專利名稱：一種自動跟蹤太陽能發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種太陽能發(fā)電裝置，具體涉及一種能自動跟蹤的太陽能發(fā)電裝
置，屬于太陽能應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
太陽能光伏發(fā)電技術(shù)憑借在解決邊遠(yuǎn)無電地區(qū)和緩解城市能源緊張方面的突出 作用，已經(jīng)成為世界范圍內(nèi)的研究熱點。太陽能發(fā)電裝置作為整個光伏發(fā)電技術(shù)的重要環(huán) 節(jié)對于發(fā)電效率有很大影響，目前主要有固定式發(fā)電裝置和跟蹤式發(fā)電裝置，前者由于不 能隨著太陽的運動而做出調(diào)整，其發(fā)電效率較低，而后者可以通過調(diào)整裝置角度跟蹤太陽 運動從而提高系統(tǒng)發(fā)電效率，因此成為目前太陽能發(fā)電裝置的主要研究方向。 現(xiàn)有的自動跟蹤太陽能發(fā)電裝置參見附圖5 6所示，主要包括基座1、支架、橫 梁2、電池平臺3、太陽能光伏組件、升降機(jī)5和控制系統(tǒng)，所述太陽能光伏組件固定設(shè)于電 池平臺3上，電池平臺3通過轉(zhuǎn)軸6安裝于支架的上端，支架的下端設(shè)于基座1上；所述支 架由左右分叉設(shè)置的2個主支撐臂13組成，主支撐臂13的上端與電池板平臺3鉸接、下端 與基座1連接，呈"V"字結(jié)構(gòu)，張開角度S為110° 130° ;在主支撐臂13的外側(cè)還設(shè)有 輔助支撐臂14，以進(jìn)一步增加強(qiáng)度；在左、右主支撐臂之間設(shè)置有橫梁2，橫梁上固定有所 述升降機(jī)5，升降機(jī)上的升降桿的端部與電池板平臺的一側(cè)鉸接，主支撐臂鉸接點位于基座 正上方且升降桿的鉸接點與主支撐臂鉸接點非一直線；所述控制系統(tǒng)控制所述升降機(jī)。實 際使用時，利用控制系統(tǒng)給出控制信號驅(qū)動升降機(jī)工作，通過升降機(jī)的升降桿驅(qū)動電池平 臺繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)在仰角方向上對太陽光的自動跟蹤，使太陽光始終垂直照射在電 池平臺上的太陽能光伏組件上。 然而，對于一些環(huán)境惡劣的戶外使用場合，如沙漠、戈壁、山區(qū)等地區(qū)，就要求上述 自動跟蹤太陽能發(fā)電裝置具有良好的抗風(fēng)性能，而上述太陽能發(fā)電裝置的V形支架與電池 平臺只有左、右2個鉸接點，且支架整體結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)性能也不好，因此，雖然報道上稱其可 承受最大風(fēng)速為135Km/h，超過該設(shè)計值則很難安全使用。因此，開發(fā)一種具有高抗風(fēng)性能 的自動跟蹤太陽能發(fā)電裝置具有現(xiàn)實的積極意義。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種具有高抗風(fēng)性能的自動跟蹤太陽能發(fā)電裝置，以適 用于苛刻的環(huán)境。 為達(dá)到上述發(fā)明目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是一種自動跟蹤太陽能發(fā)電 裝置，包括基座、支架、橫梁、電池平臺、太陽能光伏組件、升降機(jī)和控制系統(tǒng)，所述太陽能光 伏組件固定設(shè)于電池平臺上，電池平臺通過轉(zhuǎn)軸安裝于支架的上端，支架的下端設(shè)于基座 上；所述升降機(jī)固定于支架上，升降機(jī)的升降桿與電池平臺的一側(cè)鉸接；所述控制系統(tǒng)控 制所述升降機(jī)；所述支架呈W形，包括主支架和2個副支架，所述主支架由2根支撐柱呈倒 V形設(shè)置，其上端匯聚與所述電池平臺的中部鉸接，下端設(shè)于基座上，所述主支架是一體結(jié)
3構(gòu)，所述副支架對稱設(shè)于主支架的兩側(cè)，其上端與所述電池平臺鉸接，下端設(shè)于基座上；所 述橫梁設(shè)于支架的上端，并分別與主支架和副支架固定連接。 上文中，所述升降機(jī)和控制系統(tǒng)均是現(xiàn)有技術(shù)，通過升降機(jī)的升降桿驅(qū)動電池平
臺繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)在仰角方向上對太陽光的自動跟蹤。所述主支架、副支架和電池平臺的
鉸接點可以在同一直線上。所述支架的下端設(shè)于基座上，可以是支架與基座固定連接，也可
以在兩者之間設(shè)置周向旋轉(zhuǎn)的部件，以進(jìn)一步增加電池平臺的周向旋轉(zhuǎn)自由度。 進(jìn)一步的技術(shù)方案，還設(shè)有轉(zhuǎn)盤軸承和軸承蓋，所述轉(zhuǎn)盤軸承的內(nèi)圈與所述基座
固定連接，其外圈與軸承蓋固定連接，所述支架固定設(shè)于軸承蓋上；所述轉(zhuǎn)盤軸承的內(nèi)圈還
設(shè)有齒輪；還設(shè)有安裝于軸承蓋上行星減速器，該行星減速器的輸出齒輪與所述轉(zhuǎn)盤軸承
內(nèi)圈的齒輪嚙合。因而可以利用行星減速器的輸出齒輪驅(qū)動轉(zhuǎn)盤軸承內(nèi)圈的齒輪轉(zhuǎn)動，進(jìn)
一步帶動軸承蓋和其上的支架轉(zhuǎn)動，從而帶動電池平臺及太陽能光伏組件周向轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)
在東西方位角的跟蹤，從而最大限度的吸收太陽光。 上述技術(shù)方案中，所述主支架的2根支撐柱和副支架均由2個支撐臂呈倒V形安 裝，張開角度為15° 25° 。 進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述支架與電池平臺的鉸接處還設(shè)有氣彈簧。以用于緩沖。 由于上述技術(shù)方案運用，本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的優(yōu)點是 1、本實用新型改進(jìn)了支架的整體結(jié)構(gòu)，設(shè)計成由主支架和2個副支架組成的呈W
形支架，并進(jìn)一步改進(jìn)了支架與電池平臺的連接結(jié)構(gòu)，形成以中央主支架為主、兩側(cè)副支架
為輔的支撐結(jié)構(gòu)，取得了顯著的效果，模擬試驗證明該裝置在水平方向可承受的最大風(fēng)速
為180Km/h，在60度方向可承受的最大風(fēng)速為80Km/h，因而可適用于一些環(huán)境惡劣的戶外
使用場合。 2、由于本實用新型的主支架是一體結(jié)構(gòu)，因而便于生產(chǎn)和安裝，同時也降低了支 架的整體重量，成本較低。 3、本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，便于安裝維護(hù)，適于推廣應(yīng)用。

圖1是本實用新型實施例一的主視圖 圖2是本實用新型實施例一的俯視圖 圖3是本實用新型實施例一的左視圖 圖4是圖1的A部放大圖； 圖5是本實用新型實施例一的受力分析圖； 圖6是背景技術(shù)中自動跟蹤太陽能發(fā)電裝置的主視圖； 圖7是背景技術(shù)中自動跟蹤太陽能發(fā)電裝置的俯視圖。
其中1、基座；2、橫梁；3、電池平臺；4、氣彈簧；5、升降機(jī)；6、轉(zhuǎn)軸；7、主支架；8、 副支架；9、支撐柱；10、轉(zhuǎn)盤軸承；11、軸承蓋；12、行星減速器；13、主支撐臂；14、輔助支撐
具體實施方式
以下結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進(jìn)一步描述[0024] 實施例一 參見圖1 4所示，一種自動跟蹤太陽能發(fā)電裝置，包括基座1、支架、橫梁2、電池 平臺3、太陽能光伏組件、升降機(jī)5和控制系統(tǒng)，所述太陽能光伏組件固定設(shè)于電池平臺3 上，電池平臺3通過轉(zhuǎn)軸6安裝于支架的上端，支架的下端設(shè)于基座1上；所述升降機(jī)5固 定于支架上，升降機(jī)的升降桿與電池平臺的一側(cè)鉸接；所述控制系統(tǒng)控制所述升降機(jī)；所 述支架呈W形，包括主支架7和2個副支架8，所述主支架7由2根支撐柱9呈倒V形設(shè)置， 其上端匯聚與所述電池平臺3的中部鉸接，下端設(shè)于基座上，所述主支架是一體結(jié)構(gòu)，所述 副支架8對稱設(shè)于主支架的兩側(cè)，其上端與所述電池平臺鉸接，下端設(shè)于基座上；所述橫梁 2設(shè)于支架的上端，并分別與主支架7和副支架8固定連接。所述主支架的2根支撐柱9和 副支架8均由2個支撐臂呈倒V形安裝，張開角度為15。 25° ;所述支架與電池平臺的 鉸接處還設(shè)有氣彈簧4。 上述技術(shù)方案中，還設(shè)有轉(zhuǎn)盤軸承10和軸承蓋ll，所述轉(zhuǎn)盤軸承的內(nèi)圈與所述基 座l固定連接，其外圈與軸承蓋ll固定連接，所述支架固定設(shè)于軸承蓋上；所述轉(zhuǎn)盤軸承的 內(nèi)圈還設(shè)有齒輪；還設(shè)有安裝于軸承蓋上行星減速器12，該行星減速器的輸出齒輪與所述 轉(zhuǎn)盤軸承內(nèi)圈的齒輪嚙合。 本實施例一的支架結(jié)構(gòu)分析是基于有限單元法理論，采用ANSYS軟件對整個結(jié)構(gòu)
進(jìn)行模擬分析，得出滿足材料強(qiáng)度要求的最大工況載荷。其中，載荷包括永久載荷(重力載
荷)和可變載荷(風(fēng)載荷和雪載荷)。分別模擬了兩個極限位置的受力情況 1、電池平臺處于水平方向 載荷組合重力載荷+風(fēng)載荷+雪載荷 其中風(fēng)速為180Km/h，作用在組件上的風(fēng)載荷為1. 96KN/m2，雪載荷為0. 49KN/ m2 ; 2、電池平臺與水平面成60度方向 載荷組合重力載荷+風(fēng)載荷 其中風(fēng)速為80Km/h，作用在組件上半部分的風(fēng)載荷為0. 38KN/m2，作用在組件下 半部分的風(fēng)載荷為0. 88KN/m2。 根據(jù)模擬仿真結(jié)果可見，整個裝置在電池平臺處于水平方向下可以承受的最大風(fēng) 速為180Km/h，在電池平臺與水平面成60度方向時可以承受的最大風(fēng)速為80Km/h，因而可 適用于一些環(huán)境惡劣的戶外使用場合。 本實施例的受力情況參見圖5所示，采用三點支撐的結(jié)構(gòu)，載荷作用于電池平臺
后通過三個支承座向下傳遞，這樣受力更加均勻，橫梁兩端的彎矩相對較小，由于中間支承
座承受較大的力，從而減少了由于升降機(jī)受力較大而引起的對主支架的應(yīng)力集中，因此本
結(jié)構(gòu)各個連接點的受力更加平均，大大減少了因局部受力不均而引起的材料破壞。 而現(xiàn)有的V形支架太陽能發(fā)電裝置是是采用左右兩點式支撐，這種結(jié)構(gòu)兩端支承
座受力比較集中，橫梁兩端受到的彎矩較大，同時由于中間沒有支撐，升降機(jī)承受的力比較
大，進(jìn)而傳遞到主支架，致使整個結(jié)構(gòu)有多處受力比較集中，容易發(fā)生破壞。
權(quán)利要求一種自動跟蹤太陽能發(fā)電裝置，包括基座(1)、支架、橫梁(2)、電池平臺(3)、太陽能光伏組件、升降機(jī)(5)和控制系統(tǒng)，所述太陽能光伏組件固定設(shè)于電池平臺(3)上，電池平臺(3)通過轉(zhuǎn)軸(6)安裝于支架的上端，支架的下端設(shè)于基座(1)上；所述升降機(jī)(5)固定于支架上，升降機(jī)的升降桿與電池平臺的一側(cè)鉸接；所述控制系統(tǒng)控制所述升降機(jī)；其特征在于所述支架呈W形，包括主支架(7)和2個副支架(8)，所述主支架(7)由2根支撐柱(9)呈倒V形設(shè)置，其上端匯聚與所述電池平臺(3)的中部鉸接，下端設(shè)于基座上，所述主支架是一體結(jié)構(gòu)，所述副支架(8)對稱設(shè)于主支架的兩側(cè)，其上端與所述電池平臺鉸接，下端設(shè)于基座上；所述橫梁(2)設(shè)于支架的上端，并分別與主支架(7)和副支架(8)固定連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的自動跟蹤太陽能發(fā)電裝置，其特征在于還設(shè)有轉(zhuǎn)盤軸承(10)和軸承蓋(ll)，所述轉(zhuǎn)盤軸承的內(nèi)圈與所述基座(1)固定連接，其外圈與軸承蓋(11)固定連接，所述支架固定設(shè)于軸承蓋上；所述轉(zhuǎn)盤軸承的內(nèi)圈還設(shè)有齒輪；還設(shè)有安裝于軸承蓋上行星減速器(12)，該行星減速器的輸出齒輪與所述轉(zhuǎn)盤軸承內(nèi)圈的齒輪嚙合。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動跟蹤太陽能發(fā)電裝置，其特征在于所述主支架的2根支撐柱(9)和副支架(8)均由2個支撐臂呈倒V形安裝，張開角度為15。 25° 。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動跟蹤太陽能發(fā)電裝置，其特征在于所述支架與電池平臺的鉸接處還設(shè)有氣彈簧(4)。
專利摘要本實用新型公開了一種自動跟蹤太陽能發(fā)電裝置，包括基座、支架、橫梁、電池平臺、太陽能光伏組件、升降機(jī)和控制系統(tǒng)；所述支架呈W形，包括主支架和2個副支架，所述主支架由2根支撐柱呈倒V形設(shè)置，其上端匯聚與所述電池平臺的中部鉸接，下端設(shè)于基座上，所述主支架是一體結(jié)構(gòu)，所述副支架對稱設(shè)于主支架的兩側(cè)，其上端與所述電池平臺鉸接，下端設(shè)于基座上；所述橫梁設(shè)于支架的上端，并分別與主支架和副支架固定連接。本實用新型改進(jìn)了支架的整體結(jié)構(gòu)及支架與電池平臺的連接結(jié)構(gòu)，在水平方向可承受的最大風(fēng)速為180Km/h，在60度方向可承受的最大風(fēng)速為80Km/h，因而可適用于一些環(huán)境惡劣的戶外使用場合。
文檔編號H02N6/00GK201515331SQ200920230909
公開日2010年6月23日 申請日期2009年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月10日
發(fā)明者匡超, 尉元杰, 曹劍, 李曉, 許家東, 黃子健 申請人:常熟阿特斯陽光電力科技有限公司;蘇州阿特斯陽光電力科技有限公司;阿特斯光伏電力(洛陽)有限公司;阿特斯光伏電子(常熟)有限公司;阿特斯太陽能光電(蘇州)有限公司;阿特斯光伏科技(蘇州)有限公司;常熟阿特斯太陽能電力有限公司