本發(fā)明涉及一種光伏發(fā)電裝置，特別涉及一種光伏發(fā)電吊掛式追日支撐系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前的單軸追日光伏發(fā)電，分為平單軸和斜單軸兩大追日類型，通常是光伏電池板固定在旋轉(zhuǎn)單軸上，通過旋轉(zhuǎn)單軸的轉(zhuǎn)動帶動光伏電池板在電機控制下實現(xiàn)光伏板追尋日光在一天白晝的運動采集陽光。由于現(xiàn)有的光伏電池板和旋轉(zhuǎn)單軸以及支撐架組成的系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)中心在旋轉(zhuǎn)單軸的軸心，光伏電池板的重心偏離旋轉(zhuǎn)單軸的旋轉(zhuǎn)中心，在轉(zhuǎn)動過程中，受到光伏電池板的重力，以及風(fēng)力或雨雪負載的作用，旋轉(zhuǎn)單軸因光伏電池板的重心偏離旋轉(zhuǎn)單軸旋轉(zhuǎn)中心，會產(chǎn)生較大的有害附加轉(zhuǎn)矩，增大了驅(qū)動裝置的負載，導(dǎo)致驅(qū)動功率加大，增大電能浪費，而且驅(qū)動裝置也容易加速損壞；而且有時還會對支撐架系統(tǒng)產(chǎn)生較大的傾覆力矩，導(dǎo)致支撐架傾倒，影響系統(tǒng)的安全。并且，由于現(xiàn)有技術(shù)的光伏電池板的重心偏離旋轉(zhuǎn)單軸的旋轉(zhuǎn)中心，有害附加轉(zhuǎn)矩較大，為防止驅(qū)動裝置的加速損壞和支撐架傾倒，光伏電池板的追日轉(zhuǎn)動角度一般在100度以內(nèi)，最大也不超過120度，由此又導(dǎo)致光伏電池板在日出的初始追日時間延后，在日落的終止追日時間提前，致使光伏電池板采集日光的時間縮短。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種光伏發(fā)電吊掛式追日支撐系統(tǒng)，它既能減小光伏板追日支撐系統(tǒng)的附加有害轉(zhuǎn)矩，降低驅(qū)動功率，又能提高光伏板追日支撐系統(tǒng)安全穩(wěn)定性。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：

一種光伏發(fā)電吊掛式追日支撐系統(tǒng)，包括光伏電池板、支撐立柱，所述支撐立柱包括驅(qū)動裝置支撐立柱、懸掛架支撐立柱，所述驅(qū)動裝置支撐立柱上設(shè)置電動執(zhí)行機構(gòu)，所述電動執(zhí)行機構(gòu)的輸出轉(zhuǎn)軸固定連接驅(qū)動吊臂，所述驅(qū)動吊臂的下端為自由端，所述懸掛架支撐立柱上設(shè)置懸掛架，所述懸掛架上鉸接一從動吊臂，所述從動吊臂上端為固定端，該端通過鉸軸與懸掛架鉸接，所述鉸軸與輸出轉(zhuǎn)軸位于同一回轉(zhuǎn)中心線，從動吊臂的下端為自由端，所述驅(qū)動吊臂的自由端固定連接光伏電池板支撐橫梁，光伏電池板支撐橫梁的延伸端與從動吊臂的自由端連接固定，所述光伏電池板支撐橫梁與回轉(zhuǎn)中心線平行且偏離回轉(zhuǎn)中心線，所述光伏電池板安裝固定在光伏電池板支撐橫梁上構(gòu)成追日運動組件，該追日運動組件的重心位于或接近回轉(zhuǎn)中心線。

所述輸出轉(zhuǎn)軸周向固定連接輸出法蘭盤，通過輸出法蘭盤與驅(qū)動吊臂法蘭連接。

所述懸掛架為拱形結(jié)構(gòu)，該拱形結(jié)構(gòu)懸掛架位于內(nèi)空頂部設(shè)有向下延伸的鉸接座，從動吊臂的固定端通過鉸軸與鉸接座上設(shè)置的軸孔鉸接，懸掛架的內(nèi)空留有讓從動吊臂自由端分別向左、向右轉(zhuǎn)動80度的讓位空間。

所述光伏電池板通過抱箍固定在光伏電池板支撐橫梁上端。

所述抱箍采用U形螺栓。

所述驅(qū)動裝置支撐立柱為一個，所述懸掛架支撐立柱為多個并排，所述光伏電池板支撐橫梁一端由驅(qū)動裝置支撐立柱上電動執(zhí)行機構(gòu)輸出轉(zhuǎn)軸固定連接的驅(qū)動吊臂吊掛支撐，光伏電池板支撐橫梁的延伸端由并排的多個懸掛架支撐立柱上懸掛架鉸接的從動吊臂吊掛形成多點支撐，驅(qū)動裝置支撐立柱與懸掛架支撐立柱之間的光伏電池板支撐橫梁上，以及兩相鄰懸掛架支撐立柱之間的光伏電池板支撐橫梁上，均固定安裝多塊光伏電池板。

所述驅(qū)動裝置支撐立柱為一個，該驅(qū)動裝置支撐立柱位于多個并排設(shè)置的懸掛架支撐立柱中間，驅(qū)動裝置支撐立柱上電動執(zhí)行機構(gòu)的輸出轉(zhuǎn)軸的左右兩端分別固定連接有驅(qū)動吊臂，兩個驅(qū)動吊臂各吊掛固定連接一光伏電池板支撐橫梁，左、右光伏電池板支撐橫梁的延伸端分別由位于驅(qū)動裝置支撐立柱左右兩邊并排設(shè)置的多個懸掛架支撐立柱上懸掛架鉸接的從動吊臂吊掛形成多點支撐。

所述驅(qū)動吊臂自由端的最大轉(zhuǎn)動角度為160度。

所述光伏電池板支撐橫梁采用管狀結(jié)構(gòu)。

采用上述方案，在驅(qū)動裝置支撐立柱上設(shè)置電動執(zhí)行機構(gòu)，電動執(zhí)行機構(gòu)的輸出轉(zhuǎn)軸固定連接驅(qū)動吊臂，驅(qū)動吊臂的下端為自由端。在懸掛架支撐立柱上設(shè)置懸掛架，懸掛架上鉸接一從動吊臂，從動吊臂的上端通過鉸軸與懸掛架鉸接，所述鉸軸與輸出轉(zhuǎn)軸位于同一回轉(zhuǎn)中心線，從動吊臂的下端為自由端。將驅(qū)動吊臂的自由端固定連接光伏電池板支撐橫梁，光伏電池板支撐橫梁的延伸端與從動吊臂的自由端連接固定，所述光伏電池板支撐橫梁與回轉(zhuǎn)中心線平行且偏離回轉(zhuǎn)中心線。這種結(jié)構(gòu)能夠使電動執(zhí)行機構(gòu)帶動驅(qū)動吊臂以輸出轉(zhuǎn)軸為回轉(zhuǎn)中心來回轉(zhuǎn)動，并驅(qū)動與從動吊臂共同懸掛的光伏電池板支撐橫梁繞回轉(zhuǎn)中心線做來回運動，不以光伏電池板支撐橫梁作為轉(zhuǎn)動中心，而讓光伏電池板支撐梁偏離轉(zhuǎn)動中心，并將光伏電池板安裝固定在光伏電池板支撐橫梁上構(gòu)成追日運動組件，該追日運動組件的重心位于或接近回轉(zhuǎn)中心線。追日運動組件在電動執(zhí)行機構(gòu)驅(qū)動下進行追日運動時，回轉(zhuǎn)中心線可無限接近追日運動組件的重心位置，從而使需要克服追日運動組件重力的轉(zhuǎn)矩減小，避免了附加有害轉(zhuǎn)矩對吊掛式追日支撐系統(tǒng)的影響。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，同一驅(qū)動功率可以驅(qū)動更多數(shù)量或更大功率的光伏電池板，投入產(chǎn)出比得到提高。這種結(jié)構(gòu)既能降低驅(qū)動電能消耗，又能避免造成追日運動組件重心偏離回轉(zhuǎn)中心過大而導(dǎo)致支撐立柱傾倒的事故發(fā)生，極大地提高了光伏發(fā)電追日支撐系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。

在懸掛架支撐立柱上端設(shè)置懸掛架，將懸掛架設(shè)計為拱形結(jié)構(gòu)，該拱形結(jié)構(gòu)懸掛架位于內(nèi)空頂部設(shè)有向下延伸的鉸接座，從動吊臂的固定端通過鉸軸與鉸接座上設(shè)置的軸孔鉸接，懸掛架的內(nèi)空留有讓從動吊臂自由端分別向左、向右轉(zhuǎn)動80度的讓位空間。這種結(jié)構(gòu)既使從動吊臂的重心不會偏出懸掛架，又能使從動吊臂隨懸掛的光伏電池板支撐橫梁以鉸軸為回轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動，其向左、向右轉(zhuǎn)動80度的讓位空間足以保證追日運動組件在追日運動時轉(zhuǎn)動角度達到最大化，與現(xiàn)有技術(shù)相比較，使光伏電池板在日出時接受光照的時間能夠提前，在日落時接受光照的時間能夠延后，讓一天采集陽光的時間得到加長。

尤其是由本專利技術(shù)的驅(qū)動裝置支撐立柱、懸掛架支撐立柱、驅(qū)動吊臂、從動吊臂、光伏電池板支撐橫梁、光伏電池板、電動執(zhí)行機構(gòu)等組成的光伏發(fā)電吊掛式追日支撐系統(tǒng)，將光伏電池板和光伏電池板支撐橫梁組成的追日運動組件的支承點——即支承驅(qū)動吊臂轉(zhuǎn)動的電動執(zhí)行機構(gòu)的輸出轉(zhuǎn)軸和支承從動吊臂的鉸軸，設(shè)計在高于光伏電池板支撐橫梁的上方，追日運動組件以支承點作為轉(zhuǎn)動中心，支承點回轉(zhuǎn)中心線可無限接近追日運動組件的重心位置，使追日運動組件重力和風(fēng)雪雨水負載相對于輸出轉(zhuǎn)軸和鉸軸所產(chǎn)生的附加有害轉(zhuǎn)矩達到最小，由此降低整個系統(tǒng)的單位發(fā)電容量的驅(qū)動能耗，便于更多追日運動組件的級聯(lián)驅(qū)動，一個電動執(zhí)行機構(gòu)可驅(qū)動的光伏電池板數(shù)量更多和功率容量更大，從而降低系統(tǒng)的成本和單位發(fā)電容量的占地面積。并且由于驅(qū)動吊臂和從動吊臂承受單純拉力而不承受轉(zhuǎn)矩，系統(tǒng)穩(wěn)定性好，導(dǎo)致系統(tǒng)傾覆的力矩減小或消除，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性得到提高，增強了系統(tǒng)抵御風(fēng)災(zāi)和雨雪災(zāi)害的能力。

以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的優(yōu)選實施例結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的側(cè)視示意圖；

圖3為本發(fā)明的電動執(zhí)行機構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明的懸掛架結(jié)構(gòu)圖；

圖5為本發(fā)明追日狀態(tài)的示意圖。

具體實施方式

參見圖1至圖5，一種光伏發(fā)電吊掛式追日支撐系統(tǒng)的實施例，該光伏發(fā)電的光伏板追日支撐系統(tǒng)包括光伏電池板2、驅(qū)動裝置支撐立柱6、懸掛架支撐立柱7。所述驅(qū)動裝置支撐立柱6上設(shè)置電動執(zhí)行機構(gòu)5，所述電動執(zhí)行機構(gòu)5的輸出轉(zhuǎn)軸12固定連接驅(qū)動吊臂4，所述驅(qū)動吊臂4的下端為自由端。所述電動執(zhí)行機構(gòu)5通過螺栓固定在驅(qū)動裝置支撐立柱6上端，電動執(zhí)行機構(gòu)5包括減速電機10、渦輪蝸桿減速器11，所述渦輪蝸桿減速器11通過安裝底座17與驅(qū)動裝置支撐立柱6固定連接，所述渦輪蝸桿減速器11的渦輪與減速電機10的軸連接，所述渦輪蝸桿減速器11的蝸桿為輸出轉(zhuǎn)軸12與驅(qū)動吊臂4連接，所述輸出轉(zhuǎn)軸12與驅(qū)動吊臂4可以通過花鍵周向固定連接，也可以通過單鍵周向固定連接；或者所述輸出轉(zhuǎn)軸12周向固定連接輸出法蘭盤13，通過輸出法蘭盤13與驅(qū)動吊臂4法蘭連接。所述懸掛架支撐立柱7上設(shè)置懸掛架1，懸掛架1通過螺栓固定在懸掛架支撐立柱7上端，所述懸掛架1上鉸接一從動吊臂8，所述從動吊臂8上端為固定端，該端通過鉸軸15與懸掛架1鉸接，所述鉸軸15與輸出轉(zhuǎn)軸12位于同一回轉(zhuǎn)中心線9，從動吊臂8的下端為自由端。本實施例的所述懸掛架1為拱形結(jié)構(gòu)，該拱形結(jié)構(gòu)懸掛架1位于內(nèi)空頂部設(shè)有向下延伸的鉸接座1a，從動吊臂8的固定端通過鉸軸15與鉸接座1a上設(shè)置的軸孔1b鉸接，懸掛架1的內(nèi)空留有讓從動吊臂8自由端分別向左、向右轉(zhuǎn)動80度的讓位空間1c，使驅(qū)動吊臂4自由端的最大轉(zhuǎn)動角度為160度。采用該結(jié)構(gòu)懸掛架1能夠使從動吊臂8的承載重心保持在懸掛架1支撐范圍內(nèi)，并且還有利于光伏電池板支撐橫梁3的延伸端從懸掛架1內(nèi)空通過，依次形成級聯(lián)，便于更多組件的級聯(lián)驅(qū)動。當(dāng)然，懸掛架1也可采用其他能夠支撐懸掛從動吊臂8的結(jié)構(gòu)，只是效果不及本實施例采用的懸掛架。在驅(qū)動吊臂4的自由端固定連接光伏電池板支撐橫梁3，光伏電池板支撐橫梁3的延伸端與從動吊臂8的自由端連接固定，所述光伏電池板支撐橫梁3與回轉(zhuǎn)中心線9平行且偏離回轉(zhuǎn)中心線9，使該支撐橫梁3以輸出轉(zhuǎn)軸為圓心在驅(qū)動吊臂4的驅(qū)動下做往復(fù)運動，但支撐橫梁3不自轉(zhuǎn)。所述光伏電池板2安裝固定在光伏電池板支撐橫梁3上端構(gòu)成追日運動組件，該追日運動組件的重心位于或接近回轉(zhuǎn)中心線9。所述光伏電池板支撐橫梁3可依次排列安裝多個光伏電池板2構(gòu)成光伏電池板組。為減輕光伏電池板支撐橫梁3的重量，所述光伏電池板支撐橫梁3采用管狀結(jié)構(gòu)為優(yōu)選，例如采用鋼管或其它金屬管，甚至高強度的高分子材料管制作光伏電池板支撐橫梁3，均能達到減輕重量的目的，并同時保證光伏電池板支撐橫梁3的支撐強度。所述光伏電池板2與光伏電池板支撐橫梁3的安裝固定方式采用抱箍固定方式，將所述光伏電池板2通過抱箍16固定在光伏電池板支撐橫梁3上，具體為在所述光伏電池板2背面通過螺栓固定檁條14，用抱箍16抱住光伏電池板支撐橫梁3，抱箍16通過螺栓與光伏電池板2背面的檁條14固定連接，形成光伏電池板2與光伏電池板支撐橫梁3緊固安裝，使光伏電池板2呈水平狀態(tài)時位于光伏電池板支撐橫梁3上端?；蛘咚霰Ч?6采用U形螺栓，直接通過U形螺栓抱住光伏電池板支撐橫梁3與光伏電池板2背面的檁條14固定。制作時，在光伏電池板2和光伏電池板支撐橫梁3尺寸確定后，通過改變檁條14及軀動吊臂4和從動吊臂8的長度，即可改變追日運動組件的重心位置，使追日運動組件的重心點位于回轉(zhuǎn)中心線9上或使其盡可能靠近回轉(zhuǎn)中心線9，因此，追日運動組件的重力對回轉(zhuǎn)重心軸產(chǎn)生的力矩達到最小。如果追日運動組件的重心處于回轉(zhuǎn)中心線9上，追日運動組件的重力對回轉(zhuǎn)中心軸產(chǎn)生的力矩為零，在整個轉(zhuǎn)動范圍內(nèi)，追日運動組件均可處于大致的平衡狀態(tài)，不會在重力作用下自行轉(zhuǎn)動，所需的電動執(zhí)行機構(gòu)5的驅(qū)動力矩也達到最小。

在現(xiàn)場設(shè)備安裝時，所述驅(qū)動裝置支撐立柱6為一個，所述懸掛架支撐立柱7為多個沿南北方向并排，所述光伏電池板支撐橫梁3一端由驅(qū)動裝置支撐立柱6上電動執(zhí)行機構(gòu)5輸出轉(zhuǎn)軸12固定連接的驅(qū)動吊臂4吊掛支撐，光伏電池板支撐橫梁3的延伸端由并排的多個懸掛架支撐立柱7上懸掛架1鉸接的從動吊臂8吊掛形成多點支撐，光伏電池板支撐橫梁3可多級聯(lián)接呈直線沿南北方向延伸，在驅(qū)動裝置支撐立柱6與懸掛架支撐立柱7之間的光伏電池板支撐橫梁3上，以及兩相鄰懸掛架支撐立柱7之間的光伏電池板支撐橫梁3上，均依次排列固定安裝多塊光伏電池板2，形成多級聯(lián)接的光伏追日運動組件，使光伏電池板2在一個電動執(zhí)行機構(gòu)的驅(qū)動下做東西方向轉(zhuǎn)動，在一定角度范圍內(nèi)追蹤并正對太陽，接受更多的太陽輻射能量，獲取更大的發(fā)電收益。在一條直線上實現(xiàn)多點支承由一個電動執(zhí)行機構(gòu)驅(qū)動的線性多級聯(lián)動結(jié)構(gòu)，采用同一驅(qū)動功率可以驅(qū)動更多數(shù)量或更大功率的光伏電池板，投入產(chǎn)出比較大。

或者如圖1所示，所述驅(qū)動裝置支撐立柱6為一個，該驅(qū)動裝置支撐立柱6位于多個沿南北方向并排設(shè)置的懸掛架支撐立柱7中間，驅(qū)動裝置支撐立柱6上電動執(zhí)行機構(gòu)5的輸出轉(zhuǎn)軸12的左右兩端分別固定連接有驅(qū)動吊臂4，兩個驅(qū)動吊臂4各吊掛固定連接一光伏電池板支撐橫梁3，左、右光伏電池板支撐橫梁3的延伸端分別由位于驅(qū)動裝置支撐立柱6左右兩邊并排設(shè)置的多個懸掛架支撐立柱7上懸掛架1鉸接的從動吊臂8吊掛形成多點支撐，在驅(qū)動裝置支撐立柱6與懸掛架支撐立柱7之間的光伏電池板支撐橫梁3上，以及兩相鄰懸掛架支撐立柱7之間的光伏電池板支撐橫梁3上，均依次排列固定安裝多塊光伏電池板2，形成多級聯(lián)接的光伏追日運動組件，使光伏電池板2在一個電動執(zhí)行機構(gòu)的驅(qū)動下做東西方向轉(zhuǎn)動，在一定角度范圍內(nèi)追蹤并正對太陽，接受更多的太陽輻射能量，獲取更大的發(fā)電收益。由此實現(xiàn)由一個位于中間的電動執(zhí)行機構(gòu)驅(qū)動的線性多級聯(lián)動結(jié)構(gòu)，動力傳動更加平衡、穩(wěn)定，能夠?qū)崿F(xiàn)在同一驅(qū)動功率的情況下，可以最大化地驅(qū)動更多數(shù)量或更大功率的光伏電池板，實現(xiàn)投入產(chǎn)出比的最大化，節(jié)省驅(qū)動電能也達到最大化，使相同發(fā)電容量所需的追日驅(qū)動功率大幅度減小，降低了生產(chǎn)和使用成本。本系統(tǒng)可線性多級聯(lián)動，布局方便，節(jié)約用地，便于光伏電池板清掃和沖洗機械化作業(yè)，減少工人的勞動強度。

本光伏發(fā)電吊掛式追日支撐系統(tǒng)工作時，電動執(zhí)行機構(gòu)由程序控制帶動多級聯(lián)接的光伏追日運動組件按照設(shè)定的一天太陽從日出到日落的軌跡做東西方向轉(zhuǎn)動，使光伏電池板在一定角度范圍內(nèi)追蹤并正對太陽，接受更多的太陽輻射能量，獲取更大的發(fā)電收益。由于驅(qū)動吊臂4自由端的最大轉(zhuǎn)動角度為160度，因此使光伏電池板2可以在160度范圍內(nèi)變化角度實現(xiàn)追日運動，將日出的初始追日時間提前，將日落的終止追日時間延后，讓每天接受太陽輻射能量的時間得到加長，使單位面積的發(fā)電產(chǎn)能得到提高。