[發(fā)明專利]用于光伏發(fā)電的太陽跟蹤器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210452081.X
• 申請日: 2012-11-12
• 公開（公告）號: CN103676967A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 嚴奔道
• 申請（專利權(quán)）人: 嚴奔道
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12
• 代理公司: 北京弘權(quán)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11363
• 代理人: 苗麗娟;張文

相關(guān)申請的交叉引用

本申請基于并要求2012年9月13日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的韓國專利申請No.10-2012-0101422的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過引用并入本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及一種用于光伏發(fā)電的太陽跟蹤器。更特別地，本發(fā)明涉及一種用于光伏發(fā)電的太陽跟蹤器，其利用直接式缸筒跟蹤白晝間的太陽的方位運動和隨季節(jié)變化的作為太陽的高度的太陽高度的變化，以通過使太陽能電池板與太陽成直角從而對應(yīng)太陽的運動（軌跡）而提高發(fā)電效率。

背景技術(shù)

為了使太陽能電池板定位成相對于太陽成直角，太陽跟蹤器必須驅(qū)動至少兩個軸，即用于跟蹤關(guān)于太陽晝間運動的方位角的X軸和用于跟蹤關(guān)于太陽季節(jié)性運動的高度角的Y軸，且可采用各種類型的機械構(gòu)造來實現(xiàn)它。圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的太陽跟蹤器1的立體圖，該太陽跟蹤器1設(shè)計為繞X軸轉(zhuǎn)動以跟蹤東-西方位角并繞Y軸轉(zhuǎn)動以對準太陽的高度。

根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的太陽跟蹤器1，為了跟蹤太陽的方位角和高度角，需要連續(xù)驅(qū)動方位角跟蹤裝置和高度角跟蹤裝置以連續(xù)跟蹤太陽的方位角和高度角。因此，現(xiàn)有技術(shù)的太陽跟蹤器的問題在于需要借助計算機的復雜數(shù)學計算、或需要跟蹤裝置的精確控制和頻繁驅(qū)動從而引起跟蹤裝置頻繁發(fā)生故障。

進一步地，隨著太陽能電池板變得大型以獲得更大量的電力，要求結(jié)構(gòu)設(shè)計除了獲得面板的機械性能外，還獲得足以耐受因諸如強風等外部作用所引起的面板變形或搖晃的剛性，并且防止總體結(jié)構(gòu)傾覆。因此，該結(jié)構(gòu)變得復雜且笨重，制造和構(gòu)造成本增加。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明致力于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，同時完整保留現(xiàn)有技術(shù)所獲得的優(yōu)點。

本發(fā)明的一實施方式涉及提供一種太陽跟蹤器，其包括如下驅(qū)動裝置，該驅(qū)動裝置具有足以耐受風壓的剛性和耐久性的簡單結(jié)構(gòu)，并能通過簡單機械操作而精確控制高度角和方位角。

在本發(fā)明的一方面，提供一種太陽跟蹤器，其包括：太陽能電池板，所述太陽能電池板包括一個或多個太陽能電池面板；上結(jié)構(gòu)，所述上結(jié)構(gòu)支撐所述太陽能電池板；主立柱和基礎(chǔ)底部，所述主立柱和所述基礎(chǔ)底部支撐所述上結(jié)構(gòu)；高度角調(diào)整直接式缸筒，所述高度角調(diào)整直接式缸筒調(diào)整所述太陽能電池板的高度角，以對應(yīng)隨季節(jié)變化的太陽的高度；以及方位角調(diào)整直接式缸筒，所述方位角調(diào)整直接式缸筒根據(jù)時間調(diào)整方位角，以在所述高度角由所述高度角調(diào)整直接式缸筒固定時對應(yīng)太陽的晝間運動。

在這種情況下，所述基礎(chǔ)底部的上表面固定到所述主立柱的一個端部，通過具有單個自由度的鉸鏈連接到所述高度角調(diào)整直接式缸筒的一個端部，并通過具有兩個自由度的鎖定型十字形連接器連接到所述方位角調(diào)整直接式缸筒的一個端部。所述上結(jié)構(gòu)的底表面分別通過所述鎖定型十字形連接器連接到所述主立柱的另一端部，所述高度角調(diào)整直接式缸筒的另一端部、以及所述方位角調(diào)整直接式缸筒的另一端部。

在鎖定型十字形連接器用于所述結(jié)構(gòu)的情況下，由于所述鎖定型十字形連接器因作用在其側(cè)表面上的外部作用力而易受損壞，因此提供用于約束具有兩個自由度的轉(zhuǎn)動運動的轉(zhuǎn)動鎖定部，以在高度角調(diào)整直接式缸筒和方位角調(diào)整直接式缸筒完成角度調(diào)整操作之后，約束連接到高度角調(diào)整直接式缸筒和方位角調(diào)整直接式缸筒的鎖定型十字形連接器的相對運動，使得整體結(jié)構(gòu)可在結(jié)構(gòu)方面穩(wěn)定為剛性體。

進一步地，太陽能電池板可包括多個設(shè)有預定尺寸的太陽能電池面板，并可用于執(zhí)行大型發(fā)電的光伏發(fā)電裝置。為了解決這種大型太陽能電池板易受風壓的問題，在各太陽能電池面板中設(shè)置轉(zhuǎn)軸，在轉(zhuǎn)軸的一個端部處安裝蝸輪，并且附連蝸輪裝置，使得電動或氣壓型馬達與設(shè)置在轉(zhuǎn)軸一個端部處的蝸輪嚙合，以能夠?qū)崿F(xiàn)太陽能電池面板打開或關(guān)閉。可提供開/閉調(diào)整部，以在風壓到達預定強度時，通過太陽能電池面板的開口而減輕作用在結(jié)構(gòu)上的風壓。

進一步地，為了驅(qū)動包括與太陽的高度角和方位角匹配的太陽能電池板的上結(jié)構(gòu)，直接式缸筒可包括具有大重量和長沖程距離的復雜多級直接式缸筒，其可通過平行連接多個單一直接式缸筒并將所連接的多個單一直接式缸筒作為多級連接而獲得。

如圖2所示，在具有最低高度角的冬至日和具有最高高度角的夏至日的范圍內(nèi)隨一年四季重復改變的太陽的高度角具有極小晝間變化，而太陽的方位角在一日間沿一個方向即從太陽升起到下落重復變化。根據(jù)本發(fā)明的太陽跟蹤器在通過跟蹤高度角的一個軸的一次驅(qū)動后匹配該高度之后，固定高度角，直到太陽高度離開預定范圍為止，并且僅驅(qū)動跟蹤白晝間重復的東西方位角的另一軸。因此，可使用于跟蹤太陽的驅(qū)動單元的可靠功率消耗最小化，并可減小裝置的操作和管理成本。