[发明专利]联动式单轴太阳能追踪器系统及其转动传动机构

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能应用装置，特别是涉及一种同步驱动多个太阳能装置跟随太阳转动的联动式单轴太阳能追踪器系统及其转动传动机构。 

背景技术

随着能源需求的持续增长，传统能源成本不断上升且对环境的负面影响越来越大，太阳能等可再生能源成为解决可持续性发展的关键选项。太阳能的优势主要表现在污染少、产能主要在白天与能源需求合拍、资源丰富和能源安全。目前太阳能的主要挑战是成本太高，从而限制了它的广泛应用。所以如何降低太阳能发电成本成为当今太阳能技术发展的关键。

太阳能自动追踪器能帮助太阳能光电或光热装置（如光伏电池板）以更好的入射角接受太阳光照射，是聚光和光热发电系统必不可少的装置；也被广泛应用于太阳能光伏发电系统，用来提高发电效率，降低发电成本。常见的太阳能追踪器以光伏为例大致可分两类，分别为单轴追踪器和双轴追踪器。单轴追踪器以追踪太阳的东西向移动为主，双轴追踪器能同时追踪东西和南北方向的太阳运动。相对于双轴追踪器，单轴追踪器的好处是系统结构简单，在使用很少的追踪成本的基础上即可获得绝大部分追踪带来的好处，从而最有效地降低太阳能生产成本。

传统的太阳能单轴追踪器一般每个追踪器或每行追踪器采用一个马达和一个控制器控制运行，每个马达和控制器所能驱动的太阳能板面积有限；因此每个太阳能发电厂需要很多马达和控制器来控制和驱动电厂内的太阳能板，并需要提供这些马达、控制器的电源供应和维护，总的材料、施工和维护成本很高。为降低太阳能追踪器的成本，专利号为6,058,930的美国专利及专利号为7,836,879的美国专利分别提出两种不同的单轴驱动器系统，这两种驱动器系统均采用连杆联接方式用一个马达和控制器联动驱动多个太阳能单轴追踪器一起转动，形成一个追踪器阵列，从而降低了马达和控制器的数量，减少了单位面积太阳能板的驱动成本。这两种驱动器系统的主要缺点在于：连杆在工作中要承受压力，而连杆通常都是细长形构件，在达到材料强度以前很容易因受压失稳而受损；而且随着联接机组的增加，风荷载等外加荷载也会很快积累，因此需要采用较大尺寸的连杆或者降低联动机组数量，导致其系统成本依然较高。这两种驱动器系统的其它缺点在于：1）如果太阳能发电厂的地形不平坦有坡度的话，连杆还需要根据每个项目定制，从而增加了设计及施工的难度，增加了材料制作成本及生产工期；2）连杆联动驱动还会产生累积温度变形，导致追踪精度降低；3）而且追踪器的转动角度一般只能在正负45度以内，不能用于更大转动角度的应用。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明首先所要解决的技术问题是提供一种系统成本低的联动式单轴太阳能追踪器系统及其转动传动机构，本发明其次还要解决的技术问题是降低联动式追踪器系统及其转动传动机构在不平坦地形、大转角范围和温度变形累积方面的应用局限。

为解决所述技术问题的一种联动式单轴太阳能追踪器系统，包括构成追踪器阵列的至少两列单轴太阳能追踪器，和联接该至少两列单轴太阳能追踪器的转动传动机构,以及用于驱动各单轴太阳能追踪器转动的驱动装置；所述单轴太阳能追踪器包括转轴及安装在转轴上的太阳能收集装置；每列追踪器均设有至少一个基座，同一列追踪器中的各追踪器的转轴为同一根转轴；每根转轴可转动地安装在对应的基座上，且各转轴的转动轴线相互平行；在各追踪器的转轴上均固定有转动支架，转动支架的转动中心为该转轴；所述转动传动机构包括至少一个传动单元，该传动单元包括相邻的两根转轴、该两根转轴上的转动支架以及连接该两根转轴上的转动支架的拉力传动件；所述各传动单元中，两根转轴上的拉力传动件与两根转轴上的转动支架在一个平面内，该平面与两根转轴所在的平面垂直，且两根转轴上的拉力传动件对称分布在两根转轴所在的平面的两相对侧并彼此离开；追踪器阵列中的任意相邻两根转轴间设置成该传动单元；所述驱动装置与该拉力件传动机构关联，以驱动该拉力件传动机构进而驱动该至少两列单轴太阳能追踪器同步转动。