一种光伏跟踪发电装置的制作方法

本发明涉及光伏发电领域，特别涉及一种光伏跟踪发电装置。

背景技术：

光伏跟踪发电装置因其高发电效率，广泛应用于光伏发电领域。现有的光伏跟踪发电装置主要包括支脚、发电机构、动力机构和控制系统。发电机构包括横梁机构和光伏组件，横梁机构包括主横梁和次横梁，主横梁设置在支脚上，次横梁设置在主横梁上，用于安装布置光伏组件。控制系统控制动力机构带动横梁机构翻转，横梁机构翻转带动光伏组件向一个/两个方向翻转，使光伏组件能根据太阳光的照射情况而运动，使光伏组件能接收到更多太阳能，以达到增加发电效率和发电量的目的。

现有的光伏跟踪发电装置，其主横梁通常方形梁，主横梁通过内方外圆的旋转轴套和轴承与支脚顶端转动连接，这种方式使得主横梁能绕着自身的中心轴线点进行转动，这样虽然可以很好地控制主横梁的旋转角度，但是，大量的内方外圆的旋转轴套的使用会增加发电装置整体的钢材投入，增加生产成本。其具体原因为：主横梁是整个系统的主要结构构建，承担的结构应力很大，为了整个系统的稳定性，所选主横梁的尺寸必须足够大，为使旋转轴套能将主横梁完全套在其内部，并保证在轴套的最薄处有足够的余量保证构建强度，就需要内方外圆的旋转轴套的尺寸和截面面积很大，因而增加用钢量，增加发电装置的投入成本。

而且，在现有技术中，为减少主横梁对次横梁上的光伏组件存在遮挡，增加光伏组件接收到的太阳能，通常将安装光伏组件的次横梁设置在主横梁上方。采用这种结构，虽然能减少主横梁对光伏组件的遮挡，但是会使主横梁受到很大的扭矩，同时使支脚承担很大的弯矩，造成整个发电装置失稳。

其具体原因为：发电机构包括主横梁、次横梁和光伏组件。发电机构的质量主要集中在光伏组件上，光伏组件设置在主横梁上方，则发电机构的重心也会比较靠上，发电机构的重心高于主横梁的旋转轴线心，即高于自身的旋转轴心线，当主横梁沿其旋转轴心线转动时，主横梁带动发电机构偏转，发电机构的重心会偏离支脚支撑点的正上方。重心偏移会在支脚上形成一定的弯矩，当支脚承力过大时，甚至会引起装置的坍塌，造成严重事故。所以，很多这种类似的跟踪发电装置为了避免重心偏移造成支架坍塌，就不得不在重心偏离的另一侧增加配重，将发电机构的重心调节回支脚支撑点的正上方。虽然这样可以避免因为重心偏移造成的装置的不稳定性，但是会增加装置的投入成本，同时增加了整个装置的转动负荷，增加动力投入，既浪费电力，又增加后期的维护成本。

技术实现要素：

本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种光伏跟踪发电装置，能有效的减少钢材的投入成本，结构稳定，发电效率高。

本发明采用的技术方案如下：

一种光伏跟踪发电装置，包括发电机构和支脚，所述发电机构通过若干个支脚设置在地面上，所述发电机构包括主横梁，所述主横梁的底部与支脚之间连接有第一铰接件，所述第一铰接件使主横梁能相对于支脚翻转，所述若干个第一铰接件的铰接点的连线构成主横梁的转动轴心线；所述主横梁沿其长度方向上设置有若干个次横梁，所述次横梁上布置有光伏组件，所述光伏组件位于主横梁下方，使发电机构的重心位于主横梁的转动轴心线上。

上述结构中，主横梁与支脚的铰接点位于主横梁下方，主横梁与若干个支脚的铰接点构成主横梁的转动轴心线，避免了若干个轴承和内方外圆的轴套的使用，减少了发电装置所需钢材的投入，能有效的减少钢材的投入成本。而且，光伏组件位于主横梁的下方，使发电机构的重心b落在主横梁的转动轴心线l上,采用这种结构，当主横梁绕其转动轴心线翻转时，可以避免发电机构的重心发生偏移而对主横梁产生扭矩和对支脚产生弯矩，避免增加主横梁的尺寸来承担这部分额外的扭矩，避免增设额外的配重调节重心的偏移，进一步的减小发电装置所需钢材的投入，减少整个装置的动力投入，同时保证发电装置结构的稳定性。

进一步的，所述第一铰接件的铰接点位于主横梁正下方；所述光伏组件对称设置在主横梁横向方向的两侧，光伏组件的安装平面与主横梁的转动轴心线位于同一水平面上。

由于采用上述结构，可以使主横梁相对于若干支脚沿自身横向长度方向的两侧翻转，同时可以增加若干个支脚对主横梁的支撑作用的稳定性。光伏组件对称设置在主横梁横向方向的两侧，光伏组件的安装平面与主横梁的转动轴心线位于同一水平面上，使发电机构的重心b落在主横梁的转动轴心线l上,增加整个装置的稳定性。光伏组件布置在次横梁的上方，光伏组件的安装平面即为光伏组件的底面。

进一步的，所述第一铰接件包括第一支座、第二支座和第一转轴，所述第一支座固定连接在主横梁底部，所述第二支座固定连接在支脚上端，所述第一支座与第二支座之间通过第一转轴铰接。

进一步的，还包括主横梁翻转机构，所述主横梁翻转机构包括第一摆臂、第一固定臂和第一电动推杆，所述第一摆臂固定连接在主横梁长度方向的中部，所述第一固定臂固定连接在支脚上，所述第一电动推杆的固定端与第一固定臂铰接，所述第一电动推杆的活动端与第一摆臂铰接，使主横梁在第一电动推杆的作用下相对于若干个支脚翻转。

由于采用上述结构，主横梁在主横梁翻转机构的作用下，可以相对于若干个支脚上端沿其横向长度方向翻转。同时，第一摆臂固定连接在主横梁长度方向的中部，第一电动推杆的推杆与第一摆臂铰接，使主横梁翻转机构作用于主横梁中部位置，使主横梁整体受力更加均匀，结构更加稳定。

进一步的，所述次横梁垂直于主横梁设置，并铰接在主横梁上；所述次横梁之间通过联动结构连接，并在联动结构的作用下同步翻转，所述次横梁的翻转方向与主横梁的翻转方向不同。

上述结构中，主横梁能沿自身横向长度方向翻转，主横梁上铰接有若干个次横梁，若干个次横梁能在联动机构的作用下同步翻转，且其翻转方向与主横梁的翻转方向不同，主横梁和次横梁沿两个不同的方向翻转，带动光伏组件沿两个不同方向翻转，使光伏组件能接受到更多的太阳能，增加发电装置的发电效率。

进一步的，所述联动机构包括若干个安装架和联动杆；所述若干个安装架设置在主横梁上，并沿主横梁的长度方向布置，所述安装架通过第二铰接件与主横梁铰接，所述次横梁对应固定连接在安装架上，并跟随安装架同步翻转；所述联动杆位于主横梁上方，并通过第三铰接件与若干个安装架铰接，带动若干个安装架同步翻转，带动若干个次横梁同步翻转。

进一步的，所述第二铰接件包括两个第三连接耳和第二转轴，所述两个第三连接耳并排竖直固定设置在主横梁底部，所述两个第三连接耳上均设有转轴孔，所述第二转轴设置在安装架上，并通过第一滑动轴承转动设置在第三连接耳的转轴孔内部；所述第一滑动轴承一侧的外环形面上设有翻边，所述第一滑动轴承上翻边所在的一侧靠近安装架设置，使其翻边位于第三连接耳与安装架之间。

上述结构中，第一滑动轴承翻边所在的一侧靠近安装架设置，使其翻边位于第三连接耳与安装架之间，能有效的减少安装架与第三连接耳之间的磨损。

进一步的，所述第三铰接件包括两个第四连接耳和第三转轴，所述两个第四连接耳固定设置联动杆的底部，所述两个第四连接耳上均设有转轴孔，所述第三转轴设置在安装架上，并通过两个第二滑动轴承转动设置在两个第四连接耳的两转轴孔内部，所述第二滑动轴承一侧的外环形面上设有翻边，所述第二滑动轴承上翻边所在的一侧靠近安装架设置，使其翻边位于第四连接耳与安装架之间。

上述结构中，第二滑动轴承翻边所在的一侧靠近安装架设置，使其翻边位于第四连接耳与安装架之间，能有效的减少安装架与第四连接耳之间的磨损。

进一步的，还包括次横梁翻转机构，所述次横梁翻转机构包括第二摆臂、第二固定臂和第二电动推杆，所述第二摆臂固定连接在次横梁底部，所述第二固定臂固定连接在主横梁底部，所述第二电动推杆的固定端与第二摆臂铰接，所述第二电动推杆的活动端与第二固定臂铰接，使若干个次横梁在横梁翻转机构的作用下同步翻转。

由于采用上述结构，在次横梁翻转机构的作用下，若干个次横梁可以沿不同于主横梁翻转方向的方向同步翻转。

进一步的，所述光伏组件为双面光伏组件；所述次横梁上设有若干个小横梁，所述小横梁垂直于次横梁设置，所述小横梁之间设有光伏组件，所述小横梁使光伏组件底部与次横梁之间存在间隙；所述光伏组件包括安装边框，所述安装边框的长边垂直于次横梁设置，且固定设置在小横梁上。

上述结构中，光伏组件为双面光伏组件，即光伏组件的上表面和下表面均可进行发电。光伏组件并通过小横梁设置在次横梁上，小横梁的设置，使光伏组件底部与次横梁之间存空隙，同时光伏组件位于两小横梁之间，其安装边框的两长边部固定设置在两小横梁上，避免小横梁对双面光伏组件底部存在遮挡，使双面光伏组件底面能尽可能多的接收散射和地面反射的太阳能，能有效的增加发电装置的发电效率和发电量。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、在本发明中，主横梁底部与支脚顶端之间连接有第一铰接件，主横梁底部通过第一铰接件与支脚顶端铰接，避免了大量轴承和内方外圆的轴套的使用，能有效的发电装置所需钢材的投入，有效的减少成本；

2、在本发明中，主横梁与若干个支脚之间的铰接点构成主横梁的转动轴心线，且转动轴心线位于主横梁的下方，同时次横梁和布置在次横梁的光伏组件均位于主横梁下方，使整个发电机构的重心下移，落在主横梁的转动轴心线上，减少主横梁受到的扭矩，避免支脚受到额外的弯矩，增加结构的稳定性；

3、在本发明中，光伏组件为双面光伏组件，光伏组件通过小横梁设置在次横梁上，小横梁的设置使光伏组件底部与次横梁之间存在间隙，同时光伏组件设置在两小横梁之间，其长边部垂直于次横梁设置，其边框的两长边部固定设置在小横梁上，避免小横梁对光伏组件底部存在遮挡，尽可能多的接收散射和地面反射的太阳能，增加发电效率；

4、在本发明中，主横梁在主横梁翻转机构的作用下相对于若干个支脚上端沿其横向长度方向翻转，若干个次横梁通过联动杆连接，并在次横梁翻转机构的作用下，沿垂直于主横梁的翻转方向的方向同步翻转。主横梁和次横梁带动光伏组件沿两个不同的方向翻转，使光伏板能尽可能的接收更多太阳能，发电效率高。

附图说明

图1是光伏跟踪发电装置的整体结构示意图；

图2是光伏跟踪发电装置的支架结构示意图；

图3是光伏组件布置方式结构示意图；

图4使主横梁与光伏组件相对位置简图；

图5是主横梁、第一铰接件和和支脚结构示意图；

图6是第一铰接件结构示意图；

图7是图6后侧视角结构示意图；

图8是图7中a-a向剖视图；

图9是主横梁翻转机构结构示意图；

图10是联动机构结构示意图；

图11是第二铰接件正视图；

图12是第二铰接件侧视图；

图13是图11中a-a向剖视图；

图14是第三铰接件仰视图；

图15是图14中a-a向剖视图；

图16是图15中b处放大图；

图17是次横梁翻转机构结构示意图；

图中标记：1-支脚，2-主横梁，3-第一铰接件，31-第一支座，32-第二支座，33-第一转轴，34-抱箍，35-第一连接耳，36-第二连接耳，37-不锈钢轴套，38-第三滑动轴承，4-次横梁，41-小横梁，42-固定元件，5-光伏组件，51-安装边框，6-联动机构，61-安装架，62-联动杆，63-第二铰接件，631-第三支座，632-第三连接耳，633-第二转轴，634-第一滑动轴承，64-第三铰接件，641-第四支座，642-第四连接耳,643-第三转轴，644-第二滑动轴承，7-主横梁翻转机构，71-第一摆臂，72-第一电动推杆，73-第一固定臂，8-次横梁翻转机构，81-第二摆臂，82-第二电动推杆，83-第二固定臂，a-支撑点，b-发电机构的重心，l-主横梁转动轴心线。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一种光伏跟踪发电装置，如图1-图2所示，包括发电机构和支脚1，所述发电机构通过若干个支脚1设置在地面上，所述发电机构包括主横梁2，所述主横梁2的底部与支脚1之间连接有第一铰接件3，所述第一铰接件3使主横梁2能相对于支脚1翻转，所述若干个第一铰接件3的铰接点的连线构成主横梁2的转动轴心线；所述主横梁2沿其长度方向上设置有若干个次横梁4，所述次横梁4上布置有光伏组件5，所述光伏组件5位于主横梁2下方，使发电机构的重心位于主横梁2的转动轴心线l上，如图4所示，采用这种结构，当发电机构整体跟随主横梁翻转时，发电机构的重心b始终不会偏离支脚的支撑点a的正上方，可以有效的避免发电机构的重心偏移，避免对支脚产生额外的弯矩，减少对主横梁产生的扭矩。

优选的，如图5所示，所述第一铰接件3的铰接点位于主横梁2正下方；所述光伏组件5对称设置在主横梁2横向方向的两侧，光伏组件5的安装平面与主横梁2的转动轴心线位于同一水平面上。

如图5-8所示，所述第一铰接件3包括第一支座31、第二支座32和第一转轴33，所述第一支座31固定连接在主横梁2底部，所述第二支座32固定连接在支脚1上端，所述第一支座31与第二支座32之间通过第一转轴33铰接。

优选的，所述第一支座31通过抱箍34固定连接在主横梁2底部；为使第一支座31和第二支座32能稳定铰接的同时，尽可能的减少光伏支架的钢材投入，所述第一支座31的底部设有两个第一连接耳35，所述第二支座32的顶部设有一个第二连接耳36，其中第二连接耳36置于两个第一连接耳35之间并通过第一转轴33连接，其第一转轴33可以为螺栓/螺柱/销轴，为了便于安装和施工，优选为螺栓；本领域技术人员应知，上述两支座上的连接耳的设置只是一种优选方式，除上述具体实施方式以外，第一支座31上可以设置若干个第一连接耳35，第二支座32上也可设置若干个第二连接耳36，两支座上的连接耳个数的设置并不局限于上述具体方式。

优选的，如图8所示，所述第一转轴33通过第三滑动轴承与第二连接耳36转动连接，所述第三滑动轴承38的一端的外环形面上设有翻边，其翻边设置在第二连接耳36和第一连接耳35之间，可以减少第一连接耳35与第二连接耳36之间的磨损；第三滑动轴承38的具体结构和设置方式与第一滑动轴承634和第二滑动轴承644类似。为避免第一转轴33在雨水的侵蚀下生锈而影响第一铰接件3的铰接作用，所述第一转轴33上套设有不锈钢轴套37。

如图9所示，所述发电装置还包括主横梁翻转机构7，所述主横梁2翻转机构包括第一摆臂71、第一固定臂73和第一电动推杆72，所述第一摆臂71固定连接在主横梁2长度方向的中部，所述第一固定臂73固定连接在支脚1上，所述第一电动推杆72的固定端与第一固定臂73铰接，所述第一电动推杆72的活动端与第一摆臂71铰接，使主横梁2在第一电动推杆72的作用下相对于若干个支脚1翻转。

如图2所示，所述次横梁4垂直于主横梁2设置，并铰接在主横梁2上；所述次横梁4之间通过联动结构6连接，并在联动结构6的作用下同步翻转，所述次横梁4的翻转方向与主横梁2的翻转方向不同。

如图10所示，所述联动机构6包括若干个安装架61和联动杆62；所述若干个安装架61设置在主横梁2上，并沿主横梁2的长度方向布置，所述安装架61通过第二铰接件63与主横梁2铰接，所述次横梁4对应固定连接在安装架61上，并跟随安装架61同步翻转；所述联动杆62位于主横梁2上方，并通过第三铰接件64与若干个安装架61铰接，带动若干个安装架61同步翻转，带动若干个次横梁4同步翻转。

如图10-图13所示，所述第二铰接件63包括两个第三连接耳632和第二转轴633；所述两个第三连接耳632并排竖直固定设置在主横梁2底部，其具体为，主横梁2底部通过抱箍34固定连接有第三支座631，第三支座631底部竖直并排设置有两个第三连接耳632。第三支座631通过抱箍34固定连接在主横梁2底部，可以减少对主横梁2的二次加工，减少二次加工的成本。所述两个第三连接耳632上均设有转轴孔，所述第二转轴633设置在安装架61上，并通过第一滑动轴承634转动设置在第三连接耳632的转轴孔内部；所述第二转轴633可以为螺栓/螺柱/销轴，为了便于安装和施工，优选为螺栓。如图13所示，所述第一滑动轴承634一侧的外环形面上设有翻边，所述第一滑动轴承634上翻边所在的一侧靠近安装架61设置，使其翻边位于第三连接耳632与安装架61之间。为避免第二转轴633在雨水的侵蚀下生锈而影响第二铰接件63的铰接作用，在第二转轴633上套设有不锈钢轴套37。

如图14和图16所示，所述第三铰接件64包括两个第四连接耳642和第三转轴643；所述两个第四连接耳642固定设置联动杆62的底部，其具体为，所述联动杆62底部固定连接有第四支座641，所述第四支座641底部竖直并排连接有两个第四连接耳642。所述两个第四连接耳642上均设有转轴孔，所述第三转轴643设置在安装架61上，并通过两个第二滑动轴承644转动设置在两个第四连接耳642的两转轴孔内部；第三转轴643可以为螺栓/螺柱/销轴，为了便于安装和施工，优选为螺栓；如图16所示，所述第二滑动轴承644一侧的外环形面上设有翻边，所述第二滑动轴承644上翻边所在的一侧靠近安装架61设置，使其翻边位于第四连接耳642与安装架61之间。为避免第三转轴643在雨水的侵蚀下生锈而影响第三铰接件64的铰接作用，在第三转轴643上套设有不锈钢轴套37。

如图17所示，所述发电装置还包括次横梁翻转机构8，所述次横梁4翻转机构包括第二摆臂81、第二固定臂83和第二电动推杆82，所述第二摆臂81固定连接在次横梁4底部，所述第二固定臂83固定连接在主横梁2底部，所述第二电动推杆82的固定端与第二摆臂81铰接，所述第二电动推杆82的活动端与第二固定臂83铰接，使若干个次横梁4在横梁翻转机构的作用下同步翻转。

所述光伏组件5为双面光伏组件5；所述次横梁4上设有若干个小横梁41，所述小横梁41垂直于次横梁4设置，所述小横梁41之间设有光伏组件5，所述小横梁41使光伏组件5底部与次横梁4之间存在间隙；所述光伏组件5包括安装边框51，所述安装边框51的长边垂直于次横梁4设置，且通过固定元件42固定设置在小横梁41上，其中如何通过固定元件42将光伏组件5固定在小横梁41上为公知技术，此处不做详细说明。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。