方位角跟踪光伏发电单元的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种方位角跟踪光伏发电单元，包括光伏组件、光伏组件安装架，所述光伏组件安装架转动支承于支座上，所述光伏组件安装架还通过连杆、滑块与钢索相连，所述滑块可移动支承于导轨上，所述钢索卷绕于辊筒上。该方位角跟踪光伏发电单元能实现光伏组件方位角方向的跟踪调节功能，提高发电效率，且结构简单，成本低。
【专利说明】方位角跟踪光伏发电单元
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种光伏发电装置，尤其涉及一种可实现跟踪功能的光伏发电装置。
【背景技术】
[0002]光伏发电装置将太阳光能转化为电能，其发电效率与太阳能光伏组件所接受的太阳光照射的效果有直接的关系，当太阳光直接正面照射太阳能光伏组件时其发电效率最闻。
[0003]由于地球的自转及地球绕太阳的公转，地球上某一点与太阳之间的相对位置是每时每刻每天都在发生变化的，也就是说，太阳光照射到地球上某一点上安装的太阳能电池板上的入射方向是不断变化的，这种变化既有高度方向上的(即太阳高度角的变化)，也有左右方向上的(即太阳方位角的变化)，并且在地球上不同的位置(纬度)上，这样的变化也是不同的。因此，为了达到上述的太阳能光伏组件最高的发电效率，理想状况就是要使太阳能光伏组件安装面的高度角与方位角能随着太阳的位置不断地变化，使其始终正对着太阳，但这并不是轻易能达到的。
[0004]通常，太阳能光伏组件是安装在光伏组件安装架上的，并且由于成本及维护保养方面的原因，光伏组件安装架大都为固定支架，也就是说，大多数光伏组件并不能跟踪太阳的位置以正对太阳，这也就不能达到较高的发电效率。为了能达到较高的发电效率，人们开发的不少的具有跟踪功能的光伏发电装置，可以变化太阳能光伏组件安装面的高度角或方位角。但现有的具有跟踪功能的光伏发电装置应用并不普遍，其主要原因或是由于实现跟踪功能需要较为复杂的传动机构及动力装置，如齿轮齿条机构、蜗轮蜗杆机构等等，这类机构成本较高，维护保养不便。
实用新型内容
[0005]针对现有技术所存在的上述不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种方位角跟踪光伏发电单元，它能实现光伏组件方位角方向的跟踪调节功能，提高发电效率，且结构简单，成本低。
[0006]为了解决上述技术问题，本实用新型的一种方位角跟踪光伏发电单元，包括光伏组件、光伏组件安装架，所述光伏组件安装架转动支承于支座上，所述光伏组件安装架还通过连杆、滑块与钢索相连，所述滑块可移动支承于导轨上，所述钢索卷绕于辊筒上。
[0007]在上述结构中，由于所述光伏组件安装架转动支承于支座上，则光伏组件安装架可以在支座上绕垂直方向左右转动，使得安装在光伏组件安装架上的光伏组件对太阳方位角的跟踪成为可能；又由于所述光伏组件安装架还通过连杆、滑块与钢索相连，所述滑块可移动支承于导轨上，则光伏组件安装架、连杆、滑块与导轨构成一滑块摇杆机构，光伏组件安装架为摇杆，当滑块在钢索的带动下沿导轨往复移动时，会经连杆驱动作为摇杆的光伏组件安装架绕支座左右摆动，从而实现安装在光伏组件安装架上的光伏组件对太阳方位角的跟踪，提高发电效率；而所述钢索卷绕于辊筒上则为钢索的往复运动提供了运动动力，通过正反向转动辊筒即可方便地带动钢索往复移动，这样，通过简单的钢索与滑块摇杆机构实现光伏组件方位角方向的跟踪调节功能，较之通常采用的齿轮齿条机构、蜗轮蜗杆机构等传动机构结构简单、成本低，使用维护方便。
[0008]本实用新型的一种优选实施方式，所述光伏组件安装架为截面呈三角形的固定钢架。采用该实施方式，光伏组件安装架为固定的三角形钢架结构，三角形钢架的斜面为光伏组件的安装面，其倾斜角度根据光伏发电装置安装所在地的纬度确定，该实施方式结构简单，制造方便，稳定性好。
[0009]本实用新型的又一种优选实施方式，所述光伏组件安装架包括顶框、底框及后支柱，顶框铰连在底框与后支柱上，后支柱铰连在底框上，后支柱为可调节长度的撑杆结构。进一步地，所述顶框、底框与后支柱间通过铰支座相铰连，该铰支座为整体铸造结构。采用该实施方式，光伏组件安装架通过顶框、底框及后支柱相互铰连构成三角形的框架结构，光伏组件安装在其顶框上，由于后支柱为可调节长度的撑杆结构，则顶框与底框之间的角度可以随后支柱的长度变化而变化，使得光伏组件的安装高度角可以调节，既可以适应不同纬度地区光伏发电装置安装高度角的要求，也可以在使用过程中适时地调整高度角，从而得到更高的发电效率；而由于顶框、底框与后支柱间通过铰支座相铰连，该铰支座为整体铸造结构，则使得各构件间的铰接结构刚性强，使用寿命长。
[0010]本实用新型的另一种优选实施方式，所述钢索经导向轮卷绕于辊筒上；进一步地，所述辊筒转动支承于支承架上，该辊筒与动力源传动连接。采用该实施方式，传动结构简洁，使用维护与保养均很方便。
[0011]本实用新型的进一步的优选实施方式，所述光伏组件安装架后端通过连杆、滑块与钢索相连。采用该实施方式，钢索及其导向轮与滚筒设置于光伏发电装置的后侧，不会影响其它光伏发电装置的安装。
[0012]本实用新型的另一进一步的优选实施方式，所述光伏组件安装架前端通过连杆、滑块与钢索相连。采用该实施方式，钢索及其导向轮与滚筒设置于光伏发电装置的前侧，可以适应不同的安装场地的安装位置要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型方位角跟踪光伏发电单元作进一步详细说明。
[0014]图1是本实用新型方位角跟踪光伏发电单元一种【具体实施方式】的结构示意图；
[0015]图2是图1所示结构的俯视图
[0016]图3是本实用新型方位角跟踪光伏发电单元另一种【具体实施方式】的结构示意图；
[0017]图4是图3所示结构的俯视图；
[0018]图5是本实用新型方位角跟踪光伏发电单元的运动关系简图；
[0019]图6是本实用新型方位角跟踪光伏发电单元中光伏组件安装架另一种结构形式的示意图。
[0020]图中:1 一光伏组件、2 —光伏组件安装架、3 —支座、4 一连杆、5 —导轨、6 —钢索、7 —滑块、8 —导向轮、9 一滚筒、10动力源、11 一顶框、12 —铰支座、13 —底框、14 一后支柱。【具体实施方式】
[0021]在图1、图2所示的方位角跟踪光伏发电单元中，光伏组件I为长方形板状构件，光伏组件安装架2为截面呈三角形的固定钢架，光伏组件I固定安装在光伏组件安装架2的斜面上，光伏组件安装架2在底面的中部通过推力轴承与支座3转动连接，使得光伏组件安装架2转动支承于底座3上。
[0022]光伏组件安装架2在底面的后部与连杆4铰连，连杆4的另一端与滑块7铰连，所述滑块7为剖分结构，其中间卡接钢索6，通过螺栓紧固剖分式结构的滑块7的两部分结构件，将钢索6牢固地卡接在其中间，从而使得光伏组件安装架2通过连杆4、滑块7与钢索6相连；滑块7与导轨5内槽滑动配合，可沿导轨5往复移动，当然，滑块7也可以在底部安装滚动轴承，通过滚动轴承在导轨5内槽的滚动来可移动地支承于导轨5上；光伏组件安装架
2、连杆4、滑块7与导轨5构成一滑块摇杆机构，其运动关系参见图5。
[0023]钢索6经四个导向轮8卷绕于辊筒9上，正反方向转动辊筒9可以方便地使钢索6产生往复运动；辊筒9转动支承于支承架上，该辊筒9与动力源10传动连接，动力源10为电机，当然，也可以简单地由人工通过手柄来转动，这样，通过定时地使辊筒9转动一定的角度，就可以使安装于光伏组件安装架2上的光伏组件I改变左右方向的角度，从而实现光伏组件I在每天的不同时段随着太阳方位角的变化而改变角度，即实现光伏发电单元方位角的跟踪功能，提高发电效率，每次调节完成后，通过电机刹车装置或安装于辊筒上的制动装置保持钢索的固定。
[0024]图3、图4示出了本实用新型一种方位角跟踪光伏发电单元的另一种【具体实施方式】，其与上一【具体实施方式】相比，区别在于连杆4与光伏组件安装架2铰连的连接位置不是在光伏组件安装架2底面的后部，而是在光伏组件安装架2底部的前部，相应地，滑块7、导轨5、钢索6及其导向轮8与动力源10等均位于光伏发电单元的前面，其余结构与上一【具体实施方式】相同。
[0025]图6示出了光伏组件安装架2的另一种结构形式，在此结构中，光伏组件安装架2由顶框11、底框13及后支柱14等构件构成，顶框11前端通过两铰支座12铰连在底框13上，该两铰支座12的转动中心同轴，顶框11后端通过铰支座12铰连在一根后支柱14上，后支柱14通过铰支座12铰连在底框13上，后支柱14为可调节长度的撑杆结构，该撑杆结构由套接连接的两根杆件结合而成，其长度调节的结构形式可以是多种多样的，如可以采用螺旋调节的形式，也可以沿杆长方向设置多个连接螺栓孔，通过不同螺栓孔相互连接来调节长度；铰支座12为整体铸造结构，为Q235钢材通过失蜡浇铸整体一次成型，结构刚性强，使用寿命长。
[0026]以上仅列出了本实用新型的一些实施方式，但本实用新型并不局限于此，还可以作许多的改进和变换，如:光伏组件安装架2还可以通过其它辅助支承结构与支座3加强连接，使光伏组件安装架2获得更高的结构刚性与稳定性。因此，只要是在不违背本实用新型基本原理的情况下所作的改进与变换，均应视为落入本实用新型的保护范围内。
【权利要求】
1.一种方位角跟踪光伏发电单元，包括光伏组件(I)、光伏组件安装架(2)，其特征在于:所述光伏组件安装架(2)转动支承于支座(3)上，所述光伏组件安装架(2)还通过连杆(4)、滑块(7)与钢索(6)相连，所述滑块(7)可移动支承于导轨(5)上，所述钢索(6)卷绕于辊筒(9)上。
2.根据权利要求1所述的方位角跟踪光伏发电单元，其特征在于:所述光伏组件安装架(2)为截面呈三角形的固定钢架。
3.根据权利要求1所述的方位角跟踪光伏发电单元，其特征在于:所述光伏组件安装架(2)包括顶框(11)、底框(13)及后支柱(14)，顶框(11)铰连在底框(13)与后支柱(14)上，后支柱(14)铰连在底框(13)上，后支柱(14)为可调节长度的撑杆结构。
4.根据权利要求3所述的方位角跟踪光伏发电单元，其特征在于:所述顶框(11)、底框(13)与后支柱(14)间通过铰支座(12)相铰连，该铰支座(12)为整体铸造结构。
5.根据权利要求1所述的方位角跟踪光伏发电单元，其特征在于:所述连杆(4)两端分别与光伏组件安装架(2)及滑块(7)铰连，所述滑块(7)为剖分结构，其中间卡接钢索(6)。
6.根据权利要求1所述的方位角跟踪光伏发电单元，其特征在于:所述钢索(6)经导向轮(8)卷绕于辊筒(9)上。
7.根据权利要求1或6所述的方位角跟踪光伏发电单元，其特征在于:所述辊筒(9)转动支承于支承架上，该棍筒(9)与动力源(10)传动连接。
8.根据权利要求1所述的方位角跟踪光伏发电单元，其特征在于:所述光伏组件安装架(2)后端通过连杆(4)、滑块(7)与钢索(6)相连。
9.根据权利要求1、2或3所述的方位角跟踪光伏发电单元，其特征在于:所述光伏组件安装架(2)前端通过连杆(4)、滑块(7)与钢索(6)相连。
【文档编号】H02S20/32GK203632606SQ201320820872
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年12月15日 优先权日:2013年12月15日
【发明者】汤广华, 周祯鹏, 练俊才 申请人:东台市富达精密铸造有限公司