一种三轴增效支架光伏跟踪系统的制作方法

本发明涉及太阳能光伏支架领域，特别是涉及一种三轴增效支架光伏跟踪系统。

背景技术：

太阳能光伏支架，是光伏发电系统中安装固定太阳能面板的特殊支架。目前光伏支架主要分为固定式光伏支架(安装角度为最佳倾角)、平单轴追日支架、斜单轴追日支架和双轴追日支架，其中各有优缺点，其中以双轴追日支架发电效率最高，但是由于该系统需要时刻跟踪太阳光，导致制造成本升高和占地面积增大，而且空地上的太阳光没有充分利用。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种东西方向和南北方向同步追日、增加光伏板的光照辐射量，提高太阳能利用效率的一种三轴增效支架光伏跟踪系统。

为解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案来解决：

一种三轴增效支架光伏跟踪系统,包括安装于多个基柱上的转动轴、沿所述转动轴轴向设置的主动梁、依次横向搭设于所述主动梁上的多组第一从动梁及第二从栋梁、用于固定所述主动梁、第一从动梁及第二从栋梁的主框架；

每组所述第一从动梁及第二从动梁上旋转安装有光伏板及反射镜；

所述基柱上设有用于拉动所述主框架绕所述转动轴旋转的主框架拉杆、所述主框架上设有用于拉动所述光伏板绕所述第一从动梁旋转的光伏板拉杆及用于拉动所述反射镜绕所述第二从栋梁旋转的反射镜拉杆；

所述三轴增效支架光伏跟踪系统还设有用于驱动所述主框架拉杆、光伏板拉杆、反射镜拉杆运动的驱动装置、用于控制所述驱动装置的控制装置、为所述控制装置提供电源的蓄电池。

进一步的，所述驱动装置包括用于驱动所述主框架拉杆的第一电机、用于驱动所述光伏板拉杆的第二电机、用于驱动所述反射镜拉杆的第三电机，所述第一电机、第二电机、第三电机与所述控制装置电连接。

进一步的，所述第一从动梁及第二从动梁上用轴承连接有多个第一支撑条及多个第二支撑条，所述光伏板固定安装于所述多个第一支撑条上，所述反射镜固定安装于所述多个第二支撑条上，所述多个第一支撑条被第一连接杆活动串联，所述多个第二支撑条被第二连接杆活动串联，所述第一连接杆的一端依次活动连接于所述光伏板拉杆上，所述第二连接杆的一端依次活动连接于反射镜拉杆上。

进一步的，所述主框架拉杆为安装于所述基柱上的丝杆，所述丝杆的一端铰接于所述转动轴一侧的主框架上，另一端连接有所述第一电机，所述第一电机驱动所述丝杆做伸缩运动。

进一步的，所述第二电机与第三电机固定安装于所述主框架上，所述第二电机与第三电机上各设有用于驱动所述光伏板拉杆及反射镜拉杆轴向运动的摆动件，所述摆动件的一端铰接于对应所述光伏板拉杆上及反射镜拉杆上。

进一步的，所述控制装置包括电机控制模块、无线传输模块、电源管理模块,所述电机控制模块、无线传输模块、电源管理模块设于一控制箱内，所述控制箱安装于其中一个所述基柱上。

进一步的，所述电机控制模块包括用于控制所述第一电机的第一控制模块、用于控制所述第二电机与第三电机的第二控制模块。

进一步的，所述电源装置包括设于所述其中一个或数个光伏板一侧的自供电光伏板及设于其中一个所述基柱上的蓄电池，所述自供电光伏板为所述蓄电池充电，所述蓄电池为所述控制装置提供电源。

本发明相比现有技术具有以下优点及有益效果：

1.所述多个基柱上设有转动轴、沿所述转动轴轴向设置有主动梁、所述主动梁上横向搭设有数组第一从动梁及第二从栋梁、每组所述第一从动梁及第二从动梁上旋转安装有光伏板及反射镜，所述反射镜能够反射太阳光至光伏板上，本发明通过控制光伏板和反射镜的转动来调节光伏板与反射镜的夹角，从而使光伏板最大程度的接受太阳直射光和反射镜反射光，利用增加光照强度来提高光伏板的发电量，充分利用了太阳能，大幅提高太阳能接收辐射量，降低发电成本和占地面积，便于维修与调试，不仅适用于大型电站，也适用于分布式发电。

2.本发明是在斜单轴追日支架的基础上增加了光伏板控制系统和反射镜增强控制系统的三轴追日系统，本发明安装有用于控制所述第一电机、第二电机、第三电机协同工作的控制装置，控制装置与外部中央控制器之间采用lora或nb-lot无线通信模式双向传输无线信号，所述外部中央控制器既能向所述控制装置发送指令又能够采集所述控制装置的信息，能及时发现所述控制装置及各组件的问题，便于快速更换及维修，无线控制的方式降低了材料成本，提高了工作效率。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为一种三轴增效支架光伏跟踪系统的立体结构示意图。

图2为一种三轴增效支架光伏跟踪系统的主视图。

图3为一种三轴增效支架光伏跟踪系统的侧视图。

图4为图1中反射镜摆动件的局部放大图。

图5为图1中a处的局部放大图。

图6为一种三轴增效支架光伏跟踪系统的原理流程图。

上述图中的标记均为：

1、第一电机，110、主框架拉杆，2、第二电机，3、第三电机，310、摆动件，4、光伏板，5、反射镜，6、主框架，7、基柱，8、反射镜传动拉杆，9、光伏板传动拉杆，10、转动轴10，11、主动梁，12、第一从动梁，13、第二从动梁，131、第二支撑条，132、第二连接杆，133、旋转条，14、蓄电池，15、自供电光伏板，16、控制箱，

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

本发明的具体实施过程如下：

如图1至图5所示，一种三轴增效支架光伏跟踪系统,包括安装于多个基柱7上的转动轴10、沿所述转动轴10轴向设置的主动梁11、依次横向搭设于所述主动梁上的多组第一从动梁12及第二从栋梁13、用于固定所述主动梁11、第一从动梁12及第二从栋梁13的主框架6；

每组所述第一从动梁12及第二从动梁13上旋转安装有光伏板4及反射镜5；

所述基柱7上设有用于拉动所述主框架6绕所述转动轴10旋转的主框架拉杆110、所述主框架6上设有用于拉动所述光伏板4绕所述第一从动梁12旋转的光伏板拉杆9及用于拉动所述反射镜绕所述第二从栋梁13旋转的反射镜拉杆8；

所述三轴增效支架光伏跟踪系统还设有用于驱动所述主框架拉杆110、光伏板拉杆9、反射镜拉杆8运动的驱动装置、用于控制所述驱动装置的控制装置、为所述控制装置提供电源的蓄电池。

所述驱动装置包括用于驱动所述主框架拉杆110的第一电机1、用于驱动所述光伏板拉杆的第二电机1、用于驱动所述反射镜拉杆的第三电机3，所述第一电机1、第二电机2、第三电机3与所述控制装置电连接。

所述第一从动梁12及第二从动梁13上用轴承连接有多个第一支撑条(未示出)及多个第二支撑条131，所述光伏板4固定安装于所述多个第一支撑条上，所述反射镜5固定安装于所述多个第二支撑条131上，所述多个第一支撑条被第一连接杆(未示出)活动串联，所述多个第二支撑条131被第二连接杆132活动串联，多个所述第一连接杆的一端依次活动连接于所述光伏板拉杆9上，所述第二连接杆132的一端依次活动连接于反射镜拉杆8上。

所述主框架拉杆110为安装于所述基柱7上的丝杆，所述丝杆的一端铰接于所述转动轴10一侧的主框架6上，另一端连接有所述第一电机1，所述第一电机1驱动所述丝杆做伸缩运动。

所述第二电机2与第三电机3固定安装于所述主框架6上，所述第二电机2与第三电机3上各设有用于驱动所述光伏板拉杆9及反射镜拉杆8轴向运动的摆动件310，所述对应摆动件310的一端铰接于所述光伏板拉杆9上及反射镜拉杆上8。

所述控制装置包括电机控制模块、无线传输模块、电源管理模块,所述电机控制模块、无线传输模块、电源管理模块设于一控制箱16内，所述控制箱16安装于其中一个所述基柱7上。

所述电机控制模块包括用于控制所述第一电机的第一控制模块、用于控制所述第二电机与第三电机的第二控制模块。

所述电源装置包括设于所述其中一个或数个光伏板一侧的自供电光伏板15及设于其中一个所述基柱7上的蓄电池14，所述自供电光伏板15为所述蓄电池14充电，所述蓄电池14为所述控制装置提供电源。

本发明的具体工作原理与流程为：所述多个基柱7依次并列固定安装于地面或其他外部固定物上，所述多个基柱7共同支撑所述转动轴10，所述转动轴10通过轴承安装于所述多个基柱7上以便使所述转动轴10能够相对于所述基柱7转动，所述主动梁轴11固定于所述转动轴10上并且与所述转动轴10一同相对所述基柱7旋转，所述主动梁11的两端向南北方向延伸，所述多组第一从栋梁12和第二从栋梁13阵列状横向架设于所述主动梁11上，所述多组第一从栋梁12和第二从栋梁13向东西方向延伸。第一从动梁12上的光伏板4与第二从动梁13上的反射镜5之间形成一能够变化大小的夹角，以便使太阳光最大限度的反射至所述光伏板4上，所述光伏板4不仅能够吸收直接照射的太阳光，而且可以吸收所述反射镜5反射的的太阳光，双重能量的吸收使所述光伏板4利用其有限的面积产生更多的发电量，提高了光伏板4的效能。

所述主框架6、主动梁11、多组第一从动梁12及第二从动梁13相互连接为一体，当所述第一电机1驱动所述丝杆做伸缩运动时，丝杆拉动所述主框架6绕所述转动轴10向东西方向旋转，以便使所述光伏板4及反射镜5能够在东西方向追踪太阳光照。如图6所示，所述主框架6的一侧设有多个用于拉动所述反射镜拉杆的旋转条133，所述旋转条133的中部旋转安装于所述主框架6上，所述旋转条的一端活动连接所述反射镜拉杆8，另一端活动连接所述反射镜连接杆132，同理，所述主框架6另一侧设有光伏板4对应的旋转条，其功能一致。如图4所示，所述反射镜拉杆8对应摆动件310的一端固定连接于所述第三电机3上，另一端活动连接于反射镜拉杆8上，当所述第三电机3驱动摆动件310摆动时，摆动件310拉动所述反射镜拉杆8轴向运动，同时，反射镜拉杆8拉动对应的所述旋转条123旋转，所述旋转条133通过拉动第二连接杆132推动所述反射镜5绕第二从动轴13旋转，当反射镜5绕第二从动轴13旋转时，反射镜5能够在南北方向追踪太阳光照。同理，主框架6上设有光伏板拉杆9对应的旋转条及摆动件，其结构同反射镜5上的旋转条、摆动件一致。第二电机2与第三电机3协同控制所述反射镜5与光伏板6之间形成最佳夹角，以便使反射镜5有限面积的太阳光最大范围的反射至光伏板4上。所述控制装置内设有用于控制所述第一电机1、第二电机2、第三电机3协同运作的控制器，所述控制器控制所述第一电机1、第二电机2、第三电机3分别开启、停止或各自以不同的速度旋转，使对应的主动轴11，第一从动轴12、第二从动轴13三轴协同旋转，以便实现最佳角度自动跟踪太阳光照，提高了天阳能的利用率。反射镜组件起到增效的作用，在三轴追踪的基础上进一部提高了光伏组件的发电量。本实施例中每组第一从动轴12的光伏板4与第二从动轴13上的反射镜均采用可拆卸安装，与光伏总成的电性连接为可组装式连接，采用模块化设计，当其中一个或数个光伏板与反射镜发生故障时，可单独拆卸更换及维修，不影响其他光伏组件的正常发电。所述其中一个或数个光伏板上单独设有用于为所述蓄电池充电的自供电光伏板15，所述控制装置通过自供电光伏板15及蓄电池14提供电源，与主光伏发电系统分开设置，不影响主光伏系统的整体发电。

如图6所示，所述电机控制模块包括用于控制第一电机的第一控制模块，用于控制第二电机和第三电机的第二控制模块，所述第一控制模块用大功率n、pmos管及专用控制芯片设计的h桥专用控制电路，控制第一电机驱动所述丝杆伸缩运动使所述主框架6东西方向旋转，实现对太阳光的东西方向的追踪。所述第二控制模块用单片机控制，采用大功率n、pmos管设计的带64细分的电机专用控制电路，分别控制第二电机与第三电机驱动所述光伏板拉杆及反射镜拉杆运动，使所述光伏板4绕第一从动轴12旋转，使所述反射镜绕第二从动轴13旋转，实现对太阳光南北方向的追踪。所述无线传输模块采用lora或nb-lot无线通信模式,接收外部中央控制器的指令，用于控制所述第一电机、第二电机、第三电机的运行。所述电源管理模块由单片机与专用电源管理芯片，来对所述蓄电池的充、放及充电时间、充电电流进行管理，以便对所述控制装置稳定供电。所述外部中央控制器采用大容量单片机，实时检测定位经、纬度、时间，及日照传感器的光照采集数据，通过算法，快速计算出太阳的高度角和方位角，通过lora或nb-lot无线通信模式，与所述控制装置双向传输无线信号，既能够发送指令调整主框架东西向追日及光伏板和反射镜南北向追日，同时又能采集终所述控制装置的信息，及时调整所述控制装置的状态，可快速发现所述控制装置的问题，以便及时的检修、更换设备。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。