[發(fā)明專利]無軸式太陽能滾動(dòng)跟蹤系統(tǒng)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910028627.7
• 申請(qǐng)日: 2009-01-07
• 公開（公告）號(hào): CN101614446A
• 公開（公告）日: 2009-12-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李劍群
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇省越陽光伏有限公司
• 主分類號(hào): F24J2/38
• 分類號(hào): F24J2/38;H02N6/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種無軸式太陽能滾動(dòng)跟蹤系統(tǒng)及跟蹤方法，屬于太陽能光熱及光伏利用技術(shù)

背景技術(shù)

太陽能作為可再生能源的一種有其他能源形式無法替代的優(yōu)點(diǎn)，與水、風(fēng)電比較沒有地區(qū)、地理的限制，與火電比較沒有污染等限制。可是太陽能也有缺點(diǎn)：因?yàn)榈厍虿粩鄧@太陽的旋轉(zhuǎn)，并隨著季節(jié)的變化南北照射角不斷變化與隨著早、中、晚時(shí)間的變化東西照射角同時(shí)在不斷變化，因?yàn)樘柕牟粩嘧兓斐商柲艿睦眯蔬_(dá)不到最大，經(jīng)濟(jì)性相對(duì)不高。所以造成太陽能的利用不能大面積普及。為使得太陽能能被更大范圍的普及，有很多人開始研究太陽能跟蹤系統(tǒng)，尤其在為增大太陽密度采用的太陽能聚光系統(tǒng)中配套太陽能跟蹤系統(tǒng)很難避免。如：專利200610038071.6反射聚光光伏發(fā)電系統(tǒng)，就是利用的一個(gè)槽式聚光器圍繞安裝在一個(gè)柱子頂端上的軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)跟蹤的。類似太陽能跟蹤系統(tǒng)被太陽能行業(yè)內(nèi)人士稱為軸式跟蹤器，大概分為1軸2維、2軸3維太陽能跟蹤器，他們有個(gè)共同的特征就是必須有可以供系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)的軸，并利用這個(gè)軸進(jìn)行系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)的跟蹤，以保證太陽光能不斷垂直于太陽能電池或者太陽能吸收利用器平面。

由于使用了軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)跟蹤，就必須要構(gòu)造結(jié)實(shí)的系統(tǒng)支撐支柱與太陽軌跡同步低運(yùn)轉(zhuǎn)速度的大速比的減速機(jī)構(gòu)。因?yàn)椴捎昧溯S式的構(gòu)造原理，使的系統(tǒng)支撐與大速比的減速機(jī)構(gòu)復(fù)雜體積龐大，并且對(duì)機(jī)械要求精確度很高。尤其在太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中要求系統(tǒng)功率能耗與系統(tǒng)發(fā)電功率比低于1/100的情況下，更能實(shí)現(xiàn)，例：根據(jù)傳統(tǒng)太陽能發(fā)電系統(tǒng)參數(shù)參考，一個(gè)6KW的光伏發(fā)電系統(tǒng)采光面積達(dá)到40平方米，為穩(wěn)定系統(tǒng)自重達(dá)必須達(dá)到3噸左右，采用2個(gè)電機(jī)2軸進(jìn)行驅(qū)動(dòng)跟蹤太陽。每個(gè)電機(jī)必須小于30W。才能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功率能耗與系統(tǒng)發(fā)電功率比低于1/100，反之電機(jī)功率增大系統(tǒng)自耗功率變大，就會(huì)使的系統(tǒng)有效輸出功率變小，單位電價(jià)成本變高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明采用簡約的無軸式弧形支架在凹(凸)槽中進(jìn)行滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)的方式進(jìn)行太陽能系統(tǒng)的太陽能跟蹤方法，驅(qū)動(dòng)采用更簡單的電動(dòng)推桿最多每天往復(fù)一次拉動(dòng)弧形支架旋轉(zhuǎn)全天跟蹤太陽運(yùn)行。實(shí)現(xiàn)了太陽能跟蹤系統(tǒng)制造、維護(hù)成本與系統(tǒng)自耗功率的降低，使太陽能跟蹤系統(tǒng)能長時(shí)間穩(wěn)定工作的目的，尤其在20-30年前就已經(jīng)開始大面積應(yīng)用的太陽能槽式(拋物線)聚光跟蹤系統(tǒng)中經(jīng)濟(jì)效益與系統(tǒng)采光效果更明顯。

本發(fā)明具體方案是：數(shù)個(gè)弧形支架支撐太陽能電池板、聚光器及集熱器等由電動(dòng)推桿往復(fù)拉動(dòng)弧形支架旋轉(zhuǎn)沿凹(凸)槽滾動(dòng)旋轉(zhuǎn)，達(dá)到跟蹤太陽垂直照射的跟蹤系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了1軸2維與2軸3維的太陽能跟蹤同樣跟蹤目的。與傳統(tǒng)軸旋轉(zhuǎn)式太陽能跟蹤器比較因?yàn)椴捎脭?shù)個(gè)弧形支架支撐桿同步滾動(dòng)旋轉(zhuǎn)，可以將太陽能系統(tǒng)采光面積每組做到幾百平方米，可以在大型光伏電站及大型光熱系統(tǒng)中應(yīng)用，隨著跟蹤系統(tǒng)的重心降低，可以使跟蹤支架高度很低減少風(fēng)阻保持支架平穩(wěn)不倒，每組可以通過鋼索、杠桿連接聯(lián)動(dòng)增加系統(tǒng)組的結(jié)構(gòu)力量更有效的抵抗大風(fēng)。

太陽能槽式(拋物線)聚光跟蹤系統(tǒng)因?yàn)槟軐?duì)太陽能吸熱板增強(qiáng)光照幅度實(shí)現(xiàn)高溫水或者汽，應(yīng)用比較廣泛，如果換成太陽能電池板是同樣可以增加電池板的發(fā)電量，目前太陽能電池板對(duì)溫度要求很高，達(dá)到或者超過太陽能電池板的一定溫度，太陽能電池板就不能正常工作甚至燒毀，如果加裝很貴的冷卻系統(tǒng)，聚光光伏系統(tǒng)就顯的沒有意義，本發(fā)明太陽能跟蹤裝置中配有水霧冷卻系統(tǒng)，使得針對(duì)太陽能光伏組件跟蹤聚光系統(tǒng)中可以簡單的實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽能電池板的冷卻而省掉昂貴的專業(yè)的太陽能冷卻組件。

本發(fā)明無軸式太陽能滾動(dòng)跟蹤系統(tǒng)材料成本接近太陽能固定安裝支架，如果與太陽能光伏及光熱聚光系統(tǒng)配合使用，可以實(shí)現(xiàn)太陽能發(fā)電、熱利用成本與煤電、煤熱成本接近，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用更低。所有太陽能光伏、光熱利用系統(tǒng)都可以與本發(fā)明跟蹤系統(tǒng)運(yùn)行方法結(jié)合使用，不一一例舉。

下面附圖與實(shí)施例即是其中一種太陽能光伏、光熱聚光系統(tǒng)的組合應(yīng)用。

附圖說明

結(jié)合附圖和實(shí)施對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的跟蹤系統(tǒng)側(cè)面基本結(jié)構(gòu)圖

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的跟蹤系統(tǒng)組及系統(tǒng)組聯(lián)動(dòng)圖

具體實(shí)施方式

如圖1跟蹤系統(tǒng)側(cè)面基本結(jié)構(gòu)圖及圖2跟蹤系統(tǒng)組及系統(tǒng)組聯(lián)動(dòng)圖所示，