用于光伏發(fā)電的太陽跟蹤器的制造方法
【專利摘要】提供一種太陽跟蹤器，其包括：太陽能電池板；上結構；主立柱；基礎底部；高度角調整直接式缸筒；以及方位角調整直接式缸筒；其中，基礎底部的上表面固定到主立柱的一個端部，通過具有單個自由度的鉸鏈連接到高度角調整直接式缸筒的一個端部，并通過具有兩個自由度的鎖定型十字形連接器連接到方位角調整直接式缸筒的一個端部；以及上結構的底表面分別通過多個鎖定型十字形連接器連接到主立柱的另一端部、高度角調整直接式缸筒的另一端部、以及方位角調整直接式缸筒的另一端部，連接到上結構和方位角調整直接式缸筒的鎖定型十字形連接器構造為繞方位角調整直接式缸筒的長度方向的軸自由轉動。
【專利說明】用于光伏發(fā)電的太陽跟蹤器
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請基于并要求2012年9月13日在韓國知識產權局提交的韓國專利申請N0.10-2012-0101422的優(yōu)先權，其全部內容通過引用并入本文中。
【技術領域】
[0003]本申請涉及一種用于光伏發(fā)電的太陽跟蹤器。更特別地，本發(fā)明涉及一種用于光伏發(fā)電的太陽跟蹤器，其利用直接式缸筒跟蹤白晝間的太陽的方位運動和隨季節(jié)變化的作為太陽的高度的太陽高度的變化，以通過使太陽能電池板與太陽成直角從而對應太陽的運動(軌跡)而提高發(fā)電效率。
【背景技術】
[0004]為了使太陽能電池板定位成相對于太陽成直角，太陽跟蹤器必須驅動至少兩個軸，即用于跟蹤關于太陽晝間運動的方位角的X軸和用于跟蹤關于太陽季節(jié)性運動的高度角的Y軸，且可采用各種類型的機械構造來實現(xiàn)它。圖1是現(xiàn)有技術中的太陽跟蹤器I的立體圖，該太陽跟蹤器I設計為繞X軸轉動以跟蹤東-西方位角并繞Y軸轉動以對準太陽的高度。
[0005]根據現(xiàn)有技術的太陽跟蹤器1，為了跟蹤太陽的方位角和高度角，需要連續(xù)驅動方位角跟蹤裝置和高度角跟蹤裝置以連續(xù)跟蹤太陽的方位角和高度角。因此，現(xiàn)有技術的太陽跟蹤器的問題在于需要借助計算機的復雜數學計算、或需要跟蹤裝置的精確控制和頻繁驅動從而引起跟蹤裝置頻繁發(fā)生故障。
[0006]進一步地，隨著太陽能電池板變得大型以獲得更大量的電力，要求結構設計除了獲得面板的機械性能外，還獲得足以耐受因諸如強風等外部作用所引起的面板變形或搖晃的剛性，并且防止總體結構傾覆。因此，該結構變得復雜且笨重，制造和構造成本增加。

【發(fā)明內容】

[0007]因此，本發(fā)明致力于解決現(xiàn)有技術中存在的上述問題，同時完整保留現(xiàn)有技術所獲得的優(yōu)點。
[0008]本發(fā)明的一實施方式涉及提供一種太陽跟蹤器，其包括如下驅動裝置，該驅動裝置具有足以耐受風壓的剛性和耐久性的簡單結構，并能通過簡單機械操作而精確控制高度角和方位角。
[0009]在本發(fā)明的一方面，提供一種太陽跟蹤器，其包括:太陽能電池板，所述太陽能電池板包括一個或多個太陽能電池面板；上結構，所述上結構支撐所述太陽能電池板；主立柱和基礎底部，所述主立柱和所述基礎底部支撐所述上結構；高度角調整直接式缸筒，所述高度角調整直接式缸筒調整所述太陽能電池板的高度角，以對應隨季節(jié)變化的太陽的高度；以及方位角調整直接式缸筒，所述方位角調整直接式缸筒根據時間調整方位角，以在所述高度角由所述高度角調整直接式缸筒固定時對應太陽的晝間運動。[0010]在這種情況下，所述基礎底部的上表面固定到所述主立柱的一個端部，通過具有單個自由度的鉸鏈連接到所述高度角調整直接式缸筒的一個端部，并通過具有兩個自由度的鎖定型十字形連接器連接到所述方位角調整直接式缸筒的一個端部。所述上結構的底表面分別通過所述鎖定型十字形連接器連接到所述主立柱的另一端部，所述高度角調整直接式缸筒的另一端部、以及所述方位角調整直接式缸筒的另一端部。
[0011]在鎖定型十字形連接器用于所述結構的情況下，由于所述鎖定型十字形連接器因作用在其側表面上的外部作用力而易受損壞，因此提供用于約束具有兩個自由度的轉動運動的轉動鎖定部，以在高度角調整直接式缸筒和方位角調整直接式缸筒完成角度調整操作之后，約束連接到高度角調整直接式缸筒和方位角調整直接式缸筒的鎖定型十字形連接器的相對運動，使得整體結構可在結構方面穩(wěn)定為剛性體。
[0012]進一步地，太陽能電池板可包括多個設有預定尺寸的太陽能電池面板，并可用于執(zhí)行大型發(fā)電的光伏發(fā)電裝置。為了解決這種大型太陽能電池板易受風壓的問題，在各太陽能電池面板中設置轉軸，在轉軸的一個端部處安裝蝸輪，并且附連蝸輪裝置，使得電動或氣壓型馬達與設置在轉軸一個端部處的蝸輪嚙合，以能夠實現(xiàn)太陽能電池面板打開或關閉?？商峁╅_/閉調整部，以在風壓到達預定強度時，通過太陽能電池面板的開口而減輕作用在結構上的風壓。
[0013]進一步地，為了驅動包括與太陽的高度角和方位角匹配的太陽能電池板的上結構，直接式缸筒可包括具有大重量和長沖程距離的復雜多級直接式缸筒，其可通過平行連接多個單一直接式缸筒并將所連接的多個單一直接式缸筒作為多級連接而獲得。
[0014]如圖2所不，在具有最低聞度角的冬至日和具有最聞聞度角的夏至日的范圍內隨一年四季重復改變的太陽的高度角具有極小晝間變化，而太陽的方位角在一日間沿一個方向即從太陽升起到下落重復變化。根據本發(fā)明的太陽跟蹤器在通過跟蹤高度角的一個軸的一次驅動后匹配該高度之后，固定高度角，直到太陽高度離開預定范圍為止，并且僅驅動跟蹤白晝間重復的東西方位角的另一軸。因此，可使用于跟蹤太陽的驅動單元的可靠功率消耗最小化，并可減小裝置的操作和管理成本。
[0015]根據本發(fā)明的太陽跟蹤器，由于作為用于調整太陽能電池板角度的驅動裝置的直接式缸筒也作用為裝置的基礎結構，因此驅動裝置的結構可顯著地簡化從而無限地延長每個單元裝置的光伏發(fā)電器的尺寸和容量，可極大地降低制造和構造成本，并可增強耐久性。
[0016]由于根據本發(fā)明的太陽跟蹤器可打開和關閉多個太陽能電池板，因此當風壓到達預定強度時，作用在整個太陽能電池板上的風壓通過打開太陽能電池面板的一部分或全部而減輕，因此可確保太陽跟蹤器的整體結構的安全性和耐久性。
[0017]進一步地，根據本發(fā)明的利用鎖定型十字形連接器和直接式缸筒的太陽跟蹤器，大容量結構的重量和諸如風壓等外部作用力可適當地分散到主立柱和直接式缸筒并由主立柱和直接式缸筒支撐，太陽跟蹤器可安裝在距離大地較高的高度范圍內。因此，對太陽跟蹤器下部的空間利用變得適合，且可使對綠色空間的損害最小化。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]將從參照附圖的以下詳述中更清楚本發(fā)明的上述以及其它目的、特征和優(yōu)點，其中:[0019]圖1是圖示現(xiàn)有技術中的太陽跟蹤器示例的立體圖；
[0020]圖2是解釋隨著季節(jié)和白晝變化而改變的太陽的高度角和方位角的視圖；
[0021]圖3是根據本發(fā)明一實施方式的用于光伏發(fā)電的太陽跟蹤器的立體圖；
[0022]圖4是圖示根據本發(fā)明一實施方式的鎖定型十字形連接器的配置的視圖；
[0023]圖5A和5B是解釋根據本發(fā)明一實施方式的用于光伏發(fā)電的太陽跟蹤器的高度角的調整的側視圖；
[0024]圖6是解釋根據本發(fā)明一實施方式的用于光伏發(fā)電的太陽跟蹤器的高度角和方位角的調整的立體圖；
[0025]圖7是圖示根據本發(fā)明一實施方式的方位角調整直接式缸筒的組裝狀態(tài)的視圖；
[0026]圖8是圖示根據本發(fā)明一實施方式的方位角調整直接式缸筒的組裝狀態(tài)的橫剖視圖；
[0027]圖9是圖示根據本發(fā)明一實施方式的用于光伏發(fā)電的太陽跟蹤器的鎖定型十字形連接器的立體圖；
[0028]圖10是圖示根據本發(fā)明一實施方式的用于光伏發(fā)電的太陽跟蹤器的鎖定型十字形連接器的橫剖視圖；
[0029]圖11是圖示根據本發(fā)明一實施方式的通過夾緊螺栓的操作的用于光伏發(fā)電的太陽跟蹤器的鎖定型十字形連接器的鎖定狀態(tài)的橫剖視圖；
[0030]圖12是圖示根據本發(fā)明一實施方式的通過夾緊螺栓的操作的用于光伏發(fā)電的太陽跟蹤器的鎖定型十字形連接器的鎖定解除狀態(tài)的橫剖視圖；
[0031]圖13是根據本發(fā)明一實施方式的安裝有鎖定螺母和電磁體的用于光伏發(fā)電的太陽跟蹤器的鎖定型十字形連接器的橫剖視圖；
[0032]圖14是圖示根據本發(fā)明一實施方式的用于光伏發(fā)電的太陽跟蹤器中的太陽能電池面板的打開狀態(tài)的立體圖；
[0033]圖15是解釋根據本發(fā)明一實施方式的用于打開用于光伏發(fā)電的太陽跟蹤器中的太陽能電池面板的方法的立體圖；
[0034]圖16A和16B是從圖15中的“A”向觀察到的解釋根據本發(fā)明一實施方式的用于打開用于光伏發(fā)電的太陽跟蹤器中的太陽能電池面板的平面圖；
[0035]圖17A和17B是解釋據本發(fā)明一實施方式的用于光伏發(fā)電的太陽跟蹤器中的太陽能電池面板的打開和關閉狀態(tài)的橫剖視圖；
[0036]圖18是根據本發(fā)明另一實施方式由一個馬達串聯(lián)連接的多個太陽能電池面板同時打開的立體圖；
[0037]圖19是根據本發(fā)明另一實施方式可被使用的直接式缸筒的立體圖；以及
[0038]圖20是根據本發(fā)明另一實施方式的用于光伏發(fā)電的太陽跟蹤器的側視圖。
【具體實施方式】
[0039]下文，將參照附圖詳述根據本發(fā)明優(yōu)選實施方式的太陽跟蹤器。
[0040]圖3是根據本發(fā)明一實施方式的用于光伏發(fā)電的太陽跟蹤器的立體圖。
[0041]如圖3所示，被驅動以依據太陽高度和方位跟隨太陽光的太陽跟蹤器100包括:太陽能電池板20，其包括一個或多個太陽能電池面板10 ;上結構30，太陽能電池板20安裝在上結構30上；以及主立柱40和基礎底部50，其支撐太陽跟蹤器100的載荷，并用于支撐上結構30。
[0042]此時，優(yōu)選地，基礎底部50可由足以耐受太陽跟蹤器100的傾覆或傾斜或強風壓力的混凝土或鋼結構形成。
[0043]進一步地，太陽跟蹤器包括高度角調整直接式缸筒60和方位角調整直接式缸筒70，高度角調整直接式缸筒60調整太陽能電池板的高度角以對應季節(jié)性變化的太陽高度，方位角調整直接式缸筒70在高度角調整直接式缸筒60固定高度角的情況下根據時間調整與高度角成直角的方位角以對應太陽的晝間運動。如果從控制裝置(未圖示)接收到信號或電流的操作指示，則高度角調整直接式缸筒60和方位角調整直接式缸筒70延伸或收縮以執(zhí)行向上和向下的直線運動，方位角轉軸和高度角轉軸轉動，使得上結構30跟蹤太陽以沿垂直方向面對太陽。
[0044]此時，基礎底部50的上表面固定到主立柱40的一個端部，通過具有單個自由度的鉸鏈61連接到高度角調整直接式缸筒60的一個端部，通過具有兩個自由度的鎖定型十字形連接器80a連接到方位角調整直接式缸筒70的一個端部。上結構30的底表面分別通過鎖定型十字形連接器80b、80c以及80d連接到主立柱40的另一端部、高度角調整直接式缸筒60的另一端部以及方位角調整直接式缸筒70的另一端部。
[0045]優(yōu)選地，上結構30的重心位于鎖定型十字形連接器80b、80c以及80d與上結構30底表面連接的各點之間，以提供穩(wěn)定結構。
[0046]用于將高度角調整直接式缸筒60、方位角調整直接式缸筒70以及主立柱40與上結構30和基礎底部50連接的鎖定型十字形連接器80b、80c以及80d設有具有兩個自由度的十字形機械軸93，因此相應的機械軸可在它們之間形成任何角度。
[0047]如圖4所示，為了防止由于轉動力而使太陽跟蹤器100扭曲和為了實現(xiàn)機械穩(wěn)定驅動，必需使在上結構30水平維持的狀態(tài)下將上結構30底表面與主立柱40 —個端部連接的鎖定型十字形連接器80b與將方位角調整直接式缸筒70和上結構30底表面連接的鎖定型十字形連接器80d彼此共中心地重合，以將鎖定型十字形連接器80b和80d的十字形機械軸中的任一個軸作為太陽跟蹤器100的高度角轉軸(Y軸)。進一步地，必需使將上結構30底表面與主立柱40 —個端部連接的鎖定型十字形連接器80b與將高度角調整直接式缸筒60和上結構30底表面連接的鎖定型十字形連接器80c彼此共中心地重合，以將鎖定型十字形連接器80b的十字形機械軸中的一個剩余軸作為太陽跟蹤器100的方位角轉軸(X軸)。進一步地，優(yōu)選地，將主立柱40、方位角調整直接式缸筒70和高度角調整直接式缸筒60與上結構30底表面連接的鎖定型十字形連接器80b、80c以及80d安裝為沿同一方向設置，使得上結構30可平穩(wěn)地轉動。
[0048]參見圖5A，根據上述構造的太陽跟蹤器100，如果太陽高度降低，則高度角調整直接式缸筒60根據控制裝置(未圖示)的指令而伸長，且上結構30繞高度角轉軸轉動以根據太陽而降低上結構30的高度，而如果如圖5B所示太陽高度升高，則高度角調整直接式缸筒60根據控制裝置的指令而縮短，且上結構30繞高度角轉軸反向轉動以根據太陽而升高上結構30聞度。
[0049]在圖6所示的示例中，在當高度角調整直接式缸筒60伸長時上結構30繞高度角轉軸轉動以維持一定高度角的狀態(tài)下，當方位角調整直接式缸筒70操作以伸長或縮短時，上結構30以一定角度轉動。如果移動高度角轉軸的高度角調整直接式缸筒60停止，則高度角維持，如果移動方位角轉軸的方位角調整直接式缸筒70在該狀態(tài)下伸長或縮短，則太陽跟蹤器100在所維持的高度角處重復方位角跟蹤。也即，在高度通過一次驅動跟蹤高度角的高度角轉軸而設定后，高度角固定，直到太陽高度離開預定范圍為止，其后，僅跟蹤東-西方位角的方位角調整直接式缸筒70被驅動從而簡化了太陽跟蹤器100的操作。
[0050]如圖7和8所示，對于與位于上結構30底表面上并具有兩個自由度的鎖定型十字形連接器80d連接的方位角調整直接式缸筒70而言，為了解除當上結構30轉動以實現(xiàn)平穩(wěn)操作和穩(wěn)定結構時、因對高度角調整直接式缸筒60和方位角調整直接式缸筒70的驅動而發(fā)生的方位角調整直接式缸筒70的扭轉，優(yōu)選地，推力軸承71插入鎖定型十字形連接器80d和方位角調整直接式缸筒70之間，且當鎖定型十字形連接器80d和方位角調整直接式缸筒70彼此連接時，軸承支撐件72固定到推力軸承71，使得方位角調整直接式缸筒70可在方位角調整直接式缸筒70的長度方向上繞軸自由轉動。
[0051]進一步地，在本發(fā)明的另一實施方式中，太陽跟蹤器100僅使用一個直接式缸筒，且剩余的直接式缸筒可固定到主立柱。在這種示例中，可構造具有堅固結構并減少機械操作部分的單軸型跟蹤器。
[0052]根據本發(fā)明一實施方式，太陽跟蹤器100包括一個固定的主立柱40、輔助高度角調整直接式缸筒60和輔助方位角調整直接式缸筒70，因此，跟蹤器100的總結構具有三個立柱以足以抵抗包括豎向載荷在內的豎向作用力。然而，由于高度角調整直接式缸筒60和方位角調整直接式缸筒70的兩端通過鉸鏈61或具有可自由轉動的十字形機械軸93的鎖定型十字形連接器80連接，因此連接部分易受因風壓等作用在側表面上的振動或搖晃。因此，在完成對太陽跟蹤器100的驅動之后，鎖定型十字形連接器80的相對轉動運動根據來自控制裝置(未圖示)的指令或信號而被約束以能夠使總結構作用為剛性體。
[0053]鎖定型十字形連接器80包括設置于其中的十字形機械軸93以執(zhí)行具有兩個自由度的轉動運動。圖9圖示可約束相對轉動運動的鎖定型十字形連接器80。為此，鎖定型十字形連接器80可包括夾緊螺栓91、鎖定螺母92以及缸筒94。如圖10所示，為了抑制鎖定型十字形連接器80的軸臂89和十字形機械軸93的轉動運動，通過切除在鎖定型十字形連接器80內支撐十字形機械軸93兩個端部的軸臂89的下端部而形成切除部，在切除部內形成通孔以收緊和放松切除部，包括在鎖定型十字形連接器80內的夾緊螺栓91設置在切除部的通孔內。進一步地，能夠使夾緊螺栓91收緊和放松切除部的夾緊桿95的一個端部與切除部內的夾緊螺栓91連接。夾緊桿95的另一端部與缸筒94的活塞桿連接，且缸筒94固定到鎖定型連接器的軸臂89的外表面。
[0054]如圖11所示，如果缸筒94的活塞桿通過電力或流體力而伸長，則它向下降低連接于其上的夾緊桿95，且夾緊桿95轉動夾緊螺栓91。因此，鎖定型十字形連接器的軸臂89的切除部被拉動以約束鎖定型十字形連接器的軸臂89和十字形機械軸93的轉動運動。
[0055]對比而言，如圖12所示，如果缸筒94的活塞桿通過電力或流體力而縮短，則它向上拉動連接于其上的夾緊桿95，且夾緊桿95沿反向轉動夾緊螺栓91。因此，在右旋螺紋的情況下，鎖定型十字形連接器的軸臂89的切除部的間隙變寬而被放松，且因此鎖定型十字形連接器的軸臂89和十字形機械軸93的轉動運動被放松。
[0056]進一步地，如圖13所示，鎖定型十字形連接器80以電磁體96a插入十字形機械軸93內的方式構造,在插入十字形機械軸93內的電磁體96a所定位的部分的外表面上形成螺紋，以與具有陰性螺紋的鎖定螺母92接合，且鎖定螺母92內置有電磁體96b。如果DC (直流)電流流到電磁體96a和96b，則電磁體96a和96b極化以產生吸引力和排斥力，且因此鎖定螺母92以預定角度轉動從而引發(fā)螺紋的緊固力。
[0057]為了進一步確保緊固力，如圖10所示，鎖定型十字形連接器80以電的、氣壓類型的或液壓馬達97安裝在鎖定型十字形連接器80的空置空間內的方式構造，在鎖定螺母92側表面部分上加工的齒輪通過與馬達連接的驅動齒輪98和與驅動齒輪98嚙合的從動齒輪99而彼此嚙合，且鎖定螺母92通過馬達97的轉動而轉動，以附加地約束鎖定型十字形連接器的軸臂98和十字形機械軸93的轉動運動。在這種情況下，鎖定螺母92通過電磁體96a和96b的磁力而轉動，因此，鎖定型十字形連接器的軸臂89收緊以約束轉動運動。在這種情況下，即使在某些季節(jié)，鎖定螺母92不能顯示全部的緊固力，通過借助于馬達97的驅動力的嚙合齒輪而將附加轉動力強制添加到鎖定螺母92，且因此可獲得更完全的鎖定。
[0058]用于防止鎖定型十字形連接器80的相對轉動運動的上述方法可應用于十字形機械軸93的兩側以約束所述兩側，或可應用于鎖定型十字形連接器80的十字形機械軸93的僅一側以約束所述僅一側。優(yōu)選根據太陽跟蹤器的尺寸和重量而選擇性地應用所述方法。
[0059]進一步地，太陽能電池板20包括多個設有預定尺寸的太陽能電池面板10，并可用于執(zhí)行大型發(fā)電的光伏發(fā)電裝置。為了解決這種大型太陽能電池板易受風壓的問題，在太陽能電池面板10中設置轉軸111，止擋116a和116b安裝在太陽能電池面板10的邊框線上，電的或氣壓型馬達113、蝸桿114和蝸輪115安裝為打開和關閉作為轉動門的太陽能電池面板10?？商峁┟姘彘_/閉調整部110，以通過打開太陽能電池面板而減輕作用在該結構上的風壓，使得當風壓到達預定強度時，強勁的風流通過打開的太陽能電池面板10。
[0060]圖14是圖示具有帶有面板開/閉調整部110的大型太陽能電池板20的太陽跟蹤器10的示例的立體圖。圖14示出兩列太陽能電池面板10同時打開以減小作用在整個太陽能電池面板10上的風壓的狀態(tài)。在面板開/閉調整部110中，如圖15所示，轉軸111安裝在太陽能電池面板10的中央內部，使得太陽能電池面板10可轉動，蝸輪115安裝在轉軸111的一端部上，軸承保持件35連接到轉軸111的另一端部以能轉動。進一步地，構成上結構30的框架33安裝在太陽能電池面板10的外側上，轉軸111借助于轉軸保持件35定位在框架33的上表面上，第一止擋116a和第二止擋116b安裝在與太陽能電池面板10在繞轉軸111轉動時打開或關閉的部分對應的框架33的轉軸111的左側和右側。與設置在轉軸一端部處的蝸輪115相嚙合的蝸桿114和具有內置減速器以轉動蝸桿114的馬達113彼此連接，并安裝在框架33的上表面上。
[0061]進一步地，一對第一鎖定桿單元117a和第二鎖定桿單元117b沿太陽能電池面板10的轉軸111安裝所沿方向的垂直方向豎直地和水平地設置在框架33上，鎖定槽119形成在太陽能電池面板10的與第一鎖定桿單元117a和第二鎖定桿單元117b對應的左表面和右表面上。第一限制開關118a和第二限制開關118b安裝在位于左表面和右表面之一上的鎖定槽119內部，支架34安裝在框架33的下部上，第三限制開關118c安裝在支架34的端部上，使得限制開關118c在太陽能電池面板打開到規(guī)定角度處的位置與太陽能電池面板10接觸。
[0062]圖16A和16B是解釋從圖15的“A”向觀察到的太陽能電池面板10的打開的平面圖。圖16A圖不太陽能電池面板10關閉的情形，圖16B圖不太陽能電池面板10打開的情形。太陽能電池面板10可通過馬達113的操作在預定范圍內轉動，該預定范圍由設置在位于規(guī)定打開角度處的支架34上的第三限制開關118c設定，太陽能電池面板10可通過第一止擋116a和第二止擋116b而不沿相反方向轉動。
[0063]圖17A和17B是解釋太陽能電池面板10的打開和關閉狀態(tài)的橫剖視圖。在如圖17A所示的太陽能電池面板10關閉的狀態(tài)下，在位于太陽能電池面板10側表面上的鎖定槽119內成一直線地設置以對應第一鎖定桿單元117a的第一限制開關118a和第二限制開關118b被第一鎖定桿單元117a的鎖定桿同時施壓而處于斷開狀態(tài)，因此轉動太陽能電池面板10的馬達113能既不沿順向也不沿逆向地操作。
[0064]在打開太陽能電池面板10的情況下，需要面板開/閉調整部110的面板打開開關(未圖示)操作。當面板打開開關變成導通狀態(tài)時，面板開/閉調整部110的面板關閉開關(未圖示)被釋放以處于斷開狀態(tài)下，且面板關閉電路不能操作。在這種情況下，如圖17B所示，由于內置于第一鎖定桿單元117a和第二鎖定桿單元117b的單一螺線管操作以向后移動，因此太陽能電池面板10處于可打開狀態(tài)下，第一限制開關118a和第二限制開關118b從它們的被壓狀態(tài)釋放以使馬達113開始其操作。此時，即使控制馬達113沿逆向轉動的第二限制開關118b從被壓狀態(tài)釋放，面板關閉電路保持處于斷開狀態(tài)下，并不操作。
[0065]如圖16B所示，由于蝸輪114借由馬達113的操作通過減速器(未示出)轉動且與蝸輪114嚙合的蝸桿115轉動，因此太陽能電池面板10緩慢地打開，如果太陽能電池面板10到達規(guī)定打開角度，則它施壓位于合適位置的第三限制開關118c。此時，第三限制開關118c被釋放以停止馬達113的操作，第一鎖定桿單元117a和第二鎖定桿單元117b的單一螺線管被釋放以順向移動從而使所述鎖定桿分別借助于彈簧力復位到它們的初始位置。
[0066]對比而言，在關閉太陽能電池面板10的情況下，需要操作面板開/閉調整部110的面板關閉開關。在面板關閉開關變成導通狀態(tài)的時刻，面板關閉開關被釋放以處于斷開狀態(tài)，因此面板打開電路不能操作。另一方面，由于電流極性的變化，馬達113沿反向起動其操作，蝸輪115通過蝸桿114轉動以關閉太陽能電池面板10。此時，雖然被施壓從而處于斷開狀態(tài)下的第三限制開關118c恢復到導通狀態(tài)，太陽能面板打開電路被斷路以處于斷開狀態(tài)，并因此不操作。進一步地，如果太陽能電池面板10關閉以到達第一鎖定桿單元117a和第二鎖定桿單元117b并且太陽能電池面板10的側表面推動鎖定桿的傾斜表面，則鎖定桿被逆向推動，在鎖定桿被推動超過預定距離之后的時刻，內置在位于太陽能電池面板側表面上的鎖定桿119內的第一限制開關118a和第二限制開關118b由被彈簧力推動的鎖定桿施壓，以處于斷開狀態(tài)(被釋放)。與此同時，馬達113停止其操作，太陽能電池面板10借助于第一和第二止擋116a和116b與第一和第二鎖定桿單元117a和117b不沿任何方向打開(被固定)。
[0067]如圖18所示，根據本發(fā)明另一實施方式的太陽能電池面板10的面板打開/關閉調整部可以如下方式構造，即包括在多個太陽能電池面板10中的各個蝸輪與位于框架上表面上的單個蝸輪驅動軸36成直線地連接，通過操作連接到蝸輪驅動軸一端部的一個馬達113，串聯(lián)連接的多個太陽能電池面板同時打開或關閉。
[0068]根據本發(fā)明，由于其簡化構造，可獲得利用鎖定型十字形連接器和直接式缸筒的大容量和大型太陽跟蹤器100。由于負擔該結構載荷的大部分和外部作用力的主立柱由鋼結構或混凝土結構型形成，因此主立柱的數值范圍可增大。為了應對太陽跟蹤器100的大數值范圍，如圖19所示，具有大容量和長行程距離的復雜多級直接式缸筒120可通過平行連接多個直接式缸筒121并且將保持器122連接到多個直接式缸筒121而獲得。
[0069]圖20圖示根據本發(fā)明另一實施方式的大型太陽跟蹤器。大型和大容量太陽跟蹤器100可由復雜多級直接式缸筒120構造而成，在由鋼結構或混凝土結構形成的主立柱30的內部，可提供為了冷卻光伏發(fā)電模塊目的而存儲雨水的雨水存儲設施31、用于膳宿和用于商務的居住空間、用于移動人和物品的提升設施、以及用于控制和管理發(fā)電設備的管理辦公室。
[0070]雖然為了例示目的已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但本領域技術人員將了解，在不脫離所附權利要求公開的本發(fā)明的范圍和主旨情況下，可以進行各種修改、添加和替代。因此，可以理解，本發(fā)明并不局限于本文所公開的實施方式，而是僅限定在所附權利要求的范圍內。
【權利要求】
1.一種用于光伏發(fā)電的太陽跟蹤器，其被驅動以根據太陽高度和方位的變化跟隨太陽光，所述太陽跟蹤器包括: 太陽能電池板，所述太陽能電池板包括一個或多個太陽能電池面板； 上結構，所述上結構支撐所述太陽能電池板； 主立柱，所述主立柱支撐所述上結構； 基礎底部，所述基礎底部連接到所述主立柱以支撐所述上結構； 高度角調整直接式缸筒，所述高度角調整直接式缸筒調整所述太陽能電池板的高度角，以對應隨季節(jié)變化的太陽的高度；以及 方位角調整直接式缸筒，所述方位角調整直接式缸筒根據時間調整方位角，以在所述高度角由所述高度角調整直接式缸筒固定時對應太陽的晝間運動； 其中，所述基礎底部的上表面固定到所述主立柱的一個端部，通過具有單個自由度的鉸鏈連接到所述高度角調整直接式缸筒的一個端部，并通過具有兩個自由度的鎖定型十字形連接器連接到所述方位角調整直接式缸筒的一個端部；以及 所述上結構的底表面分別通過多個鎖定型十字形連接器連接到所述主立柱的另一端部，所述高度角調整直接式缸筒的另一端部、以及所述方位角調整直接式缸筒的另一端部，連接到所述上結構和所述方位角調整直接式缸筒的鎖定型十字形連接器構造為繞所述方位角調整直接式缸筒的長度方向的軸自由轉動。
2.如權利要求1所述的太陽跟蹤器，其中，基于在所述上結構水平地維持的狀態(tài)、將所述主立柱與所述上結構的底表面連接的所述鎖定型十字形連接器的機械軸的一個軸中心與將所述高度角調整直接式缸筒與所述上結構的底表面連接的所述鎖定型十字形連接器的機械軸的一個軸中心關于`兩個所述機械軸彼此重合，以形成方位角轉軸；以及 將所述主立柱和所述上結構的底表面連接的所述鎖定型十字形連接器的機械軸的另一軸中心與將所述方位角調整直接式缸筒和所述上結構的底表面連接的所述鎖定型十字形連接器的機械軸的一個軸中心關于兩個所述機械軸彼此重合，以形成與所述方位角轉軸成直角的高度角轉軸。
3.如權利要求1所述的太陽跟蹤器，其中，所述方位角調整直接式缸筒和所述高度角調整直接式缸筒構造成通過平行連接一個或多個直接式缸筒和將保持件與平行連接的所述直接式缸筒連接而形成多級。
4.如權利要求1所述的太陽跟蹤器，其中，所述鎖定型十字形連接器包括能以兩個自由度轉動的十字形機械軸； 所述鎖定型十字形連接器包括夾緊桿、夾緊螺栓以及缸筒，從而約束具有兩個自由度的所述鎖定型十字形連接器的轉動；以及 所述鎖定型機械軸通過用所述缸筒操作所述夾緊桿而轉動所述夾緊螺栓而受約束，以鎖定或解鎖所述鎖定型十字形連接器。
5.如權利要求1所述的太陽跟蹤器，其中，所述鎖定型十字形連接器包括能以兩個自由度轉動的十字形機械軸； 所述鎖定型十字形連接器包括鎖定螺母和電磁體，以約束具有兩個自由度的所述鎖定型十字形連接器的轉動；以及 所述鎖定型機械軸通過借由具有規(guī)定極性的所述電磁體的吸引或排斥操作轉動所述鎖定螺母而被約束，從而鎖定或解鎖所述鎖定型十字形連接器。
6.如權利要求1所述的太陽跟蹤器，其中，所述鎖定型十字形連接器包括能以兩個自由度轉動的十字形機械軸； 所述鎖定型十字形連接器包括馬達和鎖定螺母，從而約束具有兩個自由度的所述鎖定型十字形連接器的轉動；以及 所述鎖定型機械軸通過借由驅動所述馬達轉動所述鎖定螺母而被約束，從而鎖定或解鎖所述鎖定型十字形連接器。
7.如權利要求1所述的太陽跟蹤器，其中，所述太陽能電池板包括從所述太陽能電池面板外側支撐所述太陽能電池面板的框架； 轉軸安裝在所述太陽能電池面板內部； 蝸輪安裝在所述轉軸的一個端部； 馬達和蝸桿安裝在所述框架的上表面，提供面板開/閉調整部，用來通過借由所述馬達和連接到所述馬達的所述蝸桿的轉動而轉動所述轉軸，從而打開或關閉所述太陽能電池面板。
8.如權利要求7所述的太陽跟蹤器，其中，所述面板開/閉調整部包括限制開關以控制所述太陽能電池面板的打開角。
9.如權利要求7所述的太陽跟蹤器，其中，所述面板開/閉調整部包括連接安裝在串聯(lián)的所述太陽能電池面板內的蝸輪的蝸輪驅動軸，以及連接到所述蝸輪驅動軸的一個端部的馬達；以及 所述馬達轉動以同時打開或關閉串聯(lián)連接的太陽能電池面板。
10.如權利要求1所述的太陽跟蹤器，其中，在所述主立柱內提供為了冷卻光伏發(fā)電模塊目的而存儲雨水的雨水存儲設施、用于膳宿和用于商務的居住空間和設施、用于移動人和物品的提升設施、以及用于控制和管理發(fā)電設備的電控設施。
【文檔編號】G05D3/12GK103676967SQ201210452081
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年11月12日 優(yōu)先權日:2012年9月13日
【發(fā)明者】嚴奔道 申請人:嚴奔道