

141-安装件；

142-调节件；

200-光伏组件；

210-安装支架；

220-光伏板。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本实用新型的光伏发电系统及其太阳轨迹跟踪机构。进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

参见图1，本实用新型提供一种太阳轨迹跟踪机构100。该太阳轨迹跟踪机构100可以根据太阳的位置调整倾角和/或朝向，以实时跟踪不同太阳角度的运动轨迹。太阳轨迹跟踪机构100承载光伏组件200，使得其上的光伏组件200可以实时的朝向太阳。太阳的光线可以垂直照射于光伏组件200上，以减少光伏组件200的反射光线，提高光伏组件200的吸收效果，实现最大化利用光照产生光伏效应。可以理解的，本实用新型的太阳轨迹跟踪机构100还可以承载其他需要跟踪太阳轨迹的结构如聚光板等。

在一实施例中，太阳轨迹跟踪机构100包括支撑组件110、转动组件120及升降组件130。转动组件120设置于支撑组件110，升降组件130设置于转动组件120。支撑组件110起支撑作用，用于支撑转动组件120及升降组件130，实现对太阳轨迹跟踪机构100各个零部件的支撑。转动组件120具有倾斜面，而且，转动组件120可转动地安装于支撑组件110。升降组件130用于安装光伏组件200。升降组件130位于倾斜面，并与倾斜面抵接。转动组件120转动时可带动升降组件130相对于支撑组件110同步上升与下降，以调节升降组件130远离转动组件120一端的倾角和/或朝向。转动组件120为太阳轨迹跟踪机构100的动力源，转动组件120转动时可以带动升降组件130同步上升与下降，实现升降组件130远离倾斜面一端的倾角和/或朝向的调整。可以理解的，升降组件130是放置于转动组件120的倾斜面上，与转动组件120抵接连接。转动组件120转动时不会带动升降组件130同步转动。

如图1所示，转动组件120的顶部表面为倾斜面。由于转动组件120具有倾斜面，转动组件120转动时带动倾斜面转动，倾斜面上的高低位置也会发生变化。之前倾斜面上的较低位置会向更低位置或较高位置运动，之前倾斜面上的较高位置会向较低位置或更高位置运动。升降组件130位于倾斜面，倾斜面的高低位置变化也会带动升降组件130同步升降。转动组件120转动时，升降组件130一直与倾斜面抵接。由于升降组件130不会随转动组件120一同转动，升降组件130分别与倾斜面上的高位置和低位置抵接。具体的，倾斜面在转动过程中，倾斜面可以顶起升降组件130，也会使升降组件130在自身重力作用下下降。

转动组件120转动时，升降组件130会与倾斜面的各个位置相接触，并沿倾斜面滑动。为了便于说明升降组件130与转动组件120的运动关系，引入倾斜面的最高位置与最低位置。在某一时刻，升降组件130的A处与倾斜面的最高位置相接触，升降组件130的B处与倾斜面的最低位置相接触，如图1所示。在下一时刻，倾斜面的最高位置会移出升降组件130的A处，倾斜面的其他位置会运动到与升降组件130A处相接触的位置。由于倾斜面的最高位置的高度高于倾斜面其他位置的高度。倾斜面不会提供给A处的升降组件130顶力，这样，升降组件130在自身重力作用下下降。同时，倾斜面的最低位置会移出升降组件130的B处，倾斜面的其他位置会运动到与升降组件130的B处相接触的位置。由于倾斜面的最低位置的高度都低于倾斜面的其他位置的高度。倾斜面会顶起B处的升降组件130，使得升降组件130的B处上升。

由于倾斜面在转动过程中会与升降组件130的各个位置相接触，使得升降组件130各个位置的高度都会随着倾斜面的变化而调整。这样，升降组件130远离倾斜面的一端的倾角和/或朝向也会发生相应的改变。进而光伏组件200会随着升降组件130远离倾斜面一端倾角和/或朝向的变化同步运动，使得光伏组件200可以实时的朝向太阳。

本实用新型的太阳轨迹跟踪机构100采用具有倾斜面的转动组件120配合可同步上升与下降的升降组件130。转动组件120转动时带动升降组件130同步上升与下降，可以调节升降组件130顶部表面的倾角和/或朝向，这样，安装于升降组件130顶部的光伏组件200的倾角和/或朝向也被同步调整，使得光伏组件200可以始终朝向太阳。有效的解决目前独立联动杆件的转动倾角与转动范围受限导致无法对不同太阳角度跟踪的问题。实现不同太阳角度的实时跟踪，以使得太阳光能够充分照射到光伏组件200上，提高光伏组件200的利用率，进而提高发电效率。

在一实施例中，升降组件130包括随动件132以及多个联动件131。随动件132与倾斜面相对设置。随动件132用于安装光伏组件200。多个联动件131分布于随动件132与倾斜面之间。多个联动件131的一端与倾斜面抵接，多个联动件131的另一端与随动件132抵接。而且，至少一个联动件131与随动件132可旋转连接，转动组件120转动时可带动多个联动件131中的部分上升、部分下降。

也就是说，转动组件120转动过程中，倾斜面会同时与多个联动件131相接触。由于多个联动件131是抵接在不同高度的倾斜面上，倾斜面会带动其中部分的联动件131上升，同时还会带动其余的联动件131下降。在此过程中，多个联动件131远离倾斜面的一端会带动随动件132的某一处上升，某一处下降。

可以理解的，对于同一联动件131而言，与其相接触的倾斜面的高度从低变高时，倾斜面会顶起联动件131，使得联动件131上升。与联动件131相接触的倾斜面从高变低时，倾斜面不会给联动件131提供顶力。联动件131在重力作用下下降，并与倾斜面抵接。如图1所示，与倾斜面最高位置相接触的联动件131为A处的联动件131。转动组件120转动时，倾斜面的最高位置会向B处移动，倾斜面的其他位置运动至A处。此时，A处的联动件131会下降。当倾斜面的最高位置向A处滑动的过程中，倾斜面会顶起A处的联动件131。而其余联动件131的运动形式和A处的运动形式相同，在此不一一赘述。

而且，部分联动件131与随动件132之间是可旋转连接的。可旋转连接可以保证随动件132的倾角和/或朝向能够根据各个联动件131的升降进行灵活调整。联动件131在升降的过程中，联动件131可以通过可旋转连接处调节随动件132的角度偏向，实现调整随动件132的倾角和/或朝向。

可以理解的，随动件132的形状原则上不受限制，只要能够安装光伏组件200，以及能够可旋转连接联动件131或支撑联动件131即可。示例的，随动件132为随动圆盘。在其他实施方式中，随动件132还可为方形板、多边形板等等。而且，可以所有的联动件131都与随动件132可旋转连接，也可以只有其中几个联动件131与随动件132可旋转连接。示例的，联动件131与随动件132的可旋转连接处均匀分布于随动件132的边缘位置。在其他实施方式中，联动件131与随动件132的可旋转连接处也可位于随动件132的中部区域。

可以理解的，联动件131为任一能够支撑的长条形零件。在一实施例中，联动件131为杆件。可选的，杆件与倾斜面或随动件132的抵接处圆滑过渡，这样可以减小倾斜面转动时受到的阻力，避免联动件131与倾斜面之间发生严重干涉，保证运动平稳。

在一实施例中，联动件131定长设置。也就是说，联动件131的长度是固定的，通过转动组件120的倾斜面带动各个联动件131的升降调整，实现随动件132的倾角和/或朝向调整。在另一实施例中，联动件131的长度可调。如联动件131为伸缩杆等。这样，联动件131的长度可以各不相同，也可以某几个相同。转动组件120的倾斜面带动各个联动件131的升降调整的同时，联动件131的伸缩长度也可进行调整，实现随动件132的倾角和/或朝向调整。

在一实施例中，升降组件130还包括可旋转部件133，可旋转部件133设置于联动件131，用于可旋转连接随动件132。可旋转部件133能够实现随动件132相对于联动件131的任意角度旋转。联动件131通过多处可旋转连接安装于随动件132后，可以使随动件132在某一位置处的旋转角度固定，以使得随动件132可以长时间保持某一姿态，提高机构的稳定性。这样，随动件132上的光伏组件200可以在保持朝向太阳，提高光伏组件200的利用率。示例的，可旋转部件133包括但不限于球铰、万向节、旋转轴承等等。可选的，可旋转部件133可与联动件131为一体结构。

在一实施例中，支撑组件110包括支撑件111以及限位件112。支撑件111用于可转动安装转动组件120。支撑组件110起支撑作用，以支撑转动组件120及升降组件130。限位件112安装于支撑件111，并位于转动组件120与随动件132之间。限位件112用于对联动件131进行限位。由于联动件131的端部与倾斜面是抵接的，部分联动件131也是与随动件132抵接的。为了避免联动件131的位置窜动而影响联动件131的升降，通过限位件112限制联动件131的位置，使得联动件131的周向方向位置固定。可以理解的，这里的周向方向是指联动件131偏离升降运动的方向。

在一实施例中，限位件112具有限位孔1121。限位孔1121安装可升降的联动件131，用于对联动件131的周向限位。也就是说，限位件112上开设多个限位孔1121，并分别与多个联动件131的位置相对应。联动件131安装于限位孔1121中。转动组件120转动时会带动升降组件130存在转动方向的运动趋势。此时，联动件131会与限位孔1121的内壁抵接，限位孔1121会限制联动件131的周向位移，避免联动件131向偏离升降方向倾斜，保证联动件131的升降运动准确。

可选的，限位件112沿联动件131升降方向的高度尺寸小于联动件131的长度尺寸。这样可以避免限位件112的端部与随动件132或倾斜面之间发生干涉，保证随动件132与转动组件120运动平稳。示例的，限位件112的高度尺寸为联动件131长度尺寸的1/10～1/2。示例的，支撑件111为圆筒等。可选的，限位件112为圆形板或多边形板等。

在一实施例中，转动组件120包括驱动件121、传动件122以及转动基座123。驱动件121为太阳轨迹跟踪机构100的动力源，以驱动转动组件120转动。传动件122用于实现运动的传递，传动件122连接转动基座123与驱动件121。驱动件121输出的运动通过传动件122传递到转动基座123上，以带动转动基座123转动。转动基座123安装于支撑组件110，传动件122可带动转动基座123安装于支撑组件110转动。倾斜面位于转动基座123上，转动基座123转动时，可以使倾斜面具有不同的朝向。倾斜面位于图1所示的转动基座123的顶部。这样，转动的倾斜面可以配合多个联动件131后，可以使随动件132具有一定的倾角，并可以灵活的调整随动件132的倾角和/或朝向。随动件132上的光伏组件200可以产生不同角度的朝向，实现全角度的日照跟踪，避免光伏组件200的转向区域受限制，提高光伏组件200的利用率，实现最大化利用光照产生光伏效应。

可选地，驱动件121为电机。驱动件121可以安装于支撑件111的内侧，也可安装于驱动件121的外侧，还可安装于其他基准安装面上。驱动件121由时间控制电路控制运动，时间控制电路可以根据太阳在不同时刻的位置控制驱动件121输出驱动。可选地，传动件122为齿轮传动件122、链轮传动件122、同步带传动件122等。示例的，传动件122为齿轮传动件122，且为内齿轮传动。具体的，转动基座123具有内孔，内孔的内壁上具有内齿部，驱动件121的输出轴上安装齿轮，齿轮与内齿部啮合，以驱动转动基座123转动。在其他实施方式中，也可在转动基座123的外侧设置齿部。图1中所示箭头方向为转动基座123的转动方向，转动基座123可绕图1所示的轴线转动。

在一实施例中，转动组件120还包括支撑轴承124，支撑轴承124位于转动基座123与支撑组件110的支撑件111之间。支撑轴承124可以将转动基座123支撑于支撑件111上，避免转动基座123的转动运动与支撑件111之间发生干涉，保证转动基座123运动平稳。可以理解的，转动基座123可以套设于支撑件111上，也可以设置在支撑件111内侧。

在一实施例中，太阳轨迹跟踪机构100还包括调节组件140，设置于升降组件130与转动组件120之间，并可相对转动组件120移动，用于调节升降组件130相对于转动组件120的高度和/或角度。也就是说，调节组件140用于调节倾斜面的倾角。升降组件130通过调节组件140与转动组件120的倾斜面接触。可以理解的，调节组件140与转动组件120没有相对移动时，调节组件140的表面角度与倾斜面的角度相一致。此时，转动组件120转动时，联动件131还是按照倾斜面的倾斜度转动来调整随动件132的倾角和/或朝向。当调节组件140相对于转动组件120移动后，调节组件140的表面相对于倾斜面会存在一定的倾角，此时，联动件131会按照调节组件140表面的倾角调整随动件132的倾角和/或朝向。

可以理解的，由于不同地区的纬度不同，太阳照射的角度也存在差异。本实用新型的太阳轨迹跟踪机构100可以实现不同纬度地区光伏组件200发电时跟踪太阳运动轨迹。通过调节组件140调节倾斜面的倾角，使得升降组件130按照调节组件140调节后的倾角进行升降运动。这样，太阳轨迹跟踪机构100可以准确的跟踪使用地区的太阳轨迹。太阳光可以垂直照射于光伏组件200，提高光伏组件200的利用率，进而提高发电效率。可选的，调节组件140可以采用手动方式调节，根据所使用的地区的纬度进行调整。在其他实施方式中，调节组件140也可采用自动方式调整。

在一实施例中，调节组件140包括安装件141以及多个调节件142。调节件142设置于转动组件120的转动基座123，各调节件142运动可带动安装件141靠近或远离转动组件120。通过各调节件142的运动幅度可以调整安装件141相对于转动基座123的高度和/或角度，以实现倾斜面倾角的调节。可选的，安装件141为安装圆板，使得安装件141随转动基座123转动时的运动轨迹为圆形，避免碰到其他零部件。

可选的，调节件142包括调节螺丝。调节螺丝固定于转动基座123上，而且，调节螺丝穿过安装件141伸出，紧固螺母与调节螺母安装于调节螺丝上，通过调节螺母调节倾斜面的倾角，并通过紧固螺母固定。可选的，调节件142为调节螺栓/丝杆。调节件142可转动地安装于安装件141，并伸出安装件141。调节件142的伸出端可转动地安装于转动基座123。调节件142转动时可带动安装件141靠近或远离转动组件120。在其他实施方式中，调节件142也可为伸缩件等。

本实用新型的太阳轨迹跟踪机构100利用具有倾斜面的转动基座123和与随动件132可旋转连接的联动件131相配合。转动组件120转动时带动多个联动件131同步上升与下降，多个联动件131利用可转动连接处使随动件132产生不同角度的朝向，实现实时跟随太阳倾角。这样，光伏组件200的倾角和/或朝向也被同步调整，使得光伏组件200可以始终朝向太阳，实现不同太阳角度的实时跟踪，避免光伏组件200的转向区域受限制，使得太阳光能够充分照射到光伏组件200上，提高光伏组件200的利用率，实现最大限度利用光照产生的光伏特性，提高发电效率。

本实用新型还提供一种光伏发电系统，包括光伏组件200及如上述实施例中的太阳轨迹跟踪机构100。光伏组件200安装于太阳轨迹跟踪机构100的升降组件130。具体的，光伏组件200安装于升降组件130的随动件132上。通过转动组件120带动倾斜面转动调节多个联动件131的升降高度，以实现随动件132的倾角和/或朝向的调节，使得随动件132上的光伏组件200可始终朝向太阳，实现全角度日照跟踪，提高光伏组件200的吸收效率。

可以理解的，光伏组件200包括安装支架210及多片光伏板220，多片光伏板220安装于安装支架210上。安装支架210固定于随动件132上。在其他实施方式中。光伏组件200可以包括多片光伏板220，多片光伏板220直接安装于随动件132上。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书的记载范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。