本發(fā)明屬于太陽能發(fā)電技術領域，具體涉及一種二維太陽能跟蹤支架。

背景技術：

隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展，對于能源的需求和由之帶來的高污染問題日趨突出。太陽能作為一種清潔型能源，發(fā)展前景相當廣闊，在太陽能發(fā)電系統(tǒng)中，用于支撐太陽能接收器的支架大體分為固定支架和跟蹤支架兩大類。而跟蹤支架有單軸跟蹤支架和雙軸跟蹤支架。傳統(tǒng)的雙軸跟蹤支架結構形式是在單軸跟蹤支架的基礎上增加了自動調整支架傾角的功能，使組件每天每時每刻垂直太陽光線，提高發(fā)電效率。盡管對太陽能光伏發(fā)電組件采用先進的雙軸跟蹤支架結構可以將其對太陽能的利用率提高，但是，此類跟蹤支架多采用連接機構或液壓裝置實現(xiàn)傾角調節(jié)，因此導致其具有結構復雜，質量大，易變性，跨距小，用鋼量多，從而產(chǎn)生造價高，維護難等問題；同時具有占用土地面積較大，安裝要求較高，調節(jié)精度不高等缺點，這就導致了雙軸跟蹤技術的吸引力大大降低，嚴重阻礙了太陽能雙軸跟蹤支架技術的商業(yè)化發(fā)展。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術中的不足，提供一種二維太陽能跟蹤支架，通過柔性連接件實現(xiàn)傾角的精準調節(jié)。

為解決現(xiàn)有技術問題，本發(fā)明公開了一種二維太陽能跟蹤支架，包括：

至少兩個立柱；

至少一個水平桁架，水平桁架轉動安裝在兩個相鄰立柱之間；

若干安裝部，其安裝在水平桁架上，每個安裝部均包括轉動安裝的轉動支架，轉動支架用于安裝太陽能接收器；

若干第一柔性連接件，其牽引相應水平桁架轉動；

若干第二柔性連接件，其牽引相應轉動支架轉動；

對地第一維傾角調節(jié)裝置，包括第一傳動軸，第一傳動軸與第一柔性連接件連接從而驅動水平桁架正反向轉動實現(xiàn)對地第一維傾角調節(jié)；

以及對地第二維傾角調節(jié)裝置，包括第二傳動軸，第二傳動軸與第二柔性連接件間接連接驅動轉動支架正反向轉動實現(xiàn)對地第二維傾角調節(jié)。

進一步地，對地第一維傾角調節(jié)裝置包括：

第一旋轉動力輸出裝置，其與第一傳動軸連接。

進一步地，水平桁架左右兩端分別通過一吊臂與立柱轉動安裝，水平桁架上還安裝有第一圓弧架，第一柔性連接件與第一圓弧架的兩側連接。

進一步地，對地第二維傾角調節(jié)裝置包括：

第二旋轉動力輸出裝置，其與第二傳動軸連接；

若干短軸，其轉動安裝在立柱上并與第二傳動軸通過第三柔性連接件連接，實現(xiàn)動力傳遞。

若干滑輪，安裝在水平桁架上用于轉向引導第二柔性連接件；

轉動支架采用如下方式進行傾角調節(jié)：

一種是每一個水平桁架上轉動支架左右兩端各連接一個第二柔性連接件，并將所有轉動支架左端連接的第二柔性連接件通過滑輪導向纏繞于水平桁架一端的短軸上、而所有轉動支架右端連接的第二柔性連接件通過滑輪導向纏繞于水平桁架另一端的短軸上；

另一種是：每一個水平桁架上，從左端起第一個轉動支架的左端通過滑輪導向與水平桁架一端的短軸纏繞連接、右端通過滑輪導向與第二個轉動支架的左端連接，第二個轉動支架的右端通過滑輪導向和第三個轉動支架的左側連接，以此類推，最后一個轉動支架的右端通過滑輪導向與水平桁架另一端的短軸纏繞連接；

以上兩種方式中，通過短軸上纏繞第二柔性連接件的纏繞方向及其端部固定位置的不同來實現(xiàn)水平桁架一端的第二柔性連接件收緊，另一端的第二柔性連接件放松，從而實現(xiàn)轉動支架的角度調節(jié)。

進一步地，安裝部還包括：

一對三腳架，其安裝在水平桁架上，轉動支架轉動安裝在三腳架上；

以及第二圓弧架，其安裝在轉動支架底部，第二柔性連接件的端部與第二圓弧架的兩側連接從而改變轉動支架的傾角。

進一步地，第一圓弧架和第二圓弧架上還安裝有張緊器，分別用于調節(jié)第一柔性連接件與第一圓弧架以及第二柔性連接件與第二圓弧架的連接位置以實現(xiàn)繃緊，同時可以實現(xiàn)各水平桁架之間以及各轉動支架之間的角度調節(jié)。

進一步地，轉動支架上設有太陽能接收器安裝平臺。

進一步地，水平桁架上安裝有用于承托第一傳動軸和第二傳動軸的弧形托板，弧形托板的內板面與第一傳動軸和第二傳動軸內切設置，弧形托板的圓心與水平桁架的轉動中心重合。

進一步地，第一柔性連接件、第二柔性連接件、第三柔性連接件為鋼絲繩。

進一步地，水平桁架至少為兩個，且沿其長度方向設置，水平桁架由一個第一傳動軸驅動，水平桁架上的轉動支架由一個第二傳動軸驅動從而實現(xiàn)串聯(lián)控制。

本發(fā)明具有的有益效果：

1.通過電機和鋼絲繩實現(xiàn)太陽能接收器在對地兩個維度方向上的傾角調節(jié)，簡化了整體結構，降低了生產(chǎn)造價，降低了安裝要求，提高了調節(jié)精度，極大地提高了雙軸跟蹤支架的吸引力。

2.對地第二維傾角調節(jié)裝置可以采用兩種調節(jié)方式實現(xiàn)對地第二維的傾角調節(jié)，其結構簡單巧妙，易于控制和調試，有效提高了跟蹤精度和使用可靠性。

3.利用水平桁架自身內部空間安裝相關部件，大大降低了整體尺寸，且水平桁架質量小、跨距大、用鋼量少，具有較高的抗變形能力，能夠承載多個太陽能接收器，從而大大降低了成本，提高了發(fā)電效率。

4.立柱和水平桁架均可設置多個，并通過“串聯(lián)”方式實現(xiàn)一套旋轉動力裝置調節(jié)更多太陽能組件的對地傾角，減少了電機用量，降低了成本，適用于大規(guī)模的太陽能組件及相關設施的布置。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一個優(yōu)選實施例的結構主視圖；

圖2是圖1中A向視圖；

圖3是圖1所示實施例中安裝部的結構示意圖；

圖4是圖1所示實施例中第一圓弧架的結構示意圖；

圖5是本發(fā)明中另一種優(yōu)選實施例的示意圖；

圖6是本發(fā)明中短軸纏繞鋼絲繩的示意圖。

附圖標記：

1立柱；2水平桁架；3第一旋轉動力輸出裝置；4第一傳動軸；5第一柔性連接件；6第一圓弧架；7第二旋轉動力輸出裝置；8短軸；9安裝部；10第三柔性連接件；11第二傳動軸；12三腳架；13轉動支架；14太陽能接收器安裝平臺；15太陽能接收器；16弧形托板；17吊臂；18第二柔性連接件；19滑輪；20第二圓弧架；21張緊器。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術語“徑向”、“軸向”、“左”、“右”、“上”、“下”、“頂”、“底”、“內”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”及“若干”的含義均指兩個或兩個以上。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”、“設置”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。術語“旋轉動力輸出裝置拖動”也應做廣義理解，例如，可以是直接拖動，也可以通過中間媒介間接拖動。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術語在本發(fā)明中的具體含義。

實施例一

為了便于描述，以圖1中的左側方向定義成本實施例描述中的左，同理右的定義。

如圖1至4所示，一種二維太陽能跟蹤支架，包括兩個安裝在地面上的立柱1，兩端分別與立柱1轉動安裝的水平桁架2，若干安裝在水平桁架2上并用于安裝太陽能接收器15的安裝部9，安裝部9包括轉動支架13，調節(jié)水平桁架2轉動傾角的對地第一維傾角調節(jié)裝置，以及調節(jié)轉動支架轉動13傾角的對地第二維傾角調節(jié)裝置；對地第一維傾角調節(jié)裝置通過第一柔性連接件5帶動水平桁架2正反向轉動；對地第二維傾角調節(jié)裝置通過第二柔性連接件18帶動轉動支架13正反向轉動。

如圖1和2所示，水平桁架2的左右兩端還分別通過一吊臂17與立柱1轉動安裝，使水平桁架2能處于穩(wěn)定狀態(tài)，吊臂17的端部還可以分別活動套裝在對應的短軸8上形成相對轉動連接。水平桁架2的左右兩端上還安裝有用于固定第一柔性連接件5的第一圓弧架6。

如圖1、2和4所示，更具體的，為了便于調節(jié)第一柔性連接件5與第一圓弧架6的連接位置，在第一圓弧架6的兩端還設置有張緊器21。張緊器21為安裝在第一圓弧架6外圓上的鉚接件，用于調節(jié)第一柔性連接件5與第一圓弧架6的連接位置以實現(xiàn)繃緊，同時可以實現(xiàn)各水平桁架2之間的角度調節(jié)。

如圖1和2所示，對地第一維傾角調節(jié)裝置包括第一旋轉動力輸出裝置3，以及由第一旋轉動力輸出裝置3拖動的第一傳動軸4；第一柔性連接件5纏繞于第一傳動軸4上、同時兩端分別與第一圓弧架6兩端的張緊器連接，第一旋轉動力輸出裝置3拖動第一傳動軸4轉動，帶動第一柔性連接件5的一端收緊、另一端放松，帶動第一圓弧架6在其轉動平面內轉動，從而實現(xiàn)水平桁架2在其轉動平面內順/逆時針轉動；其中由于第一圓弧架6和第一傳動軸4直徑的不同，使第一旋轉動力輸出裝置3、第一傳動軸4、第一圓弧架6、第一柔性連接件5構成減速機構；第一旋轉動力輸出裝置3與第一傳動軸4通過渦輪蝸桿減速機構連接。

如圖3和4所示，安裝部9包括一對安裝在水平桁架2上起支撐作用的三腳架12，轉動安裝在三腳架12上并用于固定太陽能接收器15的轉動支架13，以及安裝在轉動支架13底部用于固定第二柔性連接件18的第二圓弧架20。第一圓弧架6和第二圓弧架20尺寸不同但結構相同

如圖1和4所示，更具體的，為了便于調節(jié)第二柔性連接件18與第二圓弧架20的連接位置，在第二圓弧架20的兩端還設置有張緊器21。張緊器21為安裝在第二圓弧架20外圓上的鉚接件，用于調節(jié)第一柔性連接件5與第一圓弧架6的連接位置以實現(xiàn)繃緊，同時可以實現(xiàn)各轉動支架13之間的角度調節(jié)。為了便于描述，將轉動支架上的第二圓弧架兩端的張緊器定義為轉動支架的兩端。

如圖1至3所示，對地第二維傾角調節(jié)裝置包括第二旋轉動力輸出裝置7，以及由第二旋轉動力輸出裝置7拖動的第二傳動軸11，安裝在水平桁架2上的滑輪19，以及若干短軸8。每個立柱1上轉動安裝一個短軸8，（短軸8與第二旋轉動力輸出裝置7的輸出軸連接）短軸8與第二傳動軸11通過第三柔性連接件10連接形成類似皮帶傳動的動力傳遞形式，實現(xiàn)動力傳遞。

轉動支架13的傾角調節(jié)方式為：水平桁架2上，從左端起第一個轉動支架13的左端通過滑輪19導向與水平桁架2一端的短軸8纏繞連接、右端通過滑輪19導向與第二個轉動支架13的左端連接，第二個轉動支架13的右端通過滑輪19導向和第三個轉動支架13的左側連接，以此類推，最后一個轉動支架13的右端通過滑輪19導向與水平桁架2另一端的短軸8纏繞連接。

如圖6所示，水平桁架2上，從左端起第一個第二柔性連接件18的一端固定于水平桁架2左端的短軸8、右端纏繞于短軸8后固定在從左端起第一個轉動支架13上，最后一個第二柔性連接件18的一端固定于最后一個轉動支架13右端上、另一端纏繞于水平桁架2右端的短軸8后固定在短軸8上。本發(fā)明中，還可以采取現(xiàn)有技術中其它纏繞方式實現(xiàn)短軸轉動時一端收緊而另一端放松從而帶動轉動支架轉動，故不具體贅述。

第二旋轉動力輸出裝置7拖動第二傳動軸11轉動，通過第三柔性連接件10帶動安裝在立柱1上的短軸8轉動，帶動水平桁架2兩側的短軸8一個卷繞鋼絲繩、另一個放松鋼絲繩，從而實現(xiàn)轉動支架13繞轉動中心旋轉，旋轉動力輸出裝置7與第二傳動軸11通過渦輪蝸桿減速機構連接。

考慮到太陽能接收器15材料的特殊性，其與轉動支架13固定困難，因此在安裝部9的轉動支架13上安裝有太陽能接收器安裝平臺14，太陽能接收器安裝平臺14具有邊框結構與太陽能接收器15外圍裝配、同時與轉動支架13固定連接從而將太陽能接收器15固定于安裝部上；既增加了太陽能接收器15的強度，同時又與轉動支架13的連接更加方便簡單。為提高發(fā)電效率，一般太陽能接收器15設置兩塊以上組件，此時該太陽能接收器安裝平臺14優(yōu)點更為突出。太陽能接收器安裝平臺14還可以是其它能夠固定太陽能組件的結構形式，故此處不再贅述。

由于第二傳動軸11和第一傳動軸4均為長軸，因此在水平桁架2上還安裝有用于承托第二傳動軸11和第一傳動軸4的弧形托板16?；⌒瓮邪?6的內板面與第一傳動軸4和第二傳動軸11內切設置，弧形托板16的圓心與水平桁架2的轉動中心重合。當水平桁架2轉動時，保持該弧形托板16始終承托第一傳動軸4和第二傳動軸11，防止兩者在重力作用下彎曲變形。

第一圓弧架6和第二圓弧架20的外圓面與第一柔性連接件5和第二柔性連接件18配合、且圓心與轉動中心重合，一方面能夠避免在牽引時鋼絲繩松緊不同而發(fā)生崩斷的情況，另一方面還能實現(xiàn)勻轉速的傾角調節(jié)。

短軸8還具有變徑段，鋼絲繩纏繞在不同直徑的位置從而改變傾角調節(jié)的轉速。

本發(fā)明的工作原理及過程：

對地第一維傾角調節(jié)：如圖1和2所示，第一旋轉動力輸出裝置3轉動時，其帶動第一傳動軸4轉動，第一傳動軸4在轉動過程中卷繞鋼絲繩導致其兩端長度發(fā)生改變，從而牽引第一圓弧架6、及水平桁架2一起轉動，實現(xiàn)對地第一維傾角的調節(jié)。

對地第二維傾角調節(jié)：第二旋轉動力輸出裝置7轉動時，帶動第二傳動軸11轉動，第二傳動軸11進而帶動所有短軸8轉動，由于短軸8的轉向相同，因此導致水平桁架2兩端的短軸8一個卷繞鋼絲繩、另一個放松鋼絲繩。如圖1所示，當左側的短軸8收卷鋼絲繩而右側的短軸8放出鋼絲繩時，鋼絲繩帶動安裝部9中的轉動支架13繞轉動軸逆時針轉動；反之則帶動安裝部9中的轉動支架13繞轉動軸順時針轉動，從而實現(xiàn)對地第二維傾角調節(jié)。

第一柔性連接件5、第二柔性連接件18及第三連接件10為鋼絲繩，或者是其它既具有一定的抗拉性能又能隨意彎曲的繩類部件。

通過上述傾角調節(jié)方式，實現(xiàn)了太陽能接收器15跟蹤太陽的目的，從而令其最大化的發(fā)揮功用。

實施例二

與實施例一不同之處在于，本實施例中，轉動支架傾角調節(jié)方式為：水平桁架2上轉動支架13左右兩端各連接一個第二柔性連接件18，并將所有轉動支架13左端連接的第二柔性連接件18通過滑輪19導向纏繞于水平桁架2一端的短軸8上、而所有轉動支架13右端連接的第二柔性連接件18通過滑輪19導向纏繞于水平桁架2另一端的短軸8上。

實施例三

如圖5所示，與上述實施例不同之處在于，本實施例中，立柱1的數(shù)量為三個或更多，對應的水平桁架2的數(shù)量為兩個或更多，第一傳動軸和第二傳動軸均為一個，其它部件的連接均與實施例一或實施例二相同，從而實現(xiàn)“一拖多”的串聯(lián)控制，即采用一個第一旋轉動力裝置3驅動第一傳動軸實現(xiàn)牽引所有水平桁架2的轉動，采用一個第二旋轉動力輸出裝置7驅動第二傳動軸實現(xiàn)牽引所有轉動支架13的轉動。因此第一傳動軸4和第二傳動軸11的長度大大增加從而完成動力傳遞。這種布置型式可以減少動力部件的使用，實現(xiàn)了大規(guī)模的串聯(lián)控制。

第一旋轉動力輸出裝置3和第二旋轉動力輸出裝置7包括但不限于電機、液力馬達、電機與減速裝置的組合。

以上實施例中，通過第一柔性連接件5、第二柔性連接件18纏繞方向及其端部固定位置的不同來實現(xiàn)二維太陽能跟蹤支架的角度調節(jié)。

以上實施例中，太陽能接收器可以為太陽能電池組件。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形也應視為本發(fā)明的保護范圍。