[發明專利]單自由度陽光補償型光伏跟蹤系統

有效

• 申請號: 201110302671.X
• 申請日: 2011-10-10
• 公開（公告）號: CN103034240A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 周世勃
• 申請（專利權）人: 周世勃
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及光伏發電技術領域，特別是太陽跟蹤光伏發電技術。

背景技術

光伏發電是人類利用太陽能資源的一個重要方法，使用光伏組件將太陽光能直接轉化為電能，清潔、安全、簡單、直接，是目前人類利用太陽能資源最好的技術手段之一。

太陽跟蹤光伏發電技術是高效利用光伏組件和太陽能資源的重要手段，由太陽跟蹤系統和光伏組件組合得以實現。根據光伏組件的種類和光伏電站的地理位置，太陽跟蹤光伏發電技術應用主要表現為三種結構形式，分別為雙自由度太陽跟蹤光伏發電系統、單自由度斜置太陽跟蹤光伏發電系統和單自由度平置太陽跟蹤光伏發電系統；和相同條件下使用的固定式光伏發電系統相比，以上任何一種太陽跟蹤光伏發電系統都能提高單位光伏組件的發電量。另外，聚光型光伏組件則必須使用太陽跟蹤系統，組合成聚光型太陽跟蹤光伏發電系統才能保證正常發電。

太陽跟蹤光伏發電系統是光、機、電一體化裝置，總體成本高，為降低光伏發電成本，一些光伏電站采用安裝了反光鏡的太陽跟蹤光伏發電系統，在太陽光照射光伏組件的同時使用反光鏡將太陽光反射到光伏組件上，以增加單位光伏組件發電量，此種方式多使用在雙自由度太陽跟蹤光伏發電系統和單自由度斜置太陽跟蹤光伏發電系統上，能夠降低光伏發電成本。目前，上述方式大都使用在太陽跟蹤光伏發電系統單體上，無法做到大面積機械聯動，因而總體成本依然較高，限制了此種方式的推廣和應用。

發明內容

本發明的目的是更經濟、高效的利用光伏組件和太陽能資源，即便是太陽能資源不太豐富的地區使用本發明也能更好的利用光伏組件，提出一種簡單、經濟、適用性廣的單自由度陽光補償型光伏跟蹤系統。

本發明進一步的目的是提出兩種驅動光伏旋轉模組轉動的聯動結構方式，主要傳動裝置采用同一申請人發明的“一種專用于單自由度太陽跟蹤系統的傳動裝置”（專利申請號：201110286031.4），分別適用于承受不同的外荷載（主要為當地50年一遇的風荷載和雪荷載），使本發明有更廣泛的適用性。

本發明的原理為：旋轉支架通過其上的轉軸聯接擴展，將多個旋轉支架上的轉軸首尾相連形成一個整體，首尾相連的轉軸安裝在多個等間距的固定支架上可以單自由度轉動，首尾相連的多個旋轉支架上對稱安裝反光鏡和光伏組件組成光伏旋轉模組，首尾相連的轉軸和光伏旋轉模組可視為一個整體，則轉軸轉動光伏旋轉模組整體轉動；光伏組件和反光鏡成120°左右的夾角，光伏旋轉模組南北向安裝，東西向轉動跟蹤太陽，保證太陽光線始終與反光鏡對稱平面平行，反光鏡從側向反射太陽光到光伏組件上使光伏組件受光量增加，發電量得以提高。為了適應太陽高度角的變化，要求反光鏡向陽方向凸出光伏組件，凸出的長度應根據安裝本發明地區的緯度精確計算，保證光伏組件整體受光均勻。由于硅類光伏組件發電效率受溫度影響大，當光伏組件溫度過高則發電效率大幅下降，因此要求側向太陽光補償量不大于50%，以保證太陽光照較強時光伏組件的溫升能夠在允許范圍內。

本發明中光伏旋轉模組上部安裝有清潔工作導軌，當光伏組件或反光鏡表面臟污而影響發電量時，將自動清潔裝置安放在清潔工作導軌上，自動清潔裝置能夠自動清潔反光鏡和光伏組件表面，清潔工作導軌和自動清潔裝置組成本發明的自動清潔系統，使用此系統可更高效使用光伏組件，更好的利用太陽能資源。

本發明由電控系統集中自動控制，本發明的機械結構可以抵抗雙向軸向力，同時又能夠消除溫度變化引起的膨脹和收縮產生的不利影響，因此本發明對安裝場地的要求低，可以適用于平地和山坡安裝，根據安裝地點緯度，選擇合適角度的向陽坡面安裝本發明，發電量提升效果將更加顯著。本發明模塊化設計，容易實現擴展和聯動，因此成本低廉，維護方便，適合建設大型光伏電站。本發明經小規模測試，較固定式安裝光伏組件提高發電量39%以上，本發明在低緯度和中高緯度地區使用都能取得良好的效果。

??本發明提出了兩種驅動光伏旋轉模組轉動的聯動結構方式：?