[實(shí)用新型]大型自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200720035016.1
• 申請(qǐng)日: 2007-03-07
• 公開（公告）號(hào): CN201014797Y
• 公開（公告）日: 2008-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張耀明;孫利國(guó);許志龍;陳強(qiáng);張振遠(yuǎn);劉曉暉;張華;張文進(jìn);王文斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 張耀明
• 主分類號(hào): F24J2/38
• 分類號(hào): F24J2/38
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 何朝旭

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)裝置，尤其是一種自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)裝置的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，屬于太陽(yáng)能利用技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源短缺和環(huán)境污染問題日益突出，加強(qiáng)可再生能源開發(fā)利用，是應(yīng)對(duì)日益嚴(yán)重的能源和環(huán)境問題的必由之路，也是人類社會(huì)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。太陽(yáng)能是資源最豐富的可再生能源，取之不盡，用之不竭，具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和巨大的開發(fā)利用潛力，充分利用太陽(yáng)能有利于保持人與自然、能源與環(huán)境的和諧發(fā)展。

由于地球在自轉(zhuǎn)的同時(shí)也圍繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)，因此從地面上看太陽(yáng)每天早上自東方升起，中午升至天空的最高點(diǎn)，傍晚從西方落下。其運(yùn)動(dòng)軌跡隨著季節(jié)的變化而變化，使得太陽(yáng)的入射角總是變化的。另外云霧和大風(fēng)等大氣質(zhì)量的影響，也會(huì)改變太陽(yáng)的輻射強(qiáng)度。為了使聚光光伏發(fā)電、定日鏡、蝶形聚光器等各種太陽(yáng)能利用裝置能夠在不同的季節(jié)、不同的日照時(shí)間均能與太陽(yáng)保持一個(gè)最佳的角度和位置，以提高太陽(yáng)輻射能量的采集率，就需要采用太陽(yáng)跟蹤系統(tǒng)。

專利號(hào)為US6123567的美國(guó)專利“Solar?collector?trackingsystem”提出了一種雙軸自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)采光裝置，該裝置包括由多套液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成的雙軸跟蹤機(jī)構(gòu)、由多個(gè)透鏡組成的聚光模塊陣列及其支撐框架，液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)聚光模塊陣列分別圍繞一根方位角中心轉(zhuǎn)軸和一根高度角中心轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，該裝置對(duì)于中小型的太陽(yáng)能采集利用裝置有一定的實(shí)用價(jià)值。但對(duì)于大型或者超大型的太陽(yáng)能采集利用裝置來說，由于龐大的聚光模塊陣列的重量?jī)H由一根立柱承擔(dān)，因此支撐框架容易產(chǎn)生變形，驅(qū)動(dòng)也比較困難；而且由于旋轉(zhuǎn)半徑過大，即使方位角或高度角中心轉(zhuǎn)軸處一點(diǎn)小小的誤差，在遠(yuǎn)離中心的位置也會(huì)被放大得很大，因此很難實(shí)現(xiàn)全部聚光模塊的精確跟蹤；大型聚光模塊陣列象一面張開的風(fēng)帆，在大風(fēng)吹拂下會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的扭力，由于聚光模塊陣列僅圍繞一根轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，因此有可能損壞機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。專利號(hào)為US5169466的美國(guó)專利“Two-axis?tracking?solarcollector?mechanism”提出了一種大型自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)裝置，該裝置包括雙軸跟蹤機(jī)構(gòu)、輕質(zhì)支撐框架和由菲涅爾透鏡組成的聚光模塊陣列，其雙軸跟蹤機(jī)構(gòu)通過兩套主動(dòng)蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)若干從動(dòng)蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)調(diào)整聚光模塊陣列的方位角和高度角，該裝置不易變形，防風(fēng)性能較好，且跟蹤精度也較高，但是其雙軸跟蹤機(jī)構(gòu)過于復(fù)雜，加工費(fèi)用昂貴，安裝精度要求較高，難于推廣應(yīng)用。

如果大型自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)裝置的成本能夠大幅下降，則必將有力地推進(jìn)太陽(yáng)能利用技術(shù)的發(fā)展。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于：通過對(duì)結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的改進(jìn)，提供一種驅(qū)動(dòng)靈便、抗風(fēng)能力強(qiáng)的大型自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)裝置。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種大型自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)裝置，包括采光部件、方位角跟蹤機(jī)構(gòu)、高度角跟蹤機(jī)構(gòu)、控制方位角跟蹤機(jī)構(gòu)和高度角跟蹤機(jī)構(gòu)跟蹤太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的跟蹤控制電路。所述方位角跟蹤機(jī)構(gòu)由方位角構(gòu)架及其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，所述高度角跟蹤機(jī)構(gòu)疊加在方位角跟蹤機(jī)構(gòu)上，由高度角構(gòu)架及其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，所述采光部件支撐在高度角構(gòu)架上。所述方位角驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為滾輪式，即采用至少兩只滾輪來驅(qū)動(dòng)大型自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)裝置，兩只滾輪安裝在方位角構(gòu)架下距轉(zhuǎn)軸同一半徑的圓周上，其中至少一個(gè)為主動(dòng)輪。由于本實(shí)用新型不通過直接驅(qū)動(dòng)方位角構(gòu)架轉(zhuǎn)軸驅(qū)使方位角構(gòu)架運(yùn)動(dòng)，而是通過距離轉(zhuǎn)軸中心同一定半徑距離的滾輪驅(qū)動(dòng)，因此不僅傳動(dòng)輕巧，而且增強(qiáng)了抗風(fēng)性能。

此外，本實(shí)用新型的方位角構(gòu)架較為理想的結(jié)構(gòu)為由呈“X”形的鋼梁構(gòu)成，兩組采光部件由各自的高度角構(gòu)架支撐，間隔安裝在所述“X”形梁架上。

本實(shí)用新型的方位角構(gòu)架的另一種較為理想的結(jié)構(gòu)為由呈“工”形的鋼梁構(gòu)成，兩組采光部件由各自的高度角構(gòu)架支撐，間隔安裝在所述“工”形梁架上。

本實(shí)用新型的又一種方位角構(gòu)架較為理想的結(jié)構(gòu)為由呈“米”字形的梁架構(gòu)成，三組采光部件由各自的高度角構(gòu)架支撐，間隔安裝在所述“米”字形梁架上。

由于上述??“X”形、“工”形、“米”字形三種鋼梁結(jié)構(gòu)均可以用一套方位角構(gòu)架和方位角驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)同時(shí)帶動(dòng)多組采光部件，因此明顯降低了制造成本。

所述多組采光部件可通過聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)共用一套高度角驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，或者分別采用各自的高度角驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。

另外，在各組采光部件之間以及每組采光部件中間都留有個(gè)較大穿風(fēng)空檔，顯著增強(qiáng)了抗風(fēng)性能。