[實用新型]太陽能聚光光伏發(fā)電陣列的自動跟蹤聯(lián)動機構(gòu)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200920136966.2
• 申請日: 2009-03-02
• 公開（公告）號: CN201401972Y
• 公開（公告）日: 2010-02-10
• 發(fā)明（設計）人: 許志龍;劉菊東;張建一;張耀明;侯達盤;陳懷民;林忠華
• 申請（專利權(quán)）人: 集美大學;張耀明
• 主分類號: F24J2/38
• 分類號: F24J2/38
• 代理公司: 廈門市新華專利商標代理有限公司
• 代理人: 渠述華

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種太陽能利用技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種太陽能聚光光伏發(fā)電陣列的自動跟蹤聯(lián)動機構(gòu)。

背景技術(shù)

太陽能是一種清潔無污染的可再生能源，取之不盡，用之不竭，充分開發(fā)利用太陽能不僅可以節(jié)約日益枯竭的常規(guī)能源，緩解嚴峻的資源短缺問題，而且還可以減少污染，保護人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境。在眾多的太陽能利用技術(shù)中，太陽能光伏發(fā)電技術(shù)實現(xiàn)了直接將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，是一種最方便的利用方式，它具有運行安全可靠、無需燃料、無噪聲、無污染、可就地利用、使用維護簡便、規(guī)模可大可小等優(yōu)點，因而受到了世界各國的重視。

雖然太陽能光伏發(fā)電具有很多優(yōu)點，但在光伏發(fā)電的發(fā)展過程中，使用成本過高一直是制約其迅速推廣應用的關(guān)鍵因素。其重要原因之一是：用于生產(chǎn)太陽能電池的半導體材料價格昂貴，消耗量大，導致以太陽能電池為核心的光伏發(fā)電系統(tǒng)的成本難以大幅度降低。

常規(guī)的光伏發(fā)電系統(tǒng)一般是將太陽能電池固定安裝，價格居高不下，難以迅速推廣應用。根據(jù)太陽能電池在一定條件下輸出的電流與接受的光照強度成正比增加而又不至于影響光伏電池壽命的特征，人們開始研究采用聚光和跟蹤技術(shù)，希望在獲得同樣電能的情況下減少太陽能電池的用量，而增加的跟蹤聚光的成本遠低于所節(jié)約的太陽能電池的成本相當于用普通的金屬玻璃等材料代替昂貴的半導體材料。德國、美國、西班牙、澳大利亞等國都分別開發(fā)了菲涅爾透鏡聚光、反射聚光等各種聚光光伏發(fā)電系統(tǒng)，現(xiàn)有折射聚光的缺點是光強均勻性較差，透過率難以提高，制造成本較高，大型拋物面反射聚光的缺點是拋物面反射鏡制造難度大，成本較高，反射鏡容易破碎，機構(gòu)整體防風性能差。這些均導致整套系統(tǒng)性價比提高不明顯，使得聚光光伏發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)勢難以體現(xiàn)。到目前為止，僅有少量試驗、示范性質(zhì)的聚光光伏發(fā)電系統(tǒng)投入運行。

我國太陽能光伏組件產(chǎn)量幾乎以每年翻番的速度增長，但太陽能光伏技術(shù)開發(fā)和利用的水平不僅遠低于發(fā)達國家，也落后于印度、巴西等發(fā)展中國家。盡管我國有著很好的太陽能資源和光伏電池制造能力，但是太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的整體水平與發(fā)達國家還有很大的差距，一是太陽能電池所使用的晶體硅原料的生產(chǎn)依賴進口，原料緊缺，目前乃至今后很長一段時期，成本下降的空間較小，二是太陽能光伏系統(tǒng)應用還很少。

近幾年來，國內(nèi)外聚光光伏發(fā)電技術(shù)一般采用單立柱和軌道式二維跟蹤太陽運行，因采用單機二維跟蹤，其跟蹤成本高。為了降低跟蹤成本，現(xiàn)主要采用一套跟蹤機構(gòu)帶動一臺大型聚光器運行，但隨著機型尺寸放大，其成本也成倍增加、穩(wěn)定性較差，幾十噸的大型聚光器對使用場所的基礎要求也很高，這大大限制了聚光光伏發(fā)電技術(shù)的推廣。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種易于制造、成本低廉、性價比高、具有較高跟蹤精度和抗大風的太陽能聚光光伏發(fā)電陣列的自動跟蹤聯(lián)動機構(gòu)。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)解決方案是：

本實用新型是一種太陽能聚光光伏發(fā)電陣列的自動跟蹤聯(lián)動機構(gòu)，它包括太陽能聚光器陣列、高度角聯(lián)動機構(gòu)、方位角聯(lián)動機構(gòu)和支架；所述的太陽能聚光器陣列由多個太陽能聚光器構(gòu)成，每個太陽能聚光器的一個側(cè)邊鉸接在支架上，在該側(cè)邊上同時連接方位角聯(lián)動機構(gòu)，每個太陽能聚光器的另一側(cè)邊鉸接在高度角聯(lián)動機構(gòu)上。

所述的高度角聯(lián)動機構(gòu)由軸承座、可升降框架、平行四邊形連桿、絲桿螺母驅(qū)動機構(gòu)或鏈輪鏈條驅(qū)動機構(gòu)組成；每一個小型聚光器一側(cè)邊中部置于軸承座上，軸承座鉸接可升降框架上，小型聚光器另一側(cè)邊中部鉸接在三角支架上。

所述的方位角聯(lián)動機構(gòu)主要由多個齒輪齒條傳動嚙合機構(gòu)、多個連桿長度調(diào)節(jié)機構(gòu)、多個連接桿、絲桿螺母驅(qū)動機構(gòu)組成；各連接桿設置在兩齒輪齒條傳動嚙合機構(gòu)之間，多個齒輪齒條傳動嚙合機構(gòu)被連接桿串聯(lián)在一條直線上，在各連接桿的中段設置調(diào)節(jié)長度的連桿長度調(diào)節(jié)機構(gòu)，所述的絲桿螺母驅(qū)動機構(gòu)安裝在最外連接桿的外端，用于驅(qū)動連接桿、齒輪齒條傳動嚙合機構(gòu)沿直線左右移動。

所述的齒輪齒條傳動嚙合機構(gòu)由導軌、齒條、半圓齒輪、法蘭盤組成；所述的齒條的本體滑接在導軌軌道內(nèi)，齒條齒牙與半圓齒輪嚙合，半圓齒輪固定在法蘭盤上，法蘭盤套接在小型聚光器的傳動軸上，小型聚光器的傳動軸通過軸承和軸承座鉸接在在支架上。

所述的方位角聯(lián)動機構(gòu)采用平行四邊形連桿機構(gòu)，所述的平行四邊形連桿機構(gòu)由多根擺桿、可調(diào)連接桿組成；擺桿與聚光器一端固定，可帶動聚光器擺動，擺桿和可調(diào)連接桿組成平行四邊形連桿機構(gòu)，可帶動所有小型聚光器轉(zhuǎn)動20°-160°。

所述的半圓齒輪的齒輪轉(zhuǎn)動角度為0°-180°。