專利名稱：一種太陽(yáng)能電池組件安裝支架的跟蹤系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種太陽(yáng)能光伏發(fā)電行業(yè)太陽(yáng)能電池組件安裝支架及其跟蹤系統(tǒng)， 具體說(shuō)涉及一種隨著太陽(yáng)角度的不同自動(dòng)調(diào)整電池組件陣列水平傾角的支架系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
太陽(yáng)能組件并網(wǎng)發(fā)電在中國(guó)國(guó)內(nèi)沒(méi)有大范圍的應(yīng)用，所以用于太陽(yáng)能并網(wǎng)發(fā)電的電 池組件安裝系統(tǒng)技術(shù)和方法還不是很成熟。目前市場(chǎng)現(xiàn)有的太陽(yáng)能電池組件的安裝支架 系統(tǒng)較為常見(jiàn)的為固定系統(tǒng)，

圖1為一典型的矩陣式太陽(yáng)能電池組件的固定支架系統(tǒng)。 它的使用背景和缺點(diǎn)如下
1. 發(fā)電效率不高
圖1所示的這種矩陣式支架系統(tǒng)，為了更好的獲得采光量，需要將其朝著正南方向 放置。在除了正午的一段時(shí)間外，陣列不能改變的水平傾角都使其在采光量上處于 不利狀態(tài)，甚至在早晨和傍晚時(shí)刻出現(xiàn)電池組件表面被自身陰影遮擋的情況。同時(shí) 由于電池陣列的傾角預(yù)先在工廠制作支架時(shí)確定，難以滿足不同諱度地區(qū)的安裝需 求，降低了發(fā)電效率。
2. 占地面積較大，基礎(chǔ)施工難度大
多數(shù)地區(qū)陣列的最佳水平傾角較小，這樣就要求支架前后立柱間的距離較大，陣列 占用的土地面積也隨之增大。電池陣列的基礎(chǔ)有兩種，分為獨(dú)立底座基礎(chǔ)和復(fù)合底 座基礎(chǔ)，如圖2所示。對(duì)于對(duì)立底座基礎(chǔ)，需要在前后兩排立柱的下方各挖一列基 坑，基礎(chǔ)的施工比較復(fù)雜；對(duì)于符合底座基礎(chǔ)，需要將前后的基坑連接為一整體， 這樣就增加了基礎(chǔ)混凝土和鋼筋的用料，加大了施工成本。 發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有矩陣式支架系統(tǒng)發(fā)電效率低、占地面積大、基礎(chǔ)施工成本高的缺點(diǎn)， 本實(shí)用新型提供一種電池組件安裝支架及其跟蹤系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠隨著太陽(yáng)位置的不 同，自動(dòng)調(diào)整電池陣列的水平傾角，當(dāng)太陽(yáng)剛升起時(shí)水平傾角為零度，正午時(shí)陣列的水 平傾角為當(dāng)?shù)氐淖罴褍A角，傍晚時(shí)傾角又變?yōu)榱愣取?br> 本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是在電池組件陣列的邊緣通過(guò)一邊 壓塊固定一個(gè)光線傳感器，傳感器根據(jù)接受到光線強(qiáng)度的不同而向安裝在立柱上的跟蹤
控制器釋放不同強(qiáng)度的信號(hào)，控制器根據(jù)接受到信號(hào)的強(qiáng)弱而控制搖臂的伸縮；當(dāng)搖臂
向前伸出時(shí)，帶動(dòng)擺桿轉(zhuǎn)動(dòng)橫桿，橫桿又通過(guò)防滑固定結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)電池組件陣列，減小組
件陣列的水平傾角；當(dāng)搖臂向后收縮時(shí)，電池組件陣列的水平傾角增大。橫桿通過(guò)防滑
固定結(jié)構(gòu)與支架導(dǎo)軌連接，不同規(guī)格的電池組件通過(guò)T型螺栓、上壓塊和邊壓塊固定在支架導(dǎo)軌上。對(duì)于多排電池組件陣列發(fā)電工廠發(fā)電的情況，我們?cè)诙鄠€(gè)陣列之間通過(guò) 槽鋼和U型螺栓將同行的兩列電池組件陣列連接起來(lái)。預(yù)先在槽鋼上工廠焊接一個(gè)傳動(dòng) 結(jié)構(gòu)，其下端與縱桿栓接，注意這里的連接要保證傳動(dòng)結(jié)構(gòu)和縱桿能夠自由轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)縱 桿在馬達(dá)的推力作用下水平移動(dòng)時(shí)，通過(guò)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)會(huì)帶動(dòng)電池組件陣列轉(zhuǎn)動(dòng)。
本實(shí)用新型的有益成果是隨著一天內(nèi)太陽(yáng)位置的變化，光伏電池組件陣列自動(dòng)調(diào)整 陣列的水平傾角，獲得更多的采光量，特別適合太陽(yáng)能發(fā)電廠的使用。提高發(fā)電效率， 同時(shí)降低組件陣列的占地面積，節(jié)約施工成本。
以下結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。 圖1是一種固定式的矩陣支架系統(tǒng)。 圖2A是太陽(yáng)能電池陣列獨(dú)立底座基礎(chǔ)的截面圖。 圖2B是太陽(yáng)能電池陣列復(fù)合底座基礎(chǔ)的截面圖。 圖3是本實(shí)用新型的立體圖。 圖4是本實(shí)用新型的側(cè)視圖。
圖5是本實(shí)用新型中支架導(dǎo)軌與電池組件的連接示意圖。 圖6是本實(shí)用新型中支架導(dǎo)軌與橫桿的連接示意圖。 圖7水平傾角調(diào)整裝置爆炸圖及裝配圖。 圖8是轉(zhuǎn)動(dòng)擺桿與橫桿之間的連接示意圖。 圖9是搖臂擺桿的外觀圖。 圖IO是電池組件支架方陣的立體圖。 圖11是電池組件支架方陣的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中編號(hào)明細(xì)
l.電池組件 2.支架導(dǎo)軌3.立柱4.橫桿 5.轉(zhuǎn)動(dòng)臂桿6.搖臂擺桿 7.上壓塊 8.T形螺栓9.防滑固定結(jié)構(gòu) IO.方形螺栓11.套管 12.超高分子量 聚乙烯軸套13.角鐵塊14.感應(yīng)器15.跟蹤控制器16基桿17.搖臂18.縱桿19. 傳動(dòng)結(jié)構(gòu)20.連接槽鋼
具體實(shí)施方式
在圖3中，立柱(3)柱腳底板通過(guò)化學(xué)螺栓與鋼筋混凝土基礎(chǔ)固定。在立柱頂端 固定一個(gè)水平傾角調(diào)整裝置。安裝好橫桿(4)后，在它的上面用方形螺栓固定一個(gè)轉(zhuǎn) 動(dòng)臂桿(5)。感應(yīng)器(14)根據(jù)接收到光線的強(qiáng)弱會(huì)向跟蹤控制器 (15)釋放不同強(qiáng)度的信號(hào)，跟蹤控制器就會(huì)跟據(jù)信號(hào)的強(qiáng)弱控制搖臂擺桿的伸縮。搖 臂擺桿伸縮時(shí)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)臂桿(6)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，因?yàn)闄M桿是通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)裝置與立柱連接的， 而橫桿與電池組件(1)陣列又是通過(guò)防滑固定結(jié)構(gòu)和支架導(dǎo)軌(2)連接的，因而電池 組件陣列也會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，改變了它的水平傾角。在圖4中，使用高強(qiáng)度螺栓將搖臂擺桿(6)前端與轉(zhuǎn)動(dòng)臂桿固定起來(lái)；在立柱上 焊接一個(gè)角鋼，使用高強(qiáng)度螺栓將角鋼與搖臂擺桿的基座連接起來(lái)，要注意保證他們之 間能夠相對(duì)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)使用相應(yīng)規(guī)格的螺母和墊圈來(lái)達(dá)到這個(gè)目的。轉(zhuǎn)動(dòng)臂桿擺動(dòng) 時(shí)，由于搖臂擺桿只能在一個(gè)方向上伸縮，搖臂擺桿與角鋼間的夾角就會(huì)不斷變化。
在圖5中，電池組件(1)放在支架導(dǎo)軌(2)上，將T型螺栓(8)的端頭放入支 架導(dǎo)軌的滑槽內(nèi)，通過(guò)專門(mén)設(shè)計(jì)的上壓塊(7)將其固定，兩個(gè)電池組件之間的最小距
離即中間連接塊兩腳外邊緣間的距離需滿足太陽(yáng)能光伏電源系統(tǒng)安裝工程設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)
定大于5mm這一規(guī)定。
圖6中，用方形螺栓將防滑固定結(jié)構(gòu)(9)固定在橫桿上，放好墊圈，擰緊螺母。 防滑固定結(jié)構(gòu)的側(cè)面預(yù)先沖壓出螺栓孔，將T形螺栓放入支架導(dǎo)軌側(cè)面的滑槽內(nèi)，穿過(guò) 螺栓孔，擰緊六角螺母。
在圖7中，套管(11)與立柱焊接，將超高分子量聚乙烯材料的軸套(12)放入套 管內(nèi)，超高分子量聚乙烯合金的軸套一頭的法蘭和栓接在橫桿上的角鐵塊(13)限制它 在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中脫落。軸套的設(shè)計(jì)采用了耐磨性能較好的超高分子量聚乙烯合金材料，一 方面提高了機(jī)構(gòu)的使用壽命，另一方面也減小了搖臂擺桿的受力，節(jié)約了發(fā)電的成本。
在圖8中，使用方形螺栓(10)將轉(zhuǎn)動(dòng)臂桿(5)安裝在橫桿上，放置好墊圈，擰 緊螺母。這樣就不需要施焊作業(yè)，避免了安裝和運(yùn)輸過(guò)程中出現(xiàn)的困難。
在圖9中，選擇合適的位置將搖臂擺桿的基桿(16)安裝在立柱上，位置的選擇根 據(jù)組件陣列的擺幅經(jīng)過(guò)計(jì)算確定。搖臂(17)會(huì)根據(jù)跟蹤控制器發(fā)出信號(hào)的不同伸出或 收縮。圖中基桿長(zhǎng)度1220-1240mm;搖臂長(zhǎng)度838-889mm。
在圖10中，縱桿(18)的一端連接一個(gè)馬達(dá)，馬達(dá)根據(jù)接收到光線的強(qiáng)弱推動(dòng)或 拉動(dòng)縱桿在水平方向上運(yùn)動(dòng)?？v桿的移動(dòng)，通過(guò)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，就會(huì)帶動(dòng)電池組件陣列轉(zhuǎn)動(dòng)， 改變它的水平傾角。
在圖11中，同一行的兩電池組件陣列的橫桿通過(guò)槽鋼和方形螺栓固定起來(lái)。預(yù)先 在槽鋼底面焊接一個(gè)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)(19)，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的下端通過(guò)長(zhǎng)螺栓與縱桿連接。由于長(zhǎng) 傳動(dòng)結(jié)構(gòu)兩根聯(lián)系板間的距離大于縱桿的寬度，長(zhǎng)螺栓固定在聯(lián)系板上，因而傳動(dòng)結(jié)構(gòu) 和縱桿可以相對(duì)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)縱桿移動(dòng)時(shí)，就會(huì)帶動(dòng)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)移動(dòng)。
權(quán)利要求1. 一種太陽(yáng)能電池組件安裝支架的跟蹤系統(tǒng)，包括水平傾角調(diào)整擺桿、立柱及橫桿、太陽(yáng)光線跟蹤控制器；其特征是太陽(yáng)光線跟蹤控制器和水平傾角調(diào)整裝置轉(zhuǎn)動(dòng)橫桿，改變電池組件陣列的水平傾角。
2. 根據(jù)權(quán)利1所述的太陽(yáng)能電池組件安裝支架的跟蹤系統(tǒng)，其特征在于在兩個(gè)橫 桿的末端用槽鋼和U形螺栓連接起來(lái)，通過(guò)縱桿、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)， 一臺(tái)馬達(dá)和統(tǒng)一的太陽(yáng)能 跟蹤裝置帶動(dòng)多排矩陣系統(tǒng)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種太陽(yáng)能電池組件安裝支架的跟蹤系統(tǒng)，其特征在于 支架導(dǎo)軌通過(guò)防滑固定結(jié)構(gòu)與橫桿連接，當(dāng)橫桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，支架導(dǎo)軌也隨之發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，支 架導(dǎo)軌適用于任何太陽(yáng)能電池板安裝。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種太陽(yáng)能電池組件安裝支架的跟蹤系統(tǒng)，其特征在于 立柱上端焊接套管，橫桿穿過(guò)套管并使用耐磨性能優(yōu)良的超高分子量聚乙烯軸套實(shí)現(xiàn)其 轉(zhuǎn)動(dòng)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種太陽(yáng)能電池組件安裝支架的跟蹤系統(tǒng)，其特征是在 橫桿上通過(guò)方形螺栓固定一轉(zhuǎn)動(dòng)臂桿，跟蹤系統(tǒng)的搖臂推動(dòng)擺桿從而帶動(dòng)橫桿轉(zhuǎn)動(dòng)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種太陽(yáng)能電池組件安裝支架的跟蹤系統(tǒng)，其特征在于 軸套是使用超高分子量聚乙烯合金材料，軸套包括兩個(gè)相同形狀的部分，它的外表面剛 好與套管的內(nèi)壁貼合，內(nèi)表面與橫桿的外表面貼合，在軸套的一端有一防止軸套在轉(zhuǎn)動(dòng) 時(shí)從套管中脫落的法蘭。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種太陽(yáng)能電池組件安裝支架的跟蹤系統(tǒng)，能夠根據(jù)一天內(nèi)太陽(yáng)位置不同而自動(dòng)調(diào)整水平傾角；它包括水平傾角調(diào)整擺桿、立柱及橫桿、太陽(yáng)光線跟蹤控制器。其特征在于一天內(nèi)隨著太陽(yáng)位置的變化，太陽(yáng)光線控制器通過(guò)水平傾角調(diào)整裝置自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)橫桿，從而改變電池陣列的水平傾角，獲得更多的采光量；本實(shí)用新型在滿足結(jié)構(gòu)承載力的同時(shí)結(jié)合實(shí)際產(chǎn)品的特點(diǎn)按功能設(shè)計(jì)，合理經(jīng)濟(jì)科學(xué)地使用材料，大大提高了電池組件工作效率；同時(shí)使得太陽(yáng)能發(fā)電電池組件及跟蹤系統(tǒng)的安裝非常便捷，節(jié)省產(chǎn)品、施工的成本。
文檔編號(hào)H02N6/00GK201234220SQ200820060479
公開(kāi)日2009年5月6日 申請(qǐng)日期2008年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月11日
發(fā)明者武守斌 申請(qǐng)人:上海馭領(lǐng)機(jī)電科技有限公司