專利名稱：自動跟蹤太陽光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及太陽能利用技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種能通過依據(jù)天文常數(shù)設(shè)定 的程序控制，自動調(diào)整映日面，使太陽光始終保持最佳入射角度，達到最大效率利用太陽能 的自動跟蹤太陽光裝置。
背景技術(shù)：
由于化石能源的日益枯竭，以及其在生產(chǎn)和使用過程中造成的環(huán)境污染、溫室效 應(yīng)等問題越來越嚴重，使得新能源的開發(fā)和利用已經(jīng)廣受各國重視。其中，太陽能作為一種 高效清潔、分布廣泛、幾乎可以無限利用的新型能源，吸引人們對其研發(fā)的投入逐漸加大。 但是，目前在太陽能利用方面，尤其是在光伏發(fā)電領(lǐng)域利用率低，發(fā)電成本高昂仍是普遍 存在的問題。這主要表現(xiàn)在以下兩個方面其一，由于現(xiàn)在的光伏發(fā)電技術(shù)所使用的光伏電 池主要采用的是單晶硅和多晶硅等半導(dǎo)體材料，其價格昂貴，而且在生產(chǎn)的過程中需要消 耗大量電能，這違背了人類發(fā)展太陽能的初衷。其二，目前高質(zhì)量的單晶硅電池板，其光電 轉(zhuǎn)化率也僅能達到17%左右，且其最長使用壽命只有二十幾年，這樣也加大了太陽能發(fā)電 的成本，增加了太陽能發(fā)電市場化的難度。因此，在想方設(shè)法降低電池板成本，開發(fā)利用新 的光電轉(zhuǎn)化率更高的電池板材料的同時，如何提高現(xiàn)有光伏電池板的單位發(fā)電效率，就成 為降低太陽能發(fā)電成本的主要途徑之一?，F(xiàn)在的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，大多是將太陽能電池板固定安裝，這樣就僅能保證 在每年的某一天的某一時間，太陽光以最佳角度照射，所以太陽光的利用率相對較低。如 果使太陽能電池板能始終與太陽光保持最佳角度或采用聚光技術(shù)，就可以用同樣面積的 電池板原件，獲得更多的電能，這一切都需要一種成熟、可靠的太陽光跟蹤技術(shù)，據(jù)研究， 采用跟蹤技術(shù)比固定安裝的太陽能電池板發(fā)電量因不同地區(qū)光照條件不同，可以提高 30% -50%以上。但是現(xiàn)有的太陽光跟蹤技術(shù)大都因為結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因?qū)е鲁杀酒?，?至超過發(fā)電裝置總投資的30%，而且跟蹤本身要有電能損耗，占用的土地也比固定安裝時 多，設(shè)備的養(yǎng)護、維修又需要額外增加技術(shù)人員，裝置運行風(fēng)險也大于固定安裝等等；同時， 為了降低跟蹤成本，生產(chǎn)廠家現(xiàn)在將跟蹤裝置造的越來越大，這又產(chǎn)生了風(fēng)阻加大，安裝維 護難度增加，對道路和地基要求提高等一系列問題，使得跟蹤技術(shù)產(chǎn)生的效果的吸引力大 大降低，阻礙了太陽光跟蹤技術(shù)的商業(yè)化發(fā)展。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種簡單有效的自動跟蹤太陽光裝置，通過依據(jù)天文常 數(shù)設(shè)定的程序控制，自動調(diào)整映日面，使太陽光始終保持最佳入射角度，達到最大效率利用 太陽能的目的。本實用新型解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是該自動跟蹤太陽光裝置，包括 太陽能面板固定架、支撐架、俯仰角跟蹤構(gòu)件和左右角跟蹤構(gòu)件，其特征是，所述的太陽能 面板固定架通過三維活節(jié)與支撐架連接，一鉸接在太陽能面板固定架或者固定在三維活節(jié)
3上的剛性支架，所述剛性支架能隨太陽能面板固定架的俯仰角變化而轉(zhuǎn)動。所述的俯仰角跟蹤構(gòu)件包括兩端分別連接在太陽能面板固定架上和剛性支架上 的控制俯仰角轉(zhuǎn)動的第一傳動部件，以及與第一傳動部件相配合的固定安裝在支撐架上的 第一驅(qū)動裝置或手動調(diào)節(jié)裝置。所述的左右角跟蹤構(gòu)件包括連接在太陽能面板固定架上的控制左右角轉(zhuǎn)動的第 二傳動部件，以及固定安裝在剛性支架或支撐架上的與第二傳動部件相配合的第二驅(qū)動裝置。所述的三維活節(jié)包括十字型連接的俯仰角調(diào)節(jié)軸和左右角調(diào)節(jié)軸，所述的俯仰角 調(diào)節(jié)軸兩端鉸接在支撐架頂端，所述的左右角調(diào)節(jié)軸兩端鉸接在面板固定架上。所述的第一傳動部件和第二傳動部件為剛性圓弧體和/或柔性體，所述的剛性圓 弧體上設(shè)有傳動構(gòu)造。所述的第一傳動部件和第二傳動部件皆為柔性體，所述柔性體為傳動帶或傳動鏈 或繩索之一，所述第一驅(qū)動裝置和第二驅(qū)動裝置皆由電機和蝸輪蝸桿減速器構(gòu)成，所述蝸 輪蝸桿減速器輸出軸上設(shè)有與柔性體對應(yīng)配合的帶輪或鏈輪或收繩器，所述第二驅(qū)動裝置 安裝在與三維活節(jié)一體的剛性支架上。 所述的柔性體為繩索，所述第一驅(qū)動裝置和第二驅(qū)動裝置皆由電機和蝸輪蝸桿減 速器構(gòu)成，所述蝸輪蝸桿減速器輸出軸上設(shè)有收繩器；所述第二驅(qū)動裝置固定安裝在支撐 架上，所述第二傳動部件的繩索通過安裝在剛性支架自由端的一對滑輪和三維活節(jié)俯仰角 調(diào)節(jié)軸上的一對滑輪后與第二驅(qū)動裝置輸出端的收繩器相配合，實現(xiàn)左右角度調(diào)節(jié)。所述第一傳動部件和第二傳動部件皆為帶齒狀傳動構(gòu)造的剛性圓弧體，所述的剛 性圓弧體分別與所述第一驅(qū)動裝置和第二驅(qū)動裝置輸出端的齒輪相嚙合；所述的剛性支架 為弧形，一端鉸接在太陽能面板固定架上，另一端與第一剛性圓弧體連接成一體，整體呈半 圓弧狀。所述第一傳動部件為剛性圓弧體，第二傳動部件為柔性體，所述柔性體為傳動帶 或傳動鏈或繩索之一；一手動調(diào)節(jié)裝置設(shè)置在支撐架上，手動調(diào)節(jié)裝置上設(shè)有與剛性圓弧 體設(shè)置的定位孔相配合的定位銷；第二驅(qū)動裝置由電機和蝸輪蝸桿減速器構(gòu)成，所述蝸輪 蝸桿減速器輸出軸上設(shè)有與柔性體對應(yīng)配合的帶輪或鏈輪或收繩器，所述第二驅(qū)動裝置安 裝在與三維活節(jié)一體的剛性支架上。所述的支撐架安裝在基座上或埋植于地下，或為直立或為傾斜的柱狀或框架結(jié) 構(gòu)。所述太陽能面板固定架上的太陽能面板，可根據(jù)使用地區(qū)緯度不同，與固定架保 持一定傾斜角度安裝。所述的第一驅(qū)動裝置和第二驅(qū)動裝置由外接程序控制器控制運轉(zhuǎn)。本實用新型的有益效果是1)裝置結(jié)構(gòu)簡單合理，組合方式靈活，易于實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。2)加長了驅(qū)動太陽能面板固定架的力臂，配合渦輪蝸桿減速傳動結(jié)構(gòu)，使裝置驅(qū) 動動力要求大大減小，而采用定時運行控制程序以及利用渦輪蝸桿的自鎖特性，也大幅度 降低了裝置自身的運轉(zhuǎn)能耗。3)通過俯仰角跟蹤構(gòu)件和左右角跟蹤構(gòu)件的協(xié)同運轉(zhuǎn)，簡化了裝置的控制程序，
4提高了裝置運行的精確度；同時減少了故障的幾率，便于安裝和日常維護。4)大大降低了裝置的成本，使大、小面板的跟蹤都能產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟效益。5)本裝置有效解決了回歸線以內(nèi)太陽光直射點南北兩側(cè)擺動問題，適用范圍廣。

圖1為實施例一的結(jié)構(gòu)圖；圖2為三維活節(jié)安裝局部示意圖；圖3為太陽能面板安裝示意圖；圖4為三維活節(jié)剖面圖之一；圖5為三維活節(jié)剖面圖之二 ；圖6為實施例二的結(jié)構(gòu)圖；圖7為兩組滑輪的局部布置示意圖；圖8為實施例三的結(jié)構(gòu)圖；圖9為實施例四的結(jié)構(gòu)圖；圖10為實施例五的結(jié)構(gòu)圖；圖11為實施例六的結(jié)構(gòu)圖。圖中1太陽能面板固定架，11太陽能面板，2支撐架，3三維活節(jié)，31俯仰角調(diào)節(jié) 軸，32左右角調(diào)節(jié)軸，41第一同步帶，42第一傳動繩索，43第一剛性圓弧體，51剛性支架， 51 ‘剛性支架，61第一帶輪，65第二帶輪，71第二同步帶，72第二傳動繩索，73第二剛性圓 弧體，91第一驅(qū)動裝置，92第二驅(qū)動裝置，93定位銷。
具體實施方式
該種自動跟蹤太陽光裝置，包括太陽能面板固定架、支撐架、俯仰角跟蹤構(gòu)件和左 右角跟蹤構(gòu)件，實施例一如圖1所示，為便于敘述，首先將與太陽能面板固定架所在平面平行且沿太陽日 運行軌跡的方向定義為Y方向，將與太陽能面板固定架所在平面平行且沿太陽年運行軌跡 的方向定義為Z方向，則與YZ平面垂直且朝向太陽能面板固定架背面的方向為X方向。如圖2所示，太陽能面板固定架1為焊接式框架結(jié)構(gòu)，用于固定太陽能面板11。根 據(jù)使用地區(qū)緯度不同，太陽能面板固定架1與太陽能面板11之間可以平行安裝，也可以相 互成一定傾斜角度安裝，如圖3所示。支撐架2為直立的柱狀結(jié)構(gòu)，下端通過緊固螺栓固定到地基上，支撐架2相對于地 面或為直立或為傾斜，上端通過三維活節(jié)3連接固定架1。如圖4所示，三維活節(jié)3包括十字型連接的俯仰角調(diào)節(jié)軸31和左右角調(diào)節(jié)軸32， 構(gòu)成十字軸形，俯仰角調(diào)節(jié)軸31兩端通過軸套鉸接在支撐架2頂端，所述的左右角調(diào)節(jié)軸 32兩端通過另一對軸套鉸接在太陽能面板固定架1上。相對于十字軸，太陽能面板固定架 和支撐架可以分別繞左右角調(diào)節(jié)軸和俯仰角調(diào)節(jié)軸旋轉(zhuǎn)。三維活節(jié)3設(shè)置在太陽能面板固 定架1的重心點上，以期合理分配太陽能面板的重力。所述十字形的兩軸也可為中空的筒 狀，通過套置在太陽能面板固定架1和支撐架2上的圓銷上實現(xiàn)鉸接，如圖5。[0041]俯仰角跟蹤構(gòu)件包括控制俯仰角的第一傳動部件，該傳動部件優(yōu)選同步帶，標記 為第一同步帶41，第一同步帶一端固定在太陽能面板固定架1的背面，另一端固定在剛性 支架51上。剛性支架51為一直桿，焊接在三維活節(jié)3的十字軸上，與十字軸形成一體，隨 十字軸的俯仰角轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動；第一驅(qū)動裝置固定安裝在支撐架2上，該驅(qū)動裝置優(yōu)選步進 電機并配以蝸輪蝸桿減速器，輸出端安裝第一帶輪61，第一帶輪61控制第一同步帶41的運 轉(zhuǎn)，帶動太陽能面板固定架1轉(zhuǎn)動，可以起到調(diào)整俯仰角的目的。太陽能面板固定架1正面用于安裝太陽能面板11，為保證跟蹤準確，控制程序設(shè) 置簡單合理，第一同步帶41的兩個連接點和第一帶輪61的中心點形成的平面與地平面沿 地球經(jīng)線方向垂直，第一同步帶41兩端點與第一帶輪61的中心點距離三維活節(jié)3的俯仰 角轉(zhuǎn)軸31的中心點距離應(yīng)相等。左右角跟蹤構(gòu)件包括控制左右角度的第二傳動部件，第二傳動部件優(yōu)選同步帶， 此處記為第二同步帶71，第二同步帶71兩端連接到固定架1上。第二驅(qū)動裝置優(yōu)選步進電 機并配以蝸輪蝸桿減速器；第二驅(qū)動裝置固定安裝在剛性支架51的自由端；第二驅(qū)動裝置 的輸出端安裝第二帶輪65，帶輪控制第二同步帶71的運轉(zhuǎn)，進而實現(xiàn)控制太陽能面板固定 架1調(diào)整左右角的目的。為保證跟蹤準確，控制程序設(shè)置簡單合理，第二同步帶71的兩個連接點和第二帶 輪65中心點所在的平面與太陽能面板固定架1沿Y軸方向垂直；第二帶輪65的中心點到 Z軸的垂直距離是第二同步帶71兩個端點間距離的一半。通過三角函數(shù)計算出直線運動和 角度變化的關(guān)系，合理設(shè)計控制程序控制第二驅(qū)動裝置運轉(zhuǎn)，可以達到跟蹤太陽日角度變 化的目的?？刂频谝或?qū)動裝置和第二驅(qū)動裝置運轉(zhuǎn)的控制器可以安裝在支撐架上，也可以采 用中心控制系統(tǒng)?？刂破魍ㄟ^按照天文常數(shù)設(shè)定的控制程序驅(qū)動電機按規(guī)律運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)在 設(shè)定時間范圍內(nèi)使太陽能面板始終正對著太陽光。安裝時只要將安裝地點的緯度和安裝的日期，與太陽的年高度角確認好，使太陽 能工作面與其對應(yīng)，從冬至到夏至，第一驅(qū)動裝置的電機規(guī)律正轉(zhuǎn)，夏至后再反轉(zhuǎn)直至冬 至，周而復(fù)始，就可以實現(xiàn)對太陽年高度角變化的跟蹤；同樣，將裝置安裝時的太陽日方位 角確認好，通過控制程序控制第二驅(qū)動裝置規(guī)律轉(zhuǎn)動，使與第二驅(qū)動裝置相配合的第二同 步帶71帶動太陽能面板固定架1規(guī)律轉(zhuǎn)動太陽日角度變化所對應(yīng)的角度數(shù)，就可實現(xiàn)從早 上確定時間到下午確定時間的跟蹤。到太陽西下后某一時間，控制器再發(fā)出信號，指令第二 驅(qū)動裝置帶動裝置回轉(zhuǎn)至早上待機狀態(tài)。此運轉(zhuǎn)方式其優(yōu)點是程序標準、簡化，容易操控，特別適合小規(guī)模的平板式太陽能 跟蹤系統(tǒng)，而且通過減少第一驅(qū)動裝置的運轉(zhuǎn)頻率，降低了裝置本身的電能消耗。由于傳動帶在長期運行的過程中會出現(xiàn)松弛的現(xiàn)象，所以要在傳動系統(tǒng)中增設(shè)皮 帶張緊裝置。本實施例所采用的第一同步帶41和第二同步帶71可以為鏈條，配合第一驅(qū)動裝 置和第二驅(qū)動裝置輸出端的鏈輪，同樣實現(xiàn)裝置對太陽光的跟蹤。實施例二如圖6所示，與實施例一不同之處在于所述的第一傳動部件和第二傳動部件皆 為繩索，設(shè)定三維活節(jié)3所在中心位置為0點，剛性支架51的頂端為A，Al、A2為第二傳動繩索72的端部固定點，Bi、B2為第一傳動繩索42端部固定點，D 1和D2分別為第二和第 一驅(qū)動裝置。如圖7所示，在A點處設(shè)有一對滑輪，固定在剛性支架上，在0點處設(shè)有可以 繞俯仰角調(diào)節(jié)軸31轉(zhuǎn)動的一對滑輪，兩滑輪分居俯仰角調(diào)節(jié)軸31兩側(cè)。所述第二傳動繩 索72由兩根繩構(gòu)成，分別記為右控制繩索和左控制繩索，標記為AlAODl和A2A0D1。以右 控制繩索為例，右控制繩索AlAODl —端固定到太陽能面板固定架1上，并通過安裝在剛性 支架頂端A處的右滑輪和安裝在三維活節(jié)3的十字軸上0處的右滑輪后連接到第二驅(qū)動裝 置輸出端的收繩器上，第二驅(qū)動裝置固定安裝在支撐架2上；同理，左控制繩索A2A0D1通過 安裝在剛性支架上A處的左滑輪和安裝在三維活節(jié)0處的左滑輪連接到第二驅(qū)動裝置的收 繩器上。所述收繩器上設(shè)有左控制繩索纏繞區(qū)和右控制繩索纏繞區(qū)，分別對應(yīng)左控制繩索 A2A0D1和右控制繩索A1A0D1，兩繩索纏繞方向相反，等速一進一出；而且由于角和直線的 運動關(guān)系導(dǎo)致的控制繩索不均勻運動，可以通過精準的數(shù)控加工，改變纏繞軸的直徑和形 狀，使其變?yōu)轵?qū)動裝置的均勻、規(guī)律轉(zhuǎn)動。俯仰角控制繩為B1D2B2，受驅(qū)動裝置D2的控制。支撐架2是有一定傾斜角度，或者太陽能面板固定架1上的太陽能面板11，是按照 一定傾斜角度安裝的。因為每年春分后至秋分前地球上大多數(shù)地區(qū)太陽初升時(或日落時)存在一定偏 北角度，所以將支撐架2根據(jù)使用地區(qū)緯度不同，傾斜一定角度安裝，或者將太陽能面板固 定架1上的太陽能面板，分組按照一定傾斜角度安裝，將太陽能面板固定架1的初始啟動 位置確定在東偏北角度(以北半球為例)，通過第二驅(qū)動裝置的規(guī)律轉(zhuǎn)動，驅(qū)動左右角跟蹤 構(gòu)件規(guī)定時間旋轉(zhuǎn)規(guī)定角度，而俯仰角跟蹤構(gòu)件則由第一驅(qū)動裝置驅(qū)動，從早上設(shè)定的時 間開始，控制太陽能面板固定架1由偏北向的角度，按規(guī)定時間旋轉(zhuǎn)規(guī)定角度，直至中午當 地太陽年高度角位置后，再開始回轉(zhuǎn)，至日落前設(shè)定時分。通過傾斜角的設(shè)定，彌補部分偏 北角度，擴大左右角跟蹤范圍；而左右角跟蹤構(gòu)件和俯仰角跟蹤構(gòu)件的協(xié)調(diào)運轉(zhuǎn)，則通過坐 標定位的方式，實現(xiàn)了對太陽光的準確跟蹤；同時，分組按照一定傾斜角度安裝的太陽能面 板，也起到了減小風(fēng)阻的有效效果。實施例三如圖8所示，三維活節(jié)3、太陽能面板固定架1、支撐架2與實施例一相同，不同之 處在于第一傳動部件和第二傳動部件皆為帶齒狀傳動構(gòu)造的剛性圓弧體，記為第一剛性 圓弧體43和第二剛性圓弧體73，第一剛性圓弧體43為四分之一圓弧，第二剛性圓弧體73 為半圓弧。剛性支架51'為與第一剛性圓弧體43半徑相等的四分之一圓弧，且兩者連接組 合成一個半圓弧。所述的俯仰角跟蹤構(gòu)件包括太陽能面板固定架1、第一剛性圓弧體43、剛性支架 51'、支撐架2、三維活節(jié)3、第一驅(qū)動裝置91。第一剛性圓弧體43和弧形剛性支架51' —體，整體為180度的半圓弧，其扇面與 地平面沿地球經(jīng)線方向垂直，兩端沿Z軸形成鉸接結(jié)構(gòu)鉸接在太陽能面板固定架1上。第 一剛性圓弧體43的外沿根據(jù)太陽高度角的年變化數(shù)據(jù)按比例設(shè)齒；在第一剛性圓弧體43和弧形剛性支架51 ‘的結(jié)合部位還固定安裝有驅(qū)動第二剛 性圓弧體73運轉(zhuǎn)的第二驅(qū)動裝置92。安裝在支撐架2上的第一驅(qū)動裝置91通過其輸出 端的齒輪，可以有效驅(qū)動第一剛性圓弧體43的運動。通過控制程序，控制第一剛性圓弧體43轉(zhuǎn)動與太陽高度角的年變化所對應(yīng)的齒數(shù)，帶動太陽能面板固定架1旋轉(zhuǎn)相對應(yīng)的角度 數(shù)，以達到跟蹤太陽年角度變化的目的。左右角跟蹤構(gòu)件涉及太陽能面板固定架1、第二剛性圓弧體73、第二驅(qū)動裝置92。第二剛性圓弧體73整體為180度的半圓環(huán)，垂直固定在太陽能面板固定架1的Y 軸線上。自第二剛性圓弧體73 —端的外沿開始至另一端，根據(jù)太陽日角度變化數(shù)據(jù)按比例 設(shè)齒，與第二驅(qū)動裝置92上的第二齒輪相嚙合。安裝在第一剛性圓弧體43和弧形剛性支 架51'結(jié)合部的第二驅(qū)動裝置92可以有效驅(qū)動第二剛性圓弧體73的運動，通過電路控制 第二剛性圓弧體73轉(zhuǎn)動與太陽日角度變化所對應(yīng)的齒數(shù)，帶動太陽能面板固定架1旋轉(zhuǎn)相 應(yīng)的度數(shù)，以達到跟蹤太陽日角度變化的目的。本實施例中的剛性圓弧體上的傳動構(gòu)造可以為齒輪傳動構(gòu)造、鏈槽鏈輪傳動構(gòu) 造、摩擦輪傳動構(gòu)造之一，都能取得相同的傳動效果。安裝時只要將安裝地點的緯度和安裝的日期與太陽年高度角在第一剛性圓弧體 43上的對應(yīng)齒確認好，從冬至到夏至，第一驅(qū)動裝置91的電機正轉(zhuǎn)，夏至后再反轉(zhuǎn)直至冬 至，周而復(fù)始，就可以實現(xiàn)對太陽年高度角變化的跟蹤；同樣，將裝置安裝時的太陽日方位 角在第二剛性圓弧體73上的對應(yīng)齒確認好，通過電路控制第二驅(qū)動裝置92帶動第二剛性 圓弧體73規(guī)律轉(zhuǎn)動太陽日角度變化所對應(yīng)的齒數(shù)，就可實現(xiàn)從早上確定時間到下午確定 時間的跟蹤。到太陽西下后某一時間，控制器再發(fā)出信號，指令第二驅(qū)動裝置92帶動裝置 回轉(zhuǎn)至早上待機狀態(tài)。與實施例二相同，通過程序控制第一驅(qū)動裝置91和第二驅(qū)動裝置92帶動第一剛 性圓弧體43和第二剛性圓弧體73協(xié)調(diào)運轉(zhuǎn)，采取坐標定位的方式，可以實現(xiàn)對太陽光的準 確跟蹤。實施例四如圖9所示，與實施例三不同之處在于所述的第一驅(qū)動裝置91由手動調(diào)節(jié)裝置 替代，手動調(diào)節(jié)裝置上設(shè)有與第一剛性圓弧體43上設(shè)置的定位孔或定位槽相配合的定位 銷93 ；第二傳動部件由柔性的同步帶替代剛性的第二剛性圓弧體，第二驅(qū)動裝置92由電機 和蝸輪蝸桿減速器構(gòu)成，所述蝸輪蝸桿減速器輸出軸上設(shè)有與柔性體對應(yīng)配合的帶輪。第 二驅(qū)動裝置92安裝在第一剛性圓弧體43和剛性支架51的結(jié)合部位。剛性支架51焊接在 三維活節(jié)3上。實施例五如圖10所示，與實施例一不同之處在于所述的第二傳動部件為180度第二剛性 圓弧體73，兩端焊接固定在太陽能面板固定架1的Y軸線上。實施例六如圖11所示，與實施例一不同之處在于第二驅(qū)動裝置92落在支撐架2的內(nèi)部， 使第二驅(qū)動裝置92的運行區(qū)間在支撐架2上端的開角內(nèi)部。所述支撐架2整體為上部有開角的“A”狀框架結(jié)構(gòu)，固定安裝在基座上。當本裝置工作環(huán)境在低緯度地區(qū)(南北回歸線之間)時，太陽的直射點會越過天 頂，固定架1的仰角有時將超過180度，為防止支撐架2阻礙太陽能面板固定架上的第二驅(qū) 動裝置92的移動，從而影響到太陽能面板固定架1的運轉(zhuǎn)范圍，因此支撐架2上部要設(shè)計 成開角式結(jié)構(gòu)，開角應(yīng)大于46° 52'，使太陽能面板固定架1能準確跟蹤赤道附近太陽年
8高度角南北23. 5度的變化。以上各實施例可以在不同環(huán)境條件下相互結(jié)合使用。在大型光伏電站系統(tǒng)實施中，本實用新型可將控制器改為由總控制中心集中控 制，以實現(xiàn)光感應(yīng)跟蹤，抗風(fēng)防雪功能等多種控制方式，而裝置自身設(shè)計即具有良好的防 沙、防銹功能。除說明書所述的技術(shù)特征外，均為本專業(yè)技術(shù)人員的已知技術(shù)。
權(quán)利要求一種自動跟蹤太陽光裝置，包括太陽能面板固定架、支撐架、俯仰角跟蹤構(gòu)件和左右角跟蹤構(gòu)件，其特征是，所述的太陽能面板固定架通過三維活節(jié)與支撐架連接，一鉸接在太陽能面板固定架或者固定在三維活節(jié)上的剛性支架，所述剛性支架能隨太陽能面板固定架的俯仰角變化而轉(zhuǎn)動；所述的俯仰角跟蹤構(gòu)件包括兩端分別連接在太陽能面板固定架上和剛性支架上的控制俯仰角轉(zhuǎn)動的第一傳動部件，以及與第一傳動部件相配合的固定安裝在支撐架上的第一驅(qū)動裝置或手動調(diào)節(jié)裝置；所述的左右角跟蹤構(gòu)件包括連接在太陽能面板固定架上的控制左右角轉(zhuǎn)動的第二傳動部件，以及固定安裝在剛性支架或支撐架上的與第二傳動部件相配合的第二驅(qū)動裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動跟蹤太陽光裝置，其特征是，所述的三維活節(jié)包括十字 型連接的俯仰角調(diào)節(jié)軸和左右角調(diào)節(jié)軸，所述的俯仰角調(diào)節(jié)軸兩端鉸接在支撐架頂端，所 述的左右角調(diào)節(jié)軸兩端鉸接在面板固定架上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自動跟蹤太陽光裝置，其特征是，所述的第一傳動部件和 第二傳動部件為剛性圓弧體和/或柔性體，所述的剛性圓弧體上設(shè)有傳動構(gòu)造。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動跟蹤太陽光裝置，其特征是，所述的第一傳動部件和第 二傳動部件皆為柔性體，所述柔性體為傳動帶或傳動鏈或繩索之一，所述第一驅(qū)動裝置和 第二驅(qū)動裝置皆由電機和蝸輪蝸桿減速器構(gòu)成，所述蝸輪蝸桿減速器輸出軸上設(shè)有與柔性 體對應(yīng)配合的帶輪或鏈輪或收繩器，所述第二驅(qū)動裝置安裝在與三維活節(jié)一體的剛性支架 上。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動跟蹤太陽光裝置，其特征是，所述的柔性體為繩索，所述 第一驅(qū)動裝置和第二驅(qū)動裝置皆由電機和蝸輪蝸桿減速器構(gòu)成，所述蝸輪蝸桿減速器輸出 軸上設(shè)有收繩器；所述第二驅(qū)動裝置固定安裝在支撐架上，所述第二傳動部件的繩索通過 安裝在剛性支架自由端的一對滑輪和三維活節(jié)俯仰角調(diào)節(jié)軸上的一對滑輪后與第二驅(qū)動 裝置輸出端的收繩器相配合，實現(xiàn)左右角度調(diào)節(jié)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動跟蹤太陽光裝置，其特征是，所述第一傳動部件和第二 傳動部件皆為帶齒狀傳動構(gòu)造的剛性圓弧體，所述的剛性圓弧體分別與所述第一驅(qū)動裝置 和第二驅(qū)動裝置輸出端的齒輪相嚙合；所述的剛性支架為弧形，一端鉸接在太陽能面板固 定架上，另一端與第一傳動部件連接成一體，整體呈半圓弧狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動跟蹤太陽光裝置，其特征是，所述第一傳動部件為剛性 圓弧體，第二傳動部件為柔性體，所述柔性體為傳動帶或傳動鏈或繩索之一；一手動調(diào)節(jié)裝 置設(shè)置在支撐架上，手動調(diào)節(jié)裝置上設(shè)有與剛性圓弧體設(shè)置的定位孔相配合的定位銷；第 二驅(qū)動裝置由電機和蝸輪蝸桿減速器構(gòu)成，所述蝸輪蝸桿減速器輸出軸上設(shè)有與柔性體對 應(yīng)配合的帶輪或鏈輪或收繩器，所述第二驅(qū)動裝置安裝在與三維活節(jié)一體的剛性支架上。
專利摘要一種自動跟蹤太陽光裝置，它包括太陽能面板固定架、支撐架、俯仰角跟蹤構(gòu)件和左右角跟蹤構(gòu)件，太陽能面板固定架通過三維活節(jié)與支撐架連接，俯仰角跟蹤構(gòu)件包括第一傳動部件和與之配合的驅(qū)動裝置；左右角跟蹤構(gòu)件包括第二傳動部件和與之配合的驅(qū)動裝置；所述的三維活節(jié)包括十字型連接的俯仰角調(diào)節(jié)軸和左右角調(diào)節(jié)軸。本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單合理，運轉(zhuǎn)能耗低易于控制，運行精確度高；同時便于安裝和日常維護的特點。
文檔編號H02N6/00GK201766531SQ20102028065
公開日2011年3月16日 申請日期2010年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月2日
發(fā)明者劉建中, 劉方舟 申請人:劉建中