精准追日光伏跟踪系统的制作方法

本实用新型涉及光伏跟踪器技术领域，特别是涉及一种精准追日光伏跟踪系统。

背景技术：

太阳能跟踪器是保持太阳能电池板随时正对太阳，让太阳光的光线随时垂直照射太阳能电池板的动力装置，采用太阳能跟踪器能显著提高太阳能光伏组件530的发电效率。但是，现有的双轴光伏跟踪器传动成本高，且传动可靠性不高；单轴光伏跟踪器成本低稳定性高，但是对日精度不高，对太阳能的利用率过低。

中国专利申请公开号cn106712683a，公开日为2016年11月15日，名称为“一种新型双轴光伏跟踪系统”，公开了一种新型双轴光伏跟踪系统，包括一对光伏跟踪机构和至少四根钢丝绳；一对光伏跟踪机构分开设置；每个光伏跟踪机构包括：支撑支架、立卧式回转驱动装置、电机310和输出支架；所述至少四根钢丝绳的一端与一个光伏跟踪机构的输出支架连接，另一端与另一个光伏跟踪机构的输出支架连接，且每个输出支架的左侧和右侧分别连接至少两根钢丝绳；光伏板与每根钢丝绳有至少一个点连接。但是该装置仍只能实现一个方向上跟踪太阳，对日精度不高，对太阳能的利用率过低。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种精准追日光伏跟踪系统，用以实现光伏组件的双维度精准对日追踪，所述精准追日光伏跟踪系统包括主立柱、次立柱、驱动机构、轴承支座及转子，其中：

所述次立柱及所述主立柱沿南北方向具有间隔的竖直设置；

所述驱动机构设置于所述主立柱的顶部，包括电机、转轴、半圆形轨带及连杆：所述转轴根据黄赤交角倾斜设置并与所述电机的动力输出端同轴连接，以获取所述电机提供的扭转力并转动；所述半圆形轨带的直径与所述转轴轴线重合，并固定连接于所述转轴以随所述转轴转动；所述连杆的一端铰接于所述半圆形轨带，铰接点根据项目地经纬度设置，铰接轴垂直于所述转轴并与所述半圆形轨带相切；所述转子的主轴固定连接于所述连杆的另一端，以使所述转子随所述连杆移动；

所述轴承支座活动连接于所述次立柱的顶部，所述主轴贯穿所述轴承支座并可在所述轴承支座内转动和轴向移动。

具体实施中，所驱动机构通过驱动安装座设置于所述主立柱的顶部，其中：

所述驱动安装座固定连接于所述主立柱顶部，所述转轴活动连接于所述驱动安装座两端的安装孔以转动，所述电机固定连接于所述驱动安装座。

具体实施中，所述主立柱包括顶板、型钢柱体及加劲板，其中：

所述顶板设置于所述型钢柱体的顶部并贴合连接于所述驱动安装座，所述加劲板设置于所述型钢柱体的侧壁顶部以加固所述顶板。

具体实施中，所述电机的动力输出端通过减速器连接所述转轴，以传输扭转力。

具体实施中，所述轴承支座通过铰杆与所述次立柱活动连接，其中：

所述铰杆的顶端铰接于所述轴承支座的底端，且可相对于所述轴承支座绕铰接孔转动，所述铰杆的底端铰接于所述次立柱的顶部，且可沿所述主立柱与所述次立柱的排列方向俯仰转动。

具体实施中，所述主轴通过两个半圆形塑料轴承设置于所述轴承支座内，其中，两个所述半圆形塑料轴承套设于所述主轴，并可随所述主轴在所述轴承支座内转动；所述主轴可相对于两个所述半圆形塑料轴承沿轴线方向滑动。

具体实施中，所述转子包括多个光伏组件及多个次梁，其中：

多个所述次梁具有间隔的沿所述主轴的轴线方向排布，各所述光伏组件依次设置于各相邻两个所述次梁之间，两侧边搭至于所述次梁的顶部。

具体实施中，所述主轴还设置有限位顶板，其中：

所述限位顶板套固于所述主轴，面向光线入射方向的设置于所述轴承支座的后端，与所述轴承支座位置处下方的所述次梁共同限制所述主轴在指定范围内沿轴线方向的滑动。

具体实施中，各所述光伏组件通过中压块及边压块固定连接于所述次梁的顶部，其中：

所述中压块设置于相邻两个所述光伏组件之间，所述边压块设置于一排中两端的所述光伏组件的外侧。

具体实施中，所述连杆及所述次梁通过u型抱箍及垫板固定连接于所述主轴。

具体实施中，所述主立柱及所述次立柱的底部均设置于混凝土桩基的顶部。

本实用新型提供的精准追日光伏跟踪系统，包括主立柱、次立柱、驱动机构、轴承支座及转子，主立柱及次立柱沿光线入射方向竖直设置；驱动机构设置于主立柱顶部，其包括电机、转轴、半圆形轨带及连杆，转轴沿黄赤交角方向倾斜设置，电机的动力输出端同轴连接于转轴以驱动转轴转动，半圆形轨带的直径与转轴轴线重合，并固定连接于转轴以随转轴转动；连杆的一端铰接于半圆形轨带，铰接点根据项目地经纬度设置，铰接轴垂直于转轴并与半圆形轨带相切；转子的主轴固定连接于连杆的另一端，以使转子随连杆移动；轴承支座活动连接于次立柱顶部，转子的主轴贯穿轴承支座并可在轴承支座内转动和轴向移动。该精准追日光伏跟踪系统针对现有光伏跟踪系统不能精准对日追踪、结构复杂、控制复杂、可靠性差及成本高等缺陷，创造性地利用单一输入轴实现双维度精准对日追踪，半圆形轨带及连杆结构可以模拟地球相对于太阳的运行，实现精准追日，且半圆形轨带及连杆结构可以实现双级减速，大幅度的节省了驱动成本；同时，单一输入轴转动控制精妙，且输入轴转动模拟地球绕地轴转动，控制可靠，降低了控制成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些具体实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1是根据本实用新型一个具体实施方式中精准追日光伏跟踪系统的结构示意图；

图2是根据本实用新型一个具体实施方式中主立柱及驱动机构的局部示意图；

图3是根据本实用新型一个具体实施方式中转子的局部示意图；

图4是根据本实用新型一个具体实施方式中连杆与主轴的连接结构示意图；

图5是根据本实用新型一个具体实施方式中半圆形轨带的立体结构示意图；

图6是根据本实用新型一个具体实施方式中轴承支座及次立柱的立体结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型具体实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本实用新型具体实施方式做进一步详细说明。在此，本实用新型的示意性具体实施方式及其说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

如图1、图2及图5所示，本实用新型提供了一种精准追日光伏跟踪系统，用以实现光伏组件530的双维度精准对日追踪，所述精准追日光伏跟踪系统包括主立柱100、次立柱200、驱动机构300、轴承支座400及转子500，其中：

所述次立柱200及主立柱100沿南北方向具有间隔的竖直设置；

所述驱动机构300设置于所述主立柱100的顶部，包括电机310、转轴320、半圆形轨带330及连杆340：所述转轴320根据黄赤交角倾斜设置并与所述电机310的动力输出端同轴连接，以获取所述电机310提供的扭转力并转动；所述半圆形轨带330的直径与所述转轴320轴线重合，并固定连接于所述转轴320以随所述转轴320转动；所述连杆340的一端铰接于所述半圆形轨带330，铰接点根据项目地经纬度设置，铰接轴垂直于所述转轴320并与所述半圆形轨带330相切；所述转子500的主轴510固定连接于所述连杆340另一端，以使所述转子500随所述连杆340移动；

所述轴承支座400活动连接于所述次立柱200的顶部，所述主轴510贯穿所述轴承支座400并可在所述轴承支座400内转动和轴向移动。

该系统的工作原理为：追日跟踪时，电机310带动转轴320转动，转轴320带动半圆形轨带330绕直径转动，半圆形轨带330上和连杆340的连接点跟随半圆形轨带330运动，进一步带动连杆340以太阳运动规律运动，连杆340则带动主轴510绕轴承支座400连接点以太阳运动规律运动，主轴510带动固定在其上的光伏组件530精准对日追踪；根据地球表面点相对太阳的运动，制作出半圆形轨带330，轨带上的连接点运动规律与太阳相同，利用连杆340带动转子500主轴510按照太阳运动规律运转，从而实现完全精准的对日跟踪，保证太阳光线时刻垂直光伏组件530，从而最大化发电效率，最大化光伏发电量。此外，由于半圆形轨带330上的连接点与半圆形轨带330直径具有不同的线速度，从而实现一级减速增矩，连杆340的存在，使转轴320与连杆340圆周点具有不同的线速度，从而实现两级减速增矩，双级减速大大节省了驱动成本，同时增加了结构安全性。

具体实施中，如图1、图2所示，连杆340与半圆形轨带330的连接点可以处于半圆形轨带330偏移中心的位置，类似地球南北半球，从而在半圆形轨带330绕直径转动时带动连接点模拟太阳运行轨迹，实现精准追日跟踪。

具体实施中，驱动机构300与立柱的连接在设置时可以有多种实施方案。例如，如图1、图2所示，为了保证驱动机构300连接稳定，提升该系统的工作稳定性，所驱动机构300可以通过驱动安装座350设置于所述主立柱100的顶部，其中：所述驱动安装座350固定连接于所述主立柱100顶部，所述转轴320活动连接于所述驱动安装座350两端的安装孔以转动，所述电机310固定连接于所述驱动安装座350。

具体实施中，主立柱100的设置可以有多种实施方案。例如，如图1、图2所示，为了保证主立柱100结构稳定，有效对驱动机构300及转子500起到支撑的作用，所述主立柱100可以包括顶板120、型钢柱体110及加劲板130，其中：所述顶板120设置于所述型钢柱体110的顶部并贴合连接于所述驱动安装座350，所述加劲板130设置于所述型钢柱体110的侧壁顶部以加固所述顶板120。进一步的，所述型钢柱体110的侧壁底部同样可以设置加劲板130，以增强支撑能力。

具体实施中，电机310与转轴320的连接可以有多种实施方案。例如，所述电机310的动力输出端可以通过减速器连接所述转轴320，以传输扭转力。

具体实施中，轴承支座400与次立柱200的连接可以有多种实施方案。例如，如图1所示，所述轴承支座400可以通过铰杆410与所述次立柱200活动连接，其中：所述铰杆410的顶端铰接于所述轴承支座400的底端，且可相对于所述轴承支座400绕铰接孔转动，所述铰杆的底端铰接于所述次立柱200的顶部，且可沿所述主立柱100与所述次立柱200的排列方向俯仰转动。利用两点一线原理，底部设置有铰杆410的轴承支座400可以实现多维度的转动，从而起到了球铰的作用，从而在降低加工成本的同时提高了结构可靠性。

具体实施中，轴承支座400内轴承的设置可以有多种实施方案。例如，如图6所示，所述主轴510通过两个半圆形塑料轴承设置于所述轴承支座400内，其中，两个所述半圆形塑料轴承套设于所述主轴510，并可随所述主轴510在所述轴承支座400内转动；所述主轴510可相对于两个所述半圆形塑料轴承沿轴线方向滑动。塑料轴承的设置，可以使得该轴承支座400具有自润滑的效果，从而有效提升了该系统的稳定性。

具体实施中，转子500上光伏组件530及次梁520的设置可以有多种实施方案。例如，如图3、图4所示，所述转子500可以包括多个光伏组件530及多个次梁520，其中：多个所述次梁520具有间隔的沿所述主轴510的轴线方向排布，各所述光伏组件530依次设置于各相邻两个所述次梁520之间，两侧边搭至于所述次梁520的顶部。

具体实施中，如图1所示，为了降低转子500在移动过程中对主立柱100的压力，所述主轴510还可以设置有限位顶板410，其中：所述限位顶板410可以套固于所述主轴510，面向光线入射方向的设置于所述轴承支座400的后端，与所述轴承支座400位置处下方的所述次梁520共同限制所述主轴510在指定范围内沿轴线方向的滑动。限位顶板120可以在转子500移动过程中限制主轴510与轴承支座400的相对位置，进而将转子500的压力有效分散至次立柱200。

具体实施中，光伏组件530与次梁520的连接可以有多种实施方案。例如，如图3所示，为了保证连接稳定，各所述光伏组件530可以通过中压块541及边压块542固定连接于所述次梁520的顶部，其中：所述中压块541设置于相邻两个所述光伏组件530之间，所述边压块542设置于一排中两端的所述光伏组件530的外侧。

具体实施中，连杆340及次梁520与主轴510的连接可以有多种实施方案。例如，如图3、图4所示，为了在保证系统稳定性的同时提升安装速度，所述连杆340及所述次梁520可以通过u型抱箍610及垫板620固定连接于所述主轴510。

具体实施中，如图1所示，为了保证主立柱100及次立柱200的稳定性，所述主立柱100及所述次立柱200均可以设置于混凝土桩基700的顶部。

综上所述，本实用新型提供的精准追日光伏跟踪系统，包括主立柱、次立柱、驱动机构、轴承支座及转子，主立柱及次立柱沿光线入射方向竖直设置；驱动机构设置于主立柱顶部，其包括电机、转轴、半圆形轨带及连杆，转轴沿黄赤交角方向倾斜设置，电机的动力输出端同轴连接于转轴以驱动转轴转动，半圆形轨带的直径与转轴轴线重合，并固定连接于转轴以随转轴转动；连杆的一端铰接于半圆形轨带，铰接点根据项目地经纬度设置，铰接轴垂直于转轴并与半圆形轨带相切；转子的主轴固定连接于连杆的另一端，以使转子随连杆移动；轴承支座活动连接于次立柱顶部，转子的主轴贯穿轴承支座并可在轴承支座内转动和轴向移动。该精准追日光伏跟踪系统针对现有光伏跟踪系统不能精准对日追踪、结构复杂、控制复杂、可靠性差及成本高等缺陷，创造性地利用单一输入轴实现双维度精准对日追踪，半圆形轨带及连杆结构可以模拟地球相对于太阳的运行，实现精准追日，且半圆形轨带及连杆结构可以实现双级减速，大幅度的节省了驱动成本；同时，单一输入轴转动控制精妙，且输入轴转动模拟地球绕地轴转动，控制可靠，降低了控制成本。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。