[發明專利]雙軸跟蹤光伏發電裝置

無效

• 申請號: 201310163531.8
• 申請日: 2013-05-07
• 公開（公告）號: CN103207623A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發明（設計）人: 殷懷軍;汪振斌;許桂生
• 申請（專利權）人: 江蘇燕山光伏設備有限公司
• 主分類號: G05D3/00
• 分類號: G05D3/00;H02N6/00
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 劉忠祥

技術領域

本發明涉及一種光伏發電裝置，尤其涉及具有跟蹤功能的光伏發電裝置。

背景技術

光伏發電是利用半導體界面的光生伏特效應而將光能直接轉變為電能的一種技術。這種技術的關鍵元件是太陽能電池。由一定數量的太陽能電池經連接封裝后形成太陽能電池組件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發電裝置。

為了使光伏發電裝置得到最大功率輸出，必須結合建設地點的地理、氣候及太陽能資源條件，將太陽能電池組件以一定的朝向進行安裝，以保證太陽能電池獲取最多的光照資源。理論上講，如果太陽能電池能夠時刻正對太陽，則其發電效率就會達到最佳狀態。

太陽能電池組件是安裝在光伏發電裝置的支架上的，那么，太陽能電池所需要的安裝朝向也就是由光伏發電裝置的支架來保證的。大部分的光伏發電裝置的支架結構型式為固定安裝型式，即以這種型式的支架安裝后，光伏電池組件的安裝朝向也就確定下來了，在使用過程中也是固定不變的，當然，其安裝朝向是根據光伏發電裝置安裝地的經緯度經計算后確定的，可以保證光伏發電裝置具有相對較高的效率。這樣的支架結構簡單，安裝維護方便，但顯然其發電效率是不會很高的。

為了提高光伏發電裝置的發電效率，人們開發出了具有太陽跟蹤自動控制系統的光伏發電裝置，這類太陽跟蹤控制系統大體上有兩種型式，一種是雙軸跟蹤系統，它不僅能夠跟蹤太陽的方位角，還能夠同時跟蹤太陽的高度角，理論上能夠完全跟蹤太陽的運行軌跡，從而使太陽能電池能時刻正對太陽，達到最佳的發電效果；另一種是單軸跟蹤系統，它可以跟蹤太陽的方位角，或者跟蹤太陽的高度角，使太陽能電池在某一方向上能正對太陽，從而提高了太陽能發電裝置的發電效率。這類的太陽跟蹤自動控制系統一般是由伺服電機通過蝸輪蝸桿等機構來驅動，使太陽能電池組件及其安裝框架繞相應的軸轉動從而實現跟蹤的功能。

采用具有太陽跟蹤自動控制系統的光伏發電裝置，太陽能電池的效率是提高了，但整個裝置的成本提高了不少，初期投入大了，使用維護成本及工作量也相應增加。還有進一步的問題，由于跟蹤的需要，需要太陽能電池組件根據太陽的位置來改變其角度姿態，整個太陽能電池組件及其安裝架是處于活動狀態，運動部件與固定部件連接處必然存在一定的間隙，這樣的話，整個裝置的結構剛性就較差，并且整個裝置只能是靠蝸輪蝸桿的自鎖功能來保持位置；通常光伏發電裝置總是安裝在陽光充足的荒郊野外，如荒山、戈壁、海邊灘涂等地，這些地方正常風力都很強，往往還伴有沙塵，在強風的作用下，大面積的太陽能電池組件會收到較大的作用力，對本身結構剛性就較差的具有太陽跟蹤控制系統的光伏發電裝置造成損壞，并且傳動機構在沙塵的作用下也會極易損壞，導致蝸輪蝸桿等傳動裝置無法正常工作，自鎖性能減弱，跟蹤調節功能也就無法實現，這時太陽能電池組件的朝向會在風力的作用下偏向某一極限位置，而且會卡死在這一位置，顯然這一位置不會是一個較為理想的太陽能電池的工作位置，出現這樣的情況，反而影響了光伏發電裝置的發電效率。

發明內容

針對現有技術所存在的上述不足，本發明所要解決的技術問題是提供一種雙軸跟蹤光伏發電裝置，它不僅能比固定安裝型光伏發電裝置具有更高的發電效率，還能夠在結構上比具有太陽跟蹤自動控制系統的光伏發電裝置更為簡潔，成本更低，同時還具有較高的使用可靠性。

為了解決上述技術問題，本發明的雙軸跟蹤光伏發電裝置，包括太陽能電池組件、電池組件安裝框架、前支柱以及后支柱，所述太陽能電池組件固定連接在電池組件安裝框架上，該電池組件安裝框架支承于所述前支柱和后支柱上，所述前支柱的數量為一根，該前支柱通過球形鉸鏈連接于所述電池組件安裝框架上，該前支柱為長度固定的桿式結構；所述后支柱數量為兩根，該兩后支柱的上端通過球形鉸鏈連接于所述電池組件安裝框架上，該兩后支柱的下端分別通過球形鉸鏈支承在底座上，該兩后支柱為可調節長度的桿式結構。

在上述結構中，由于采用單根前支柱，且其通過球形鉸鏈與所述電池組件安裝框架相連，其在為太陽能電池組件與電池組件安裝框架提供承重支撐的同時，球形鉸鏈作為一個支點，電池組件安裝框架可以在球形鉸鏈上較大范圍內任意調節方向位置；同時所述前支柱為長度固定的桿式結構，可以保證其具有較高的結構剛性。