一种水平十字光伏控制装置及系统的制作方法

本发明涉及光伏发电领域，尤其涉及一种水平十字光伏控制装置及系统。

背景技术：

目前随着科技的发展，对于能源的利用越来越得到重视。光伏发电技术在生活中所占据的作用也越来越凸显。光伏发电技术能够将光能转变为电能，充分利用了自然界的能量。为了能够对光能更加充分的利用，需要对光伏组件的位置进行调整，尤其是需要将光伏组件朝向阳光，以达到更高的光能利用率。基于此，目前的光伏系统中增加了光伏跟踪器。但是光伏跟踪器的成本较高、控制方法较为复杂，很难实现全面应用。

技术实现要素：

为了解决上述至少一个问题，本发明提供了一种水平十字光伏控制装置及系统。

本发明实施例第一方面提供了一种水平十字光伏控制装置，所述装置包括转子、主传动柱和从传动柱，所述主传动柱和从传动柱并列设置，所述转子架设在所述主传动柱和从传动柱顶部，所述转子上铺设有光伏组件，所述主传动柱上设置有水平转动的传动装置，所述传动装置用于通过水平转动控制所述转子与水平面之间的倾斜角度。

优选地，所述转子包括主轴、次梁、斜撑、支座和第一连接杆，所述主轴架设在所述主传动柱和所述从传动柱的顶部，所述主轴顶部固定有多个次梁，且所述次梁的长度方向与所述主轴的长度方向垂直，所述光伏组件铺设在相邻的两个所述次梁之间，所述主轴底部固定有支座，所述斜撑铰接在所述支座和所述次梁之间，所述斜撑上固定有第一连接杆，所述第一连接杆与所述斜撑连接的一端为固定端，所述第一连接杆远离所述斜撑的一端为活动端。

优选地，所述光伏组件与所述次梁之间通过压块固定连接。

优选地，所述主传动柱包括第一桩基柱，所述传动装置固定在所述第一桩基柱的顶部，所述传动装置包括减速机、摆杆、推拉杆和第二连接杆，所述减速机固定在所述第一桩基柱的顶部，所述减速机的传动轴与所述摆杆的一端连接，所述传动轴带动所述摆杆以所述传动轴的长度方向为中心线水平转动，所述摆杆的另一端与所述第二连接杆的固定端固定连接，所述第二连接杆的活动端与所述推拉杆的一端连接，所述推拉杆的另一端与所述第一连接杆的活动端连接。

优选地，所述从传动柱包括第二桩基柱和立柱，所述立柱的底部与所述第二桩基柱的顶部固定连接，所述立柱的顶部的侧边设置有圆环部，所述主轴穿过所述圆环部，且所述主轴上套设有轴承，所述轴承的外表面与所述圆环部的内表面贴合。

优选地，所述从传动柱为多个。

本发明实施例第二方面提供了一种水平十字光伏控制系统，所述系统包括至少一个如本发明实施例第一方面所述的水平十字光伏控制装置。

优选地，所述系统包括多个水平十字光伏控制装置，所述传动装置包括减速机，两个相邻的所述水平十字光伏控制装置的减速机的输入端之间通过连杆连接，且多个所述减速机中有且仅有一个安装电机驱动。

优选地，所述连杆与减速机的输入端之间连接有万向节，且所述万向节的固定端与所述减速机的输入端同轴传动连接，所述万向节的活动端与所述连杆固定连接。

本发明的有益效果：本发明通过传动装置的水平转动的方式实现了光伏组件的倾角控制。水平转动的结构不受桩基沉陷的影响，提高了整体装置的可靠性和稳定性。传动装置的转速与电机转速关系更加简单，控制也更为容易，并且能够保持均匀的转速和恒定的功率。对电机和结构都有很好的保护作用。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例1所述的水平十字光伏控制装置的立体结构示意图；

图2为图1的a部放大图；

图3为本发明实施例1所述的水平十字光伏控制装置的正视图；

图4为图3的b部放大图；

图5为图3的右视图；

图6为图3的左视图；

图7为第一连接杆的结构示意图；

图8为本发明实施例1所述的水平十字光伏控制装置处于一种状态时的结构示意图；

图9为本发明实施例1所述的水平十字光伏控制装置处于另一种状态时的结构示意图；

图10为本发明实施例2所述的水平十字光伏控制系统中相邻两个水平十字光伏控制装置的连接关系示意图。

附图标记：

1、转子，2、主传动柱，3、从传动柱，4、光伏组件，5、连杆，6、万向节；

1-1、主轴，1-2、次梁，1-3、斜撑，1-4、支座，1-5、第一连接杆，1-6、压块；

1-5-1、固定部，1-5-2、活动部；

2-1、第一桩基柱，2-2、传动装置；

2-2-1、减速机，2-2-2、摆杆，2-2-3、推拉杆，2-2-4、第二连接杆；

3-1、第二桩基柱，3-2、立柱，3-3、圆环部。

具体实施方式

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1

本实施例提出了一种水平十字光伏控制装置，该装置包括转子1、主传动柱2和从传动柱3，主传动柱2和从传动柱3并列设置，转子1架设在主传动柱2和从传动柱3顶部，转子1上铺设有光伏组件4，主传动柱2上设置有水平转动的传动装置2-2，传动装置2-2用于通过水平转动控制转子1与水平面之间的倾斜角度。

具体的，本实施例中，如图1所示，转子1的两端分别架设在主传动柱2的顶部和从传动柱3的顶部。转子1与主传动柱2和从传动柱3从正面看呈“n”字型，如图3所示，从侧面看呈“t”字型，如图6和图7所示。其中，主传动柱2上设置有可水平转动的传动装置2-2，该传动装置2-2与转子1连接，可以通过该传动装置2-2在水平方向传动控制转子1与水平面之间的倾斜角度，进而可以使转子1上铺设的光伏组件4追踪太阳光的位置。

更为具体的，其中本实施例所提出的水平十字光伏控制装置中，转子1包括主轴1-1、次梁1-2、斜撑1-3、支座1-4和第一连接杆1-5。如图2至图7所示，主轴1-1架设在主传动柱2和从传动柱3的顶部，该主轴1-1顶部固定有多个次梁1-2，且次梁1-2的长度方向与所述主轴1-1的长度方向垂直，光伏组件4铺设在相邻的两个次梁1-2之间，主轴1-1底部固定有支座1-4，斜撑1-3铰接在所述支座1-4和所述次梁1-2之间，斜撑1-3上固定有第一连接杆1-5，第一连接杆1-5与斜撑1-3连接的一端为固定端，第一连接杆1-5远离斜撑1-3的一端为活动端。

本实施例中，光伏组件4平铺在两个次梁1-2之间的空隙中。为了使光伏组件4更加稳固，可在光伏组件4和次梁1-2之间通过压块1-6进行固定。在主轴1-1的底部设置有支座1-4。该支座1-4的两端分别与次梁1-2的两端之间铰接有斜撑1-3。使得该次梁1-2、主轴1-1和两个斜撑1-3之间形成两个对称的三角形。在其中一个斜撑1-3上设置有第一连接杆1-5。该第一连接杆1-5为万向节，如图4和图5所示，其中与斜撑1-3连接的一端为固定端，另一端则为活动端。该第一连接杆1-5的活动端连接主传动柱2，由此使主传动柱2中可水平转动的传动装置2-2可以将力传递至转子1上。

主传动柱2包括第一桩基柱2-1，传动装置2-2固定在所述第一桩基柱2-1的顶部，传动装置2-2包括减速机2-2-1、摆杆2-2-2、推拉杆2-2-3和第二连接杆2-2-4，减速机2-2-1固定在第一桩基柱2-1的顶部，减速机2-2-1的传动轴与摆杆2-2-2的一端连接，传动轴带动摆杆2-2-2以传动轴的长度方向为中心线水平转动，摆杆2-2-2的另一端与第二连接杆2-2-4的固定端固定连接，第二连接杆2-2-4的活动端与推拉杆2-2-3的一端连接，推拉杆2-2-3的另一端与第一连接杆1-5的活动端连接。

具体的，本实施例中，主传动柱2包括第一桩基体和传动装置2-2两部分。第一桩基体设置在地面上，主要为传动装置2-2提供支撑。传动装置2-2设置在第一桩基体的顶部。传动装置2-2包括减速机2-2-1、摆杆2-2-2、推拉杆2-2-3和第二连接杆2-2-4。其中，减速机2-2-1为电机控制，该减速机2-2-1的传动轴与摆杆2-2-2的一端连接。传动轴的长度方向与摆杆2-2-2的长度方向是垂直的。当传动轴发生转动时，传动轴可以带动摆杆2-2-2以该传动轴(摆杆2-2-2的一端)为中心水平转动。在摆杆2-2-2的另一端设置有第二连接杆2-2-4。该第二连接杆2-2-4与第一连接杆1-5结构相同，并且与摆杆2-2-2连接的一端为固定端，另一端作为活动端与推拉杆2-2-3的一端连接。推拉杆2-2-3的另一端则与第一连接杆1-5的活动端连接。

本实施例中，第一连接杆1-5和第二连接杆2-2-4中固定端和活动端之间的结构可以为万向结构，也可以为虎克铰或球铰等能够改变其所连接部位轴线方向的结构或装置，本实施例在此不做特殊限定。

从传动柱3包括第二桩基柱3-1和立柱3-2，立柱3-2的底部与第二桩基柱3-1的顶部固定连接，立柱3-2的顶部的侧边设置有圆环部3-3，主轴1-1穿过所述圆环部3-3，且主轴1-1上套设有轴承，轴承的外表面与圆环部3-3的内表面贴合。

具体的，第二桩基体与第一桩基体一样设置在地面上，为立柱3-2提供支撑。立柱3-2整体竖直立在第二桩基柱3-1的顶部。立柱3-2的顶部侧边设置有圆环部3-3，主轴1-1穿过该圆环部3-3并通过轴承与该圆环部3-3连接，以使主轴1-1可以通过轴承在该圆环部3-3中转动。从传动柱3的个数可根据转子1的长度而定。

通过上述结构构建了主传动柱2、从传动柱3与转子1之间的连接关系。主传动柱2上通过减速机2-2-1的传动轴带动摆杆2-2-2实现了水平方向的转动。在摆杆2-2-2水平转动时，摆杆2-2-2通过第二连接杆2-2-4拉动或推动推拉杆2-2-3。由于推拉杆2-2-3与斜撑1-3通过第一连接杆1-5连接，因此，在推拉杆2-2-3受力的同时也会对其中一个斜撑1-3施加拉力或推力，进而使得两个斜撑1-3受力不平衡。这样，转子1整体就会绕着主轴1-1发生转动。由于主轴1-1设置在从传动柱3的圆环部3-3中，因此，转子1就会在主传动柱2和从传动柱3上发生倾斜，最终改变转子1与水平面之间的倾斜角度，实现太阳光的跟踪。

本实施例中，为了更具体的说明本实施例所提出的水平十字光伏控制装置的工作原理，可参照图8和图9所示的水平十字光伏控制装置的状态图。其中，图8所示为光伏组件4与水平面倾角最大时刻的状态。此时，斜撑1-3、推拉杆2-2-3和摆杆2-2-2处于同一平面上，且为竖直平面。推拉杆2-2-3在竖直方向上的长度达到最大值，使得光伏组件4远离推拉杆2-2-3一侧的部位向下倾斜。当减速机2-2-1开始工作，传动轴带动摆杆2-2-2在水平面上转动的时候，由于摆杆2-2-2向推拉杆2-2-3的底部施加水平方向的拉力，因此，推拉杆2-2-3在竖直方向上的长度逐渐减小。同时推拉杆2-2-3拉动斜撑1-3，使光伏组件4原理推拉杆2-2-3一侧的部位逐渐向上移动，最终达到如图9所示的位置。在以上过程中实现了水平控制光伏组件4与水平面之间倾角的改变。当然，图9所示的位置也并非最终位置，本实施例只是将其作为一种可能性情况进行论述。图8和图9所示出的结构只是简单示意，位置状态可能存在一定的误差，但是结合文字描述，本领域技术人员可以避免误差从而实现本实施例所提出的方案。

本实施例中，摆杆2-2-2转动的平面可以通过限位结构连限制摆杆2-2-2的转动角度。摆杆2-2-2转速和转子1整体转速的关系较为简单，控制较为容易，且转速均匀，功率恒定，对减速机2-2-1和整体结构都有很好的保护作用。同时，摆杆2-2-2的水平传动降低了驱动中心的高度，从而降低了基础所承受的荷载，进而降低桩基柱成本，提高装置整体的可靠性。传动装置2-2整体位于光伏组件4的下方，从而不影响光伏组件4的排布，使得光伏组件4可以在转子1上满布，提高了土地利用率。

实施例2

本实施例提出了一种水平十字光伏控制系统，该系统包括至少一个水平十字光伏控制装置。其中，水平十字光伏控制装置的具体结构和原理可参照实施例1所记载的内容，本实施例在此不再进行赘述。

当水平十字光伏控制装置的个数为多个时，可采用连杆5将彼此相邻的两个水平十字光伏控制装置进行连接，如图10所示。具体的，可将连杆5的两端分别连接在两个水平十字光伏控制装置的减速的输入端上，并且将多个水平十字光伏控制装置中的其中一个减速机2-2-1安装电机驱动，其他减速机2-2-1则不安装电机驱动。通过该安装电机驱动的减速机2-2-1带动其他的减速机2-2-1同步转动，从而使所有的水平十字光伏控制装置同步。

同时，为了使水平十字光伏控制系统拥有更好的地形适应性。在连杆5与水平十字光伏控制装置之间可采用万向节6进行连接。

本实施例通过传动装置2-2的水平转动的方式实现了光伏组件4的倾角控制。水平转动的结构不受桩基沉陷的影响，提高了整体装置的可靠性和稳定性。传动装置2-2的转速与电机转速关系更加简单，控制也更为容易，并且能够保持均匀的转速和恒定的功率。对电机和结构都有很好的保护作用。