專利名稱：蘑菇塔式離網(wǎng)追日旋轉平臺多項專門用途小型光伏電站的制作方法
技術領域：
光伏發(fā)電跟蹤日光裝置，與地面平行安裝的追日旋轉平臺的跟蹤日光模式；鋼結 構及壓桿穩(wěn)定；PLC可編程序控制器；廣告塔；高塔照明燈；航標燈塔；電動車充電站。
二，
背景技術：
第一節(jié)對現(xiàn)有技術的理解及現(xiàn)有技術的應用范圍1，此前，國內外的光伏發(fā)電的太陽能電池板跟蹤日光裝置皆為矩形斜架子模式 的。而《太陽能電池板追日旋轉平臺》ZL200710111312.X的直觀特點，它是與地面平行安裝 的追日旋轉平臺，完全不同于矩形斜架子模式。本案申請人、設計人曾作為發(fā)明人于2007年6月18日申請并于2010年4月21 日授權的《太陽能電池板追日旋轉平臺》(專利號ZL200710111312.X)中所述的與地面平 行安裝的追日旋轉平臺，屬于中國創(chuàng)造的跟蹤日光模式。在該追日旋轉平臺上布陣太陽能 電池板，隨著旋轉平臺與地球自轉角速度完全連續(xù)同步(不同于矩形斜架子模式由步進電 機控制的斷續(xù)同步)，使得旋轉平臺所載電池板在每個隨機時刻都能接受陽光垂直照射，以 使電池板最大程度地獲取太陽能，與國內外現(xiàn)有的矩形斜架子式樣跟蹤日光模式相對比具 有十項優(yōu)勢已經(jīng)載明在實質審查文檔中。其授權版“說明書摘要”后部寫有“為適應對太 陽能電池板發(fā)電量大小需求的不同，按金屬構架支座與傳動裝置之間的圓形支撐軌道的直 徑設置系列80米、60米、50米、45米、40米、36米、30米、26米、20米、16米、12米、9米、6 米等，用戶可按需要的規(guī)模選用”。由于該追日旋轉平臺主要用于直徑幾十米的規(guī)模光伏電 站，因此其授權版“說明書附圖”和“摘要附圖”內給出圓形軌道下方是由一圈或幾圈混凝 土支柱的結構。2，本案專利申請人、設計人曾作為發(fā)明人于2010年6月25日申請的《追日旋轉平 臺的一種軸向止推調心定心軸裝置》(申請?zhí)?01020236999. 7)是配套應用于《太陽能電池 板追日旋轉平臺》(專利號ZL200710111312.X)，當其回轉角度彡180度角情況下的進步結構。3，當前，公路及高速路邊的廣告塔絕大多數(shù)因為沒有接入電網(wǎng)，只能在白晝看到 廣告內容。而射燈廣告、霓虹燈廣告、燈箱廣告必須用電。用電必須從國家電網(wǎng)接入。這樣， 在廣告塔施工中不僅要增加與電業(yè)局交涉的復雜工作，廣告塔本身耗電也給社會能源帶來 負擔，給廣告經(jīng)營者帶來負擔。隨著社會經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，廣告塔愈益被廣泛應用，而廣告 本身并不創(chuàng)造物質、產(chǎn)品卻在耗電，這給溫家寶總理2009年12月在哥本哈根會議上向全世 界承諾的我國到2020年按單位GDP計算的碳排放量要降低40-45%的目標增加負擔。4，當前，公路邊的高塔照明燈用電也必須從國家電網(wǎng)接入。雖然高塔照明燈氣勢 和美觀性較佳，但本身用電量較大也給社會能源帶來負擔。5，當前，江河湖海的岸上航標燈塔絕大多數(shù)由電網(wǎng)供電。航標燈塔完全可采用本 案申請的光伏電站。最大程度地利用太陽能。優(yōu)先接入太陽電，采用并網(wǎng)設計以防不測。6，當前，全世界發(fā)達國家都在大力發(fā)展電動汽車以面對日趨緊張的石油能源。盡管目前我國的電動汽車生產(chǎn)廠家和產(chǎn)量為數(shù)較少，而國家政府正在積極有力地推行這一產(chǎn) 業(yè)政策。我國尚無固定式電動汽車充電站成為了制約電動汽車發(fā)展的主要瓶頸之一。為了 適應電動汽車的發(fā)展需要，電動汽車充電站的設立總有一天勢在必行。國家電網(wǎng)的電力來 源大部為火力發(fā)電，也屬于遲早要枯竭的化石能源。這樣一來，利用可再生能源光伏發(fā)電站 建造電動汽車、電動自行車充電站將成為首選。我國在幾年前就已成為世界最大的太陽能 電池板生產(chǎn)國，不計星羅棋布的小生產(chǎn)廠，江蘇無錫、河北保定、山東德州、江西新余、廣東 河源(2009年投資260億元)等地太陽能電池板大規(guī)模的生產(chǎn)能力甚至產(chǎn)能過剩為這一首 選鋪就了道路。近年來我國電動自行車的發(fā)展速度非?？?，年產(chǎn)量以百萬臺數(shù)量級計。本 案蘑菇塔式光伏電充電站的建立為電動自行車的普及開拓了便利，并且減少了用火力電充 電所消耗的化石能源。第二節(jié)應對以上第3、4、5、6條需求的解決方案為解決上述第3條即廣告塔用電需求，按照第1條所述選用小直徑范圍的圓形支 撐軌道的《太陽能電池板追日旋轉平臺》離網(wǎng)電站即可滿足廣告塔用電量。為解決上述第4條即高塔照明燈用電需求，按照第1條所述選用小直徑范圍的圓 形支撐軌道的《太陽能電池板追日旋轉平臺》離網(wǎng)電站即可滿足高塔照明燈用電量。為解決上述第5條即航標燈塔用電需求，按照第1條所述選用小直徑范圍的圓形 支撐軌道的《太陽能電池板追日旋轉平臺》離網(wǎng)電站是可以滿足航標燈塔用電量。為最大 程度地利用太陽能，航標燈塔用電優(yōu)先接入太陽電。為了防止因“霪雨霏霏，連月不開”的 斷電可能，采用并網(wǎng)設計以防不測。為解決上述第6條即電動汽車充電站用電需求，按照對充電站規(guī)模需要，從第1條 所述圓形支撐軌道適合的直徑范圍選用《太陽能電池板追日旋轉平臺》并網(wǎng)電站方案即可 解決充電站的電源。為了節(jié)省占地，充電站可以建造成塔式，即外形如蘑菇狀、中間由一根 立柱支撐追日旋轉平臺光伏電站。蘑菇塔式并網(wǎng)充電站的優(yōu)點是可最大程度地利用追日 旋轉平臺的光伏發(fā)電為電動車充電；一旦由于陰雨或光伏發(fā)電功率不足時，可利用國家電 網(wǎng)為電動汽車、電動自行車充電，使不致于影響電動車的行駛。針對第一節(jié)的第3、4、5、6條，綜合上述四段，建造節(jié)省占地的蘑菇塔式追日旋轉 平臺小型光伏電站皆可解決之。按照需要設計成離網(wǎng)或并網(wǎng)。追日旋轉平臺的甲板上放置太陽能電池板，其發(fā)出的直流電電壓一般為24伏特、 36伏特、48伏特，通過正負極導線從第2條《追日旋轉平臺的一種軸向止推調心定心軸裝 置》(申請?zhí)?01020236999. 7)定心軸裝置的空心管內沿著向下，引出到支撐定心軸裝置的 螺旋焊縫鋼管立柱、混凝土基礎外。電動汽車用電電壓48伏特，為能對電動汽車順利充電 需要將太陽能電池板輸出電壓及其蓄電池定制在54伏特。盡管全世界研究光伏發(fā)電的科學家們?yōu)樘岣吖怆娹D化率在苦苦探索、孜孜以求， 在工業(yè)實用而非在實驗室中卻難以突破單晶硅的17%、多晶硅的16%、非晶硅的8%。然 而，無論何種光伏元件，只要裝載于《太陽能電池板追日旋轉平臺》上，可使已有光伏元件的 光電轉化率增加30%左右——追日比不追日的這一增加量已經(jīng)被世界許許多多光伏專家、 光伏公司所證實。這就是選用追日旋轉平臺光伏電站用于本案申請的有力根據(jù)。也是比固 定不動的光伏電站的優(yōu)越之處。為了節(jié)省占地，對小型追日旋轉平臺光伏電站可建造蘑菇塔式光伏電站，即追日旋轉平臺光伏電站及用途功能設施(如廣告設施、高塔路燈設施)的全部重量由追日旋轉 平臺中心一根中心立柱組合件支撐，整體形狀近似蘑菇。作為“蘑菇腿”的一根立柱可用鋼 筋混凝土或大口徑螺旋焊縫鋼管，采用后者施工方便且力學效果、美觀效果俱佳。第三節(jié)檢索在國際專利數(shù)據(jù)庫網(wǎng)站驟w. patentics. com輸入關鍵詞“太陽能廣告塔”、“太陽能 航標燈塔”、“太陽能高塔路燈”、“太陽能充電站”，檢索CN(中國區(qū))專利。只出現(xiàn)“一種太 陽能廣告燈箱”、“一種太陽能充電站”(涉及的是硅光電池板、充電站內穩(wěn)壓器、蓄電池、直 流電源充電器)、“一種充電設備、儲能裝置及充電站”(涉及的是充電站內的充電管理、充電 監(jiān)測、充電控制和過充保護的一些設備)等。所有被檢索到的專利皆與本專利申請內容無 關。國內外專利尚未出現(xiàn)航標燈塔用電來自光伏電站的案例，尤其未出現(xiàn)航標燈塔用電來 自離網(wǎng)追日旋轉平臺光伏電站的案例。
三，

發(fā)明內容
將《太陽能電池板追日旋轉平臺》ZL200710111312. X的旋轉平臺中心落座在《追 日旋轉平臺的一種軸向止推調心定心軸裝置》(申請?zhí)?01020236999. 7)上。當追日旋轉 平臺的直徑小于等于6米時，例如作為高塔照明燈、航標燈塔用途時即如此，《追日旋轉平 臺的一種軸向止推調心定心軸裝置》可承擔旋轉平臺及其所載電池板等全部重量。當追日 旋轉平臺的直徑大于6米時，例如作為廣告塔或充電站用途時即如此，見說明書附1所 示，盡管《追日旋轉平臺的一種軸向止推調心定心軸裝置》可承擔旋轉平臺及其所載電池板 等的部分重量，為了保持旋轉平臺和電池板系統(tǒng)的穩(wěn)定，同時設置輥輪部件(件號2-0)和 圓圈軌道組合件(件號3-0)，圓圈軌道組合件(件號3-0)由支撐桁架系統(tǒng)(件號5-0)支 撐。無論旋轉平臺直徑多大，整個系統(tǒng)的全部重量最后都由中心立柱組合件承擔。中心立 柱組合件為承壓桿，其設計要做偏心壓桿穩(wěn)定計算。中心立柱組合件的頂端和底座皆為法 蘭連接，其底座聯(lián)接螺栓的強度計算要考慮計入系統(tǒng)所受當?shù)仫L載荷。在設計大型《太陽能電池板追日旋轉平臺》ZL200710111312.X時，因為圓圈軌道 與支撐圓圈軌道的圓圈排列的立柱相對應，圓圈軌道與旋轉平臺做成一體以有利于加強旋 轉平臺的整體剛度，因而輥輪部件設置在圓圈軌道組合件下方。本案屬小型旋轉平臺光伏 電站，則與大型的不同。為加強支撐桁架系統(tǒng)(件號5-0)的剛度，圓圈軌道組合件(件號 3-0)設置在輥輪部件(件號2-0)的下方，詳見說明書附3。電機-行星針輪擺線減速 機-銷齒輪傳動主動輪(件號4-0)固定在支撐桁架系統(tǒng)(件號5-0)上。銷齒輪傳動被 動輪部件(件號11-0)則與旋轉平臺組合件(件號1-0)固成一體。支撐桁架系統(tǒng)(件號 5-0)焊聯(lián)接到中心立柱組合件(件號9-0)處，須設有補強板以防止螺旋焊縫鋼管制造的中 心立柱組合件(件號9-0)在承重時發(fā)生管壁厚度凹陷變形。件號12-0為旋轉平臺翼緣組 合件，當本案用于廣告塔時，可將射燈固定于旋轉平臺翼緣組合件(件號12-0)上；當本案 用于高塔路燈時，可將燈具固定于旋轉平臺翼緣組合件(件號12-0)。支撐桁架系統(tǒng)(件號 5-0)可供制作燈箱廣告的燈箱承重構架；可供制作射燈廣告的廣告板承重構架；也可作霓 虹燈廣告的承重構架。中心立柱組合件(件號8-0)做受壓桿的穩(wěn)定性計算時要考慮風載荷造成的偏心 載荷帶來的不利因素。件號8-0中心立柱組合件的柱體由低碳鋼材質的螺旋焊縫鋼管制
5造，其螺旋焊縫須是雙面埋弧自動焊以確保剛度和強度。螺旋焊縫鋼管的造價低、綜合機械 性能好，適宜于本案。鋼管柱體的頂端和底座各有一個法蘭盤，按照平焊法蘭的結構方式與 柱體焊接在一起，每個法蘭盤上設有螺栓孔。整體是蘑菇塔式，其追日旋轉平臺小型光伏電 站及蘑菇塔用途功能系統(tǒng)的全部占地只是由一根螺旋焊縫鋼管中心立柱落座的混凝土基 礎的略大于該鋼管橫截面的水平面積。中心立柱柱體與支撐桁架系統(tǒng)(件號5-0)之間的 焊聯(lián)接，要加墊補強板，補強板與鋼管柱體間的焊縫要離開補強板與支撐桁架間的焊縫50 毫米以上，以避免焊接熱應力的互相干擾。中心立柱組合件(件號8-0)的底座法蘭落座在 混凝土基礎上，其間要有斜墊鐵組，校正中心立柱組合件(件號8-0)中心線的垂直度小于 1/6000。確保中心線垂直度后要做二次灌漿處理。光伏電流正負極引線電纜從螺旋焊縫鋼 管中心立柱內腔、螺旋焊縫鋼管中心立柱混凝土基礎預埋鋼管內腔引出到操作室蓄電、配 電設施。同樣，固定在支撐桁架系統(tǒng)上的電機、旋轉平臺上的仰角電機、廣告用電、航標燈用 電、高塔照明燈用電的動力電纜、通訊電纜的路徑也如此。支撐桁架系統(tǒng)(件號5-0)的特征和功能①安裝固定電機_行星針輪擺線減速 機_銷齒輪傳動主動輪(件號4-0)；②支撐圓圈軌道組合件(件號3-0)，分擔旋轉平臺及 所載電池板、支架重量；③本案做航標燈塔用途時，可在支撐桁架系統(tǒng)內設置航標燈；④本 案做高塔照明燈、廣告塔、充電塔用途時，可做燈箱廣告、霓虹燈廣告、射燈廣告板的骨架， 例如支撐角形射燈廣告板。說明書附2給出的是由六根輻桿組成支撐桁架系統(tǒng)(件號 5-0)的俯視圖。輥輪部件(件號2-0)的輪轂板設計有掛鉤，見說明書附3。在旋轉平臺做旋 轉運行時，輥輪部件(件號2-0)在工字鋼制作的圓圈軌道組合件(件號3-0)作圓圈滾動 過程中，一旦發(fā)生地震或強力風載荷或其它偏心載荷而使旋轉平臺偏離中心軸時，輪轂板 掛鉤須能鉤住圓圈軌道組合件(件號3-0)的工字鋼翼緣。避免事故的發(fā)生。圓圈軌道組合件(件號3-0)選用工字鋼，工字鋼頂面焊接安裝不平度應小于 1/3500。旋轉平臺翼緣(件號12-0)的功能①安裝固定旋轉平臺正多邊形兩個對邊上的 電池板支架；②安裝固定射燈廣告的射燈；③安裝固定高塔照明燈的燈具；④懸掛滑輪起 重物體；⑤也可做航標燈塔用途時用于安裝固定航標燈；⑥在圓形的北方或正多邊形正北 方的邊兩端裝設旗桿插孔件。當本案用作廣告塔、高塔照明燈時，其光伏電站可設計成離網(wǎng)。當本案用于航標燈 塔時設計成并網(wǎng)。做電動汽車充電站時，圓圈軌道直徑要大于等于8米為宜。該充電塔也 具備上述廣告塔的功能。作為充電塔設計時，本案光伏電站須并網(wǎng)。操作室及其設施(件號6-0)內設有追日旋轉平臺水平旋轉的拖動電機控制面板、 太陽能電池板仰角轉動電機的控制面板，以及太陽能電池板仰角轉動控制的PLC可編程序 控制器。操作室及其設施(件號6-0)內設有太陽電的蓄電池、控制開關、霓虹燈廣告電路 系統(tǒng)等。當本案用于電動汽車充電站時，操作室及其設施(件號6-0)內除設置上述設施外 還要設有充電器、充電保護、充電監(jiān)測、收費計量以及并網(wǎng)逆變器、控制器等設施?？蓪⒋娣?蓄電池、逆變器、控制器、監(jiān)測系統(tǒng)、PLC可編程序控制器、配電操作盤系統(tǒng)的操作室呈環(huán)形 布置懸掛在中心立柱上。這對日趨緊張的能源和國家土地資源來說是十分重要的。有益效果是
1，具備多項專業(yè)用途的《蘑菇塔式離網(wǎng)追日旋轉平臺多項專門用途小型光伏電 站》，集光伏發(fā)電、光伏發(fā)電元件光電轉化率提高30%左右的追日旋轉平臺、廣告塔、高塔照 明燈、航標燈塔、充電站、景觀用途于一塔。2，作為蘑菇塔式離網(wǎng)追日旋轉平臺多項專門用途小型光伏電站，由于整體是蘑菇 塔式，其追日旋轉平臺小型光伏電站及蘑菇塔功能系統(tǒng)的全部占地只是由一根螺旋焊縫鋼 管中心立柱落座的混凝土基礎的略大于該鋼管橫截面的水平面積。將存放蓄電池、逆變器、 控制器、監(jiān)測系統(tǒng)、PLC可編程序控制器、配電操作盤系統(tǒng)的操作室呈環(huán)形布置懸掛在中心 立柱上，對日趨緊張的能源和國家土地資源來說是十分重要的。3，本案若用做高塔照明燈的話，存放蓄電池、逆變器、控制器的操作室箱體可設計 在旋轉平臺之上。可充分節(jié)省占地。4，由于追日旋轉平臺本身功能，可使所載光伏發(fā)電元件光電轉化率提高30 %左 右，與固定式同等光伏發(fā)電功率相比較，也具有減少占地的意義。5，由于追日旋轉平臺模式的光伏電站屬于國內外首創(chuàng)，可為上述各項用途的效果 增色。因為電能來自追日旋轉光伏電站，實際操作時在高塔照明燈、充電塔、甚至江河湖的 航標燈塔的支撐桁架系統(tǒng)內外，可設置不同類型的廣告。真正做到一塔多用。6，此前，國內外跟蹤日光模式唯一存在的是矩形斜架子式光伏發(fā)電日光跟蹤系 統(tǒng)，它也是單腿支撐，但系統(tǒng)不對稱。而本案蘑菇塔式的對稱性，使運行平穩(wěn)，抵抗風載、地 震能力強也是國內外矩形斜架子式跟蹤日光模式光伏發(fā)電跟蹤系統(tǒng)不可比擬的。綜上所述，本案比現(xiàn)有技術具有顯著特點和實質性進步。
四，


說明書附圖的圖1是《蘑菇塔式離網(wǎng)追日旋轉平臺多項專門用途小型光伏電站》 主視圖。其中，件號1-0是旋轉平臺組合件，旋轉平臺水平面可以是圓形、正方形、正六邊 形、正八邊形、正十二邊形、正十六邊形；件號2-0是輥輪部件；件號3-0是圓圈軌道組合 件；件號4-0是電機-行星針輪擺線減速機_銷齒輪傳動主動輪；件號5-0是支撐桁架系 統(tǒng)；件號6-0是操作室及其設施；件號7-0是混凝土基礎；件號8-0是地腳螺栓和斜墊鐵組； 件號9-0是中心立柱組合件；件號10-0是定心軸裝置；件號11-0是銷齒輪傳動的被動論部 件；件號12-0是旋轉平臺翼緣組合件；件號13-0是太陽能電池板及其支架系統(tǒng)。說明書附圖的圖2是為表現(xiàn)《蘑菇塔式離網(wǎng)追日旋轉平臺多項專門用途小型光伏 電站》支撐桁架系統(tǒng)(件號5-0)的俯視圖，實線為“具體實施方式
”案例。從虛線所示六根 輻桿的支撐桁架系統(tǒng)(件號5-0)。根據(jù)需要可在圓形的支撐桁架系統(tǒng)(件號5-0)上設置 角形廣告板，廣告板模式可以是射燈廣告、燈箱廣告及霓虹燈廣告。說明書附3是輪轂板設計有掛鉤的輥輪部件(件號15-0即圖1中2-0)。兩 個方向上設有間隙S。圖中件號14-0即圖1中1-0旋轉平臺組合件；件號16-0即圖1中 3-0是由工字鋼制造的圓圈軌道組合件；件號15-1是輥輪部件帶有掛鉤的輪轂板。
五，
具體實施例方式以本案發(fā)明人為湖南岳陽設計的《蘑菇塔式離網(wǎng)追日旋轉平臺光伏電站廣告塔》 為例，旋轉平臺設計成正八邊形，其對邊高度8. 66米，布陣江蘇偉豪公司產(chǎn)功率200瓦電池板(1482X992X 35毫米，17. 5千克)8排，共36塊，發(fā)電功率7. 2千瓦。廣告中耗電最多的 射燈廣告也夠用。本案發(fā)明人委托北京辰遠技術發(fā)展有限公司制造追日旋轉平臺。由于該公司是制 造豪華飯店上旋轉餐廳的著名公司(例如中央電視塔80米高處旋轉餐廳、北京國際飯店、 昆侖飯店等的旋轉餐廳，2010年在國內外接單三十多個旋轉餐廳)，該公司已與發(fā)明專利 《太陽能電池板追日旋轉平臺》的發(fā)明人、專利權人簽訂了五年獨家制造合同。由于該公司 是制造旋轉體具有豐富經(jīng)驗的公司，因此本案發(fā)明人委托該公司承制《太陽能電池板追日 旋轉平臺》和《蘑菇塔式離網(wǎng)追日旋轉平臺光伏電站廣告塔》。岳陽市的日落太陽方位角在春分日、夏至日、秋分日、冬至日相差很大，分別是90 度39分、117度32分、90度11分、63度12分。這樣，可以計算出岳陽市每天的日落太陽方 位角，編入PLC可編程序控制器控制旋轉平臺的每天單向旋轉幅度。為確保萬一在PLC失 控情況下的安全，在最大旋轉幅度的兩個外側6度處設置限位開關以限制旋轉平臺在正轉 (從空中俯視順時針)、反轉(從空中俯視逆時針)的旋轉越位。在旋轉平臺制作中的技術 要求有在直徑7米圓形支撐軌道上方的輥輪部件軸線在垂直方向的跳動小于士2毫米。 直徑7米的圓形支撐軌道上方，共6個輥輪部件固定在旋轉平臺旋轉體下方均勻布置。直 徑7米的圓形支撐軌道頂面在垂直方向的高度差士 1.2毫米。辰遠公司能夠做到。電機-行星針輪擺線減速機-銷齒輪傳動的選配要素①電機功率的設定原則， 一是計算，二是來自豐富的經(jīng)驗。②總減速比(行星針輪擺線減速機減速比X銷齒輪傳動 比)的選配，最終要達到使旋轉平臺的角速度與地球自轉相同。即10小時轉150度角，即 12小時轉半圈。為適應岳陽訂貨方選定的江蘇省偉豪公司產(chǎn)的太陽能電池板的安裝固定方式和 尺寸，本案發(fā)明人專門設計了該電池板的支架。這些支架是可以使電池板在一定范圍內轉 動，以便控制電池板面的仰角。因為日出和日落時，太陽是在地平線上。處于東經(jīng)113度5 分、北緯29度23分的岳陽市，在春分日、夏至日、秋分日、冬至日的正午太陽高度角分別是 60度48分、84度3分、60度36分、37度12分?？蓮奶煳臄?shù)據(jù)中查出每一天的正午太陽高 度角的準確值。也可根據(jù)這四天的正午太陽高度角自行計算出每一天的正午太陽高度角， 將這些數(shù)據(jù)輸入PLC可編程序控制器，使拖動電池板改變仰角的電機每天按照設定的程序 運行。該拖動電機設置在電池板的背面，一個50瓦電機通過蝸桿蝸輪減速機-鏈傳動可以 拖動一排電池板使之改變仰角。本案發(fā)明人設計的電池板仰角改變系統(tǒng)委托山東德州金不 換減速機公司制造。其PLC可編程序控制器、電機委托無錫的公司制造、編程。定心軸裝置(件號10-0)選用《追日旋轉平臺的一種軸向止推調心定心軸裝置》 (申請?zhí)?01020236999.7)。其中的推力調心滾子軸承的型號選用29248E(按國標GB/ T5859-93)，其內座圈直徑240毫米，外座圈直徑340毫米，寬度60毫米；其基本額定靜負 荷1910千牛頓約等于194. 9噸，軸向允許載荷799千牛頓約等于81. 5噸，這一軸向允許載 荷足以承載追日旋轉平臺連同太陽能電池板及其支架、附屬零部件、活荷載的全部3600千 克。由于追日旋轉平臺的旋轉速度極低，不高于24小時轉一圈，推力調心滾子軸承不采用 潤滑油潤滑，而是在安裝前封入潤滑脂。該裝置中的雙螺母可確保旋轉平臺及所載電池板、 支架系統(tǒng)不會被龍卷風風載荷將“蘑菇蓋”拔起。中心立柱組合件(件號8-0)高度6米。做受壓桿的穩(wěn)定性計算時要考慮風載荷造成的偏心載荷帶來的不利因素。件號8-0中心立柱組合件的柱體由Q235材質的螺旋焊 縫鋼管制造，其螺旋焊縫須是雙面埋弧自動焊以確保剛度和強度。螺旋焊縫鋼管的造價低、 綜合機械性能好，適宜于本案。柱體的頂端和底座各有一個法蘭盤，按照平焊法蘭的結構方 式與柱體焊接在一起，每個法蘭盤上有12個螺栓孔。中心立柱柱體與支撐桁架系統(tǒng)(件號 5-0)之間的焊聯(lián)接，要加墊厚度12毫米的補強板，補強板與柱體間的焊縫要離開補強板與 支撐桁架間的焊縫50毫米以上，以避免焊接熱應力的互相干擾。中心立柱組合件(件號 8-0)的底座法蘭落座在混凝土基礎上，其間要有斜墊鐵組，校正中心立柱(件號8-0)中心 線的垂直度小于1毫米，即小于1/6000。確保中心線垂直度后要做二次灌漿處理。支撐桁架系統(tǒng)(件號5-0)的特點和功能①安裝固定電機_行星針輪擺線減速 機-銷齒輪傳動主動輪(件號4-0)；②支撐圓圈軌道組合件(件號3-0)，分擔旋轉平臺及 所載電池板、支架重量；③本案做航標燈塔用途時，可在支撐桁架系統(tǒng)內設置航標燈；④本 案做高塔照明燈、廣告塔、充電塔用途時，可做燈箱廣告、霓虹燈廣告、射燈廣告板的骨架， 例如支撐角形射燈廣告板。輥輪部件(件號2-0)的特征是輪轂板設計有掛鉤，在旋轉平臺做旋轉運行時，輥 輪部件(件號2-0)在工字鋼制作的圓圈軌道組合件(件號3-0)作圓圈滾動過程中，一旦 發(fā)生地震或強力風載荷或其它偏心載荷而使旋轉平臺偏離中心軸時，輪轂板掛鉤須能鉤住 圓圈軌道組合件(件號3-0)的工字鋼翼緣。圓圈軌道組合件(件號3-0)直徑7米，工字鋼頂面不平度應小于2毫米，即小于 1/3500。旋轉平臺翼緣(件號12-0)的特點和功能①安裝固定旋轉平臺正八邊形兩個對 邊上的電池板支架；②安裝射燈廣告的射燈；③安裝固定高塔照明燈的燈具；④懸掛滑輪 起重物體；⑤也可做航標燈塔用途時用于固定航標燈；⑥在正八邊形正北方的邊兩端裝設 旗桿插孔。要排好光伏發(fā)電的正負極導線的路徑將每塊電池板的光伏導線匯總到中心，集 中到定心軸上方，光伏電正負極引線電纜從螺旋焊縫鋼管中心立柱內腔、螺旋焊縫鋼管中 心立柱混凝土基礎預埋鋼管內腔引出到操作室蓄電、配電設施。同樣，固定在支撐桁架系統(tǒng) 上的電機、旋轉平臺上的仰角電機的動力電纜、通訊電纜的路徑也如此。所有電纜皆須在具 有充分安全的套管內穿行。要事先計劃安排施工及安裝程序。安裝后對機械系統(tǒng)的檢查，要校正中心立柱的垂直度、定心軸垂直度和圓圈軌道 面的水平跳動，須達到一個人手動盤車旋轉體靈活無卡阻現(xiàn)象，方能認為機械設備、鋼結構 系統(tǒng)安裝達標，才可以試運轉。試運轉前要檢查電力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)皆須準確無誤。
權利要求
具備多項專業(yè)用途的《蘑菇塔式離網(wǎng)追日旋轉平臺多項專門用途小型光伏電站》，集光伏發(fā)電、追日旋轉平臺、廣告塔、高塔照明燈、航標燈塔、充電站用途于一塔，其特征是追日旋轉平臺小型光伏電站及蘑菇塔用途功能系統(tǒng)的整體是蘑菇塔式，其追日旋轉平臺小型光伏電站及蘑菇塔用途功能系統(tǒng)的全部重量由中心立柱組合件承擔，其追日旋轉平臺小型光伏電站及蘑菇塔用途功能系統(tǒng)的全部占地只是由一根螺旋焊縫鋼管中心立柱落座的混凝土基礎的略大于該鋼管橫截面的水平面積，其螺旋焊縫鋼管柱體的頂端和底座各焊接一個法蘭盤，頂端法蘭盤與支承旋轉平臺的定心軸裝置聯(lián)接，底座法蘭盤與混凝土基礎聯(lián)接，光伏電流正負極引線電纜從螺旋焊縫鋼管中心立柱組合件內腔、螺旋焊縫鋼管中心立柱混凝土基礎預埋鋼管內腔引出到操作室的蓄電、配電設施，同樣，固定在支撐桁架系統(tǒng)上的電機、旋轉平臺上的仰角電機、廣告用電、航標燈用電、高塔照明燈用電的動力電纜、通訊電纜的路徑也如此。
2.根據(jù)權利要求1，組成蘑菇塔的支撐桁架系統(tǒng)的特征①安裝固定電機-行星針輪擺 線減速機_銷齒輪傳動主動輪；②支撐圓圈軌道組合件，圈軌道組合件的上方是輥輪部件， 用以分擔旋轉平臺及所載電池板、支架重量；③做航標燈塔用途時，可在支撐桁架系統(tǒng)內設 置航標燈；④做高塔照明燈、廣告塔、充電塔用途時，可做燈箱廣告、霓虹燈廣告、射燈廣告 板的骨架，做支撐角形射燈廣告板的骨架。
3.根據(jù)權利要求1，組成蘑菇塔的旋轉平臺翼緣的特征①安裝固定旋轉平臺正多邊 形兩個對邊上的電池板支架；②安裝固定射燈廣告的射燈；③安裝固定高塔照明燈的燈 具；④懸掛滑輪以起重物體；⑤做航標燈塔用途時也可用于安裝固定航標燈；⑥在正多邊 形或圓形旋轉平臺正北方的邊緣裝設旗桿插孔件。
4.根據(jù)權利要求1，組成蘑菇塔的中心立柱組合件上，可將存放蓄電池、逆變器、控制 器、監(jiān)測系統(tǒng)、PLC可編程序控制器、配電操作盤系統(tǒng)的操作室呈環(huán)形懸掛在中心立柱組合 件上。
全文摘要
蘑菇塔式離網(wǎng)追日旋轉平臺多項專門用途小型光伏電站集光伏發(fā)電、光電轉化率提高約30％的追日旋轉平臺、廣告塔、高塔照明燈、航標燈塔、充電站用途于一塔。按需設計離網(wǎng)或并網(wǎng)。整體是蘑菇塔式，作為光伏電站其占地只是由一根螺旋焊縫鋼管中心立柱落座基礎的水平面積?？蓪⒎胖眯铍姵?、逆變器、控制器、監(jiān)測系統(tǒng)、PLC可編程序控制器、配電盤系統(tǒng)的操作室呈環(huán)形布置懸掛在中心立柱上，這對日趨緊張的能源和國家土地資源來說是十分重要的。電能來自追日旋轉光伏電站，在高塔照明燈、充電塔、甚至江河湖的航標燈塔的支撐桁架系統(tǒng)內外，可設置不同類型的廣告。蘑菇塔式的對稱性使運行平穩(wěn)，抵抗風載地震能力強，也是國內外矩形斜架子式光伏跟蹤日光模式不可比擬的。
文檔編號G05D3/00GK101951195SQ20101029013
公開日2011年1月19日 申請日期2010年9月25日 優(yōu)先權日2010年9月25日
發(fā)明者馬兆瑞 申請人:馬丹萌