专利名称：非对称聚光跟踪光伏系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种非对称聚光跟踪光伏系统，属于太阳能应用领域。
二
背景技术：
聚光跟踪技术是世界太阳能界用来大幅度降低太阳能发电系统成本的高科技手段。美国、 西班牙、法国等国已建成数座太阳能电站，但多数只是一维自动跟踪，而采用二维跟踪的光 伏系统又是两种跟踪各自独立进行，各有一套电机、机械减速器和电子控制系统，使之结构 复杂，成本高。三倍以下的反射聚光装置都采用太阳电池组件两侧对称设置聚光镜的方式， 使得风阻大，要求机械结构的抗风能力增强，制造成本增加。
三
发明内容
本发明的目的在于提供一种只需一个电机、 一套减速机械和一个电子控制器就能实现二 维自动跟踪；同时提供一种风阻小，成本低，结构简单的非对称式聚光跟踪光伏系统。
技术解决方案本发明包括聚光光伏架与跟踪架，聚光光伏架包括太阳电池组件、 聚光镜、聚光支架；跟踪架包括底架、跟踪控制器、定位螺杆、套管、主轴、传动轮、连 杆、定位销、L型支架、复合轮、小轮、套轮、季轴，太阳电池组件两侧均设置有聚光镜， 且两侧的聚光镜为非对称设置。
两聚光镜长度相同， 一个聚光镜的宽度大于另一个聚光镜的宽度。
聚光镜之间聚光镜与太阳电池组件之间均设有通风间隙。
宽聚光镜的倾角a大于窄聚光镜的倾角e 。
45° <a<90° ， 45° < P <90° 。
固定的套管端部设有套轮，套管内设有主轴，主轴另一端通过季轴与聚光支架活动连接， 主轴上固定安装有L型支架，L型支架上设有传动轮及复合轮，小轮与复合轮同轴且固定连 接，小轮与传动轮齿合，复合轮与套轮齿合，传动轮的边缘附近设有定位销，定位销通过连 杆与聚光支架活动连接。
固定的套管端部设有套轮，套管内设有主轴，主轴另一端通过季轴与聚光支架活动连接， 主轴上固定安装有L型支架，L型支架上设有传动轮，传动轮与套轮齿合，传动轮的边缘附 近设有定位销，定位销通过连杆与聚光支架活动连接。定位销位于传动轮最上端或最下端时，主轴与聚光支架活动连接处之间的交角e=90°
聚光支架最大摆动角度为地球的自转轴与地球绕太阳运行平面的法线之间的交角，交角的大 小为锐角。
本发明由于采用两块聚光镜非对称设置，使得整体结构中间高，两侧低，便于风的流动， 又由于聚光镜与太阳电池组件之间留有通风间隙，减少了风阻，对机械结构的强度要求大大 降低，降低了生产成本，这种非对称设置的聚光镜的聚光倍数还可根据需要进行调整。
本发明由于采用随着主轴一起公转的复合轮与固定的套轮之间的相对齿动，使复合轮既 随主轴公转又同时产生自转，这种自转再由复合轮上的小轮将转动力传到传动轮，最后经定 位销与连杆将动力传到聚光支架上，使聚光支架完成摆动式的第二维(即季轴)跟踪运动， 这种第二维跟踪结构简单，运行可靠，大大降低了成本。
本发明由于同时采用非对称聚光与二维自动跟踪，使太阳电池组件的发电能力提高二倍
以上，与发电量相同的固定式太阳电池组件相比，成本降低40%以上。自动跟踪所消耗的电
量小于该光伏系统自身发电总量的1%。
本发明采用市售太阳电池组件进行低倍聚光，不需要改造，保证了使用寿命达25年以上。 本发明便于用来建设大型并网光伏电站，或独立户用光伏系统，可大幅度降低光伏发电 成本。
本发明的二维自动跟踪装置还可广泛地应用于各种太阳能光伏、光热系统以及天体观测、 太阳研究仪器设备中。 四
图l为本发明结构示意图； 图2为本发明聚光光伏架侧视图； 图3为本发明第二维跟踪结构示意图。 五
具体实施方式
实施例1
本发明包括聚光光伏架与跟踪架，聚光光伏架包括太阳电池组件l、聚光镜2、聚光镜 3、聚光支架4;跟踪架包括底架5、跟踪控制器6、定位螺杆7、套管8、主轴9、传动轮 10、连杆11、定位销12、 L型支架13、复合轮14、小轮15、套轮16，太阳电池组件1两侧 的聚光镜2和聚光镜3为非对称设置，聚光镜2与聚光镜3长度相同，聚光镜2的宽度比聚光镜3的宽度大1倍。
聚光镜2的倾角a大于聚光镜3的倾角0 ， a角比e角大6° —7° 。 聚光镜2和聚光镜3都能把各自接受的全部阳光均匀地投射到太阳电池组件1上，使太 阳电池组件1的发电能力大为提高。
套管8端部设有套轮16，套管8内设有主轴(即日轴)9，主轴9另一端通过季轴17与 聚光支架4活动连接，主轴9上固定安装有L型支架13， L型支架13上设有传动轮10及复 合轮14，小轮15与复合轮14同轴且固定连接，小轮15与传动轮10齿合，复合轮14与套 轮16齿合，传动轮10的边缘附近设有定位销12，定位销12通过连杆11与聚光支架4活动 连接，定位销12位于传动轮10最上端或最下端时，主轴与聚光支架4活动连接处之间的交 角e =90° ，聚光支架4最大摆动角度为地球的自转轴与地球绕太阳运行平面的法线之间的交 角。
本发明的第一维主轴(即日轴)跟踪是主轴9指向北极星，跟踪控制器6控制主轴9 每昼夜旋转一周，通过固定在套管8上的套轮16与复合轮14之间的相对齿动，把动力传到 复合轮14上，使复合轮14既随主轴9公转又同时产生自转，复合轮14就接受了第一维跟踪 的动力，再由复合轮14上的小轮15将动力传到传动轮10，最后经定位销12与连杆11将动 力传到聚光支架4上，使聚光支架4完成摆动式的第二维(即季轴)跟踪任务，当传动轮IO 上的定位销12转到最高点或最低点时，正是当年的春分或秋分，此时0角为90。，从这个 角度作为第二维跟踪安装的起始点，依此转动下去，就可使得聚光光伏架时刻正对着太阳， 实现了太阳电池组件1的最佳发电。
本发明太阳能电池组件1发的是直流电，可直接储存蓄电池中，经过逆变器可变成220 伏或380伏交流电，供给独立用户用电。
本发明用来建造大型并网太阳能电站时，不需要蓄电池，只需要将多台非对称聚光跟踪 光伏系统发的电，按需要的电压等级并联或串联组合，经过并网逆变器与大电网并网，形成 大电力网的一个组成部分。 实施例2
本发明包括聚光光伏架与跟踪架，聚光光伏架包括太阳电池组件l、聚光镜2、聚光镜 3、聚光支架4;跟踪架包括底架5、跟踪控制器6、定位螺杆7、套管8、主轴9、传动轮 10、连杆ll、定位销12、 L型支架13、套轮16,太阳电池组件1两侧的聚光镜2和聚光镜3为非对称设置，聚光镜2与聚光镜3长度相同，聚光镜2的宽度比聚光镜3的宽度大1倍。 聚光镜2的倾角a大于聚光镜3的倾角e， a角比e角大6。一7。。
聚光镜2和聚光镜3都能把各自接受的全部阳光均匀地投射到太阳电池组件1上，使太阳电 池组件l的发电能力大为提高。
套管8端部设有套轮16，套管内设有主轴9，主轴9另一端通过季轴17与聚光支架4 活动连接，主轴9上固定安装有L型支架13， L型支架13上设有传动轮10，传动轮10与套 轮16齿合，传动轮10的边缘附近设有定位销12，定位销12通过连杆11与聚光支架4活动 连接。
本发明的第一维主轴(即日轴)跟踪是主轴9指向北极星，跟踪控制器6控制主轴9 每昼夜旋转一周，通过固定在套管8上的套轮16与传动轮10之间的相对齿动，把动力传到 传动轮10上，使传动轮10既随主轴9公转又同时产生自转，传动轮10就接受了第一维跟踪 的动力，再经定位销12与连杆11将动力传到聚光支架4上，使聚光支架4完成摆动式的第 二维(即季轴)跟踪任务，当传动轮10上的定位销12转到最高点或最低点时，正是当年的 春分或秋分，此时0角为90。，从这个角度作为第二维跟踪安装的起始点，依此转动下去， 就可使得聚光光伏架时刻正对着太阳，实现了太阳电池组件l的最佳发电。
权利要求
1、非对称聚光跟踪光伏系统，包括聚光光伏架与跟踪架，聚光光伏架包括太阳电池组件(1)、聚光镜(2)、聚光镜(3)、聚光支架(4)；跟踪架包括底架(5)、跟踪控制器(6)、定位螺杆(7)、套管(8)、主轴(9)、传动轮(10)、连杆(11)、定位销(12)、L型支架(13)、复合轮(14)、小轮(15)、套轮(16)、季轴(17)，太阳电池组件(1)两侧设置有聚光镜(2)和聚光镜(3)，其特征在于太阳电池组件(1)两侧的聚光镜(2)和聚光镜(3)为非对称设置。
2、 根据权利要求1所述的非对称聚光跟踪光伏系统，其特征在于聚光镜(2)与聚光 镜(3)长度相同，聚光镜(2)的宽度大于聚光镜(3)的宽度。
3、 根据权利要求1或2所述的非对称聚光跟踪光伏系统，其特征在于聚光镜(2)及 聚光镜(3)与太阳电池组件(1)之间均设有通风间隙。
4、 根据权利要求3所述的非对称聚光跟踪光伏系统，其特征在于聚光镜(2)的倾角 a大于聚光镜(3)的倾角f3 。
5、 根据权利要求4所述的非对称聚光跟踪光伏系统，其特征在于45° < a <90° ， 45° < P <90° 。
6、 根据权利要求1所述的非对称聚光跟踪光伏系统，其特征在于套管(8)端部设有 套轮(16)，套管(8)内设有主轴(9)，主轴(9)另一端通过季轴(17)与聚光支架(4) 活动连接，主轴(9)上固定安装有L型支架(13)， L型支架(13)上设有传动轮(10)及 复合轮(14)，小轮(15)与复合轮(14)同轴且固定连接，小轮(15)与传动轮(10)齿 合，复合轮(14)与套轮(16)齿合，传动轮(10)的边缘附近设有定位销(12)，定位销(12)通过连杆(11)与聚光支架(4)活动连接。
7、 根据权利要求1所述的非对称聚光跟踪光伏系统，其特征在于套管(8)端部设有 套轮(16)，套管(8)内设有主轴(9)，主轴(9)另一端通过季轴(17)与聚光支架(4) 活动连接，主轴(9)上固定安装有L型支架(13)， L型支架(13)上设有传动轮(10)，传 动轮(10)与套轮(16)齿合，传动轮(10)的边缘附近设有定位销(12)，定位销(12) 通过连杆(11)与聚光支架(4)活动连接。
8、 根据权利要求l、 6或7所述的非对称聚光跟踪光伏系统，其特征在于传动轮(10) 每旋转一周所需要的时间为 一年。
9、 根据权利要求1、 6或7所述的非对称聚光跟踪光伏系统，其特征在于定位销(12)位于传动轮(10)最上端或最下端时，主轴(9)与聚光支架(4)活动连接处之间的交角e =900
10、根据权利要求l 、 6或7所述的非对称聚光跟踪光伏系统，其特征在于聚光支架 (4)最大摆动角度为地球的自转轴与地球绕太阳运行平面的法线之间的交角，交角的大小 为锐角。
全文摘要
本发明涉及一种非对称聚光跟踪光伏系统，属于太阳能应用领域。特点是太阳电池组件两侧的聚光镜为非对称设置，风阻小，结构成本低。本发明由于套管端部设有套轮，套管内的主轴上固定安装有L型支架，L型支架上的传动轮通过设置在其边缘附近的定位销与聚光支架活动连接。本发明采用主轴指北极星及单电机驱动的二维自动跟踪装置，确保聚光太阳电池组件数年如一日时时刻刻正对着太阳，大大提高了发电能力。因而能够大幅度并长久地降低太阳发电成本。本发明的二维自动跟踪装置还可广泛地应用于各种太阳能光伏、光热系统以及天体观测、太阳研究仪器设备中。
文档编号H02N6/00GK101478266SQ200910002758
公开日2009年7月8日 申请日期2009年1月20日 优先权日2009年1月20日
发明者湘 李, 萌 李, 李小农, 李杰吾, 王春卉, 敏 邹 申请人:李杰吾