[實(shí)用新型]一種太陽能發(fā)電裝置的單軸自動(dòng)跟蹤支架

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201120289165.7
• 申請日: 2011-08-10
• 公開（公告）號: CN202205100U
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周金龍;戴君;吳躍平;田群;朱冬宏
• 申請（專利權(quán)）人: 金海新源電氣江蘇有限公司
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責(zé)任公司 32102
• 代理人: 任利國

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種太陽能發(fā)電裝置的單軸自動(dòng)跟蹤支架，屬于太陽能光伏技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，能源和資源的消耗量越來越大。節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境已經(jīng)成為人類可持續(xù)發(fā)展的必要條件。人們加強(qiáng)對可再生能源的開發(fā)和利用，太陽能光伏發(fā)電已經(jīng)成為目前全球最熱門的技術(shù)之一。

眾所周知，由于太陽能電池板對太陽光的利用具有余弦效應(yīng)，即太陽能電池板接收到的有效光通量等于光照度乘以電池板面積再乘以太陽光與電池板法線夾角的余弦值。電池板只有正對太陽，即余弦值等于1，才能接收到最大的光通量。因此，具有有自動(dòng)跟蹤太陽能力的太陽能發(fā)電裝置能夠顯著提高發(fā)電效率。

目前，人們提出了各種各樣的太陽跟蹤技術(shù)，主要可以分為單軸跟蹤和雙軸跟蹤兩類。太陽相對地平面的運(yùn)動(dòng)軌跡主要可以分為高度角和方位角兩個(gè)參量，單軸跟蹤技術(shù)僅能夠跟蹤其中一個(gè)參量，雙軸跟蹤技術(shù)兩個(gè)參量都能跟蹤。目前，從技術(shù)的成熟度、可靠性、成本的角度出發(fā)，單軸跟蹤技術(shù)相對雙軸跟蹤技術(shù)還具有明顯的優(yōu)勢。

某一地區(qū)太陽在某一時(shí)刻的高度角h和方位角l可以由如下方式計(jì)算得到，

太陽的高度角h滿足：????????????????????????????????????????????????；

太陽的方位角l滿足：；

其中：（1）為當(dāng)?shù)鼐暥?；?）為赤尾角（單位：度）計(jì)算近似公式為：

，其中n為一年中的第n天；（3）為時(shí)角（單位：度）計(jì)算公式為：，其中T為當(dāng)?shù)貢r(shí)間。

因此，可以計(jì)算出當(dāng)?shù)厝我粫r(shí)刻的太陽高度角和方位角，在此基礎(chǔ)上，可以進(jìn)一步計(jì)算出當(dāng)?shù)厝甑奶柶骄叨冉恰?/p>

中國專利（CN201590780U）公開了一種單軸自動(dòng)跟蹤支架，該支架圍繞一根水平放置的軸旋轉(zhuǎn)，跟蹤太陽的高度角或者方位角。但是，這種技術(shù)中的旋轉(zhuǎn)軸采用的是水平放置方式，無論是跟蹤太陽的高度角還是方位角，另一個(gè)參量引起的余弦效應(yīng)都無法忽略。因此，在不同地域或者不同時(shí)間使用，太陽能發(fā)電裝置的發(fā)電效率差異很大。

中國專利（CN201608673U）公開了一種單軸跟蹤支架，該支架能夠跟蹤太陽的高度角。同樣，這種技術(shù)中的旋轉(zhuǎn)軸采用的也是水平放置方式，不能忽略太陽方位角引起的余弦效應(yīng)。因此，在不同時(shí)間使用，太陽能發(fā)電裝置的發(fā)電效率差異很大。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種太陽能發(fā)電裝置的單軸自動(dòng)跟蹤支架，可以提高太陽能發(fā)電裝置的發(fā)電效率，增強(qiáng)地域的適應(yīng)性，并且更加安全可靠。

為解決以上技術(shù)問題，本實(shí)用新型所提供的一種太陽能發(fā)電裝置的單軸自動(dòng)跟蹤支架，包括太陽能電池板、龍骨及肋骨，所述肋骨對稱固定在龍骨上構(gòu)成支架平面，所述太陽能電池板安裝在所述支架平面內(nèi)，所述龍骨傾斜設(shè)置且龍骨與地平面所成夾角等于安裝地域的太陽平均高度角的余角；所述龍骨的高端通過軸承座支撐在人字撐上，所述龍骨的低端與蝸輪蝸桿旋轉(zhuǎn)裝置的輸出軸固定連接并通過蝸輪蝸桿旋轉(zhuǎn)裝置支撐在立柱上。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型取得了以下有益效果：龍骨傾斜設(shè)置且龍骨與地平面所成夾角等于安裝地域的太陽平均高度角的余角，相對于龍骨水平設(shè)置，能夠使太陽能電池板更加正對太陽；控制箱控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)蝸輪蝸桿旋轉(zhuǎn)裝置帶動(dòng)龍骨旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)支架平面繞著龍骨旋轉(zhuǎn)，使太陽能電池板更好地跟蹤太陽的方位角，從而提高太陽能發(fā)電裝置的發(fā)電效率。當(dāng)支架滿載太陽能電池板后，整體質(zhì)心在龍骨上，并且偏向人字撐，因此具有很好的穩(wěn)定性和抗風(fēng)能力。

作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述軸承座上方安裝有風(fēng)速傳感器，所述風(fēng)速傳感器的信號線接入控制箱。風(fēng)速傳感器輸出脈沖信號給控制箱，當(dāng)風(fēng)速超過一定閾值時(shí)，控制箱立即控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)將支架平面轉(zhuǎn)動(dòng)至垂直于豎直平面，可以提高支架的抗風(fēng)能力，保護(hù)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

作為本實(shí)用新型的另一項(xiàng)優(yōu)選方案，所述支架平面內(nèi)位于龍骨及最上端肋骨的交點(diǎn)處安裝有光電傳感器，所述光電傳感器的信號線接入控制箱。光電傳感器可以向控制箱提供實(shí)時(shí)的太陽方位角信號，以便控制箱準(zhǔn)確控制支架平面跟蹤陽光的偏移。