[发明专利]一种用钢缆驱动的太阳能电池板双轴跟踪系统

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池组件领域，具体涉及一种用钢缆驱动的太阳能电池板双轴跟踪系统。

背景技术

为了提高光伏组件发电量，一个有效的解决方案是通过机械连接，电气驱动以及电子控制电路的联合作用，实现太阳能电池板的空间角度调整。从而实现对入射太阳光的跟踪。尤其是双轴跟踪方案，可以同时实现太阳能方位角及俯仰角的调整。可以最大限度的利用入射太阳光的能量。

但双轴跟踪方案广泛应用的最大挑战在于其复杂的结构所带来的成本障碍以及长期使用中的维修与保养问题。

在双轴跟踪方案中，通常采用塔柱式，立柱式或T型的独立结构支撑太阳能电池板。并配有两套分立的驱动系统。除支架系统外，还包括：蜗轮蜗杆、连杆等机械组件，以及电气电子体统的电机驱动，控制模块等。通常，跟踪器的电气电子器件都与支架系统等机械结构件集成为一体，并且长期处在恶劣的工作环境中。在光伏阵列中还需解决大面积连线的能量损耗与导线防护等问题。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种用钢缆驱动的太阳能电池板双轴跟踪系统，采用简单的铰链、螺杆、挺杆及钢缆连接机构系统取代了传统的高成本的涡轮蜗杆传动装置，采用电机驱动系统与机械机构分立的设计布置方案，并可实现集中动作的控制，同时减少了驱动机构中的电气电子系统的连线。

本发明的实现由以下技术方案完成：

一种用钢缆驱动的太阳能电池板双轴跟踪系统，涉及由若干太阳能电池组件构成的阵列，所述太阳能电池组件由太阳能电池板、背板及支柱组成，所述背板固定于所述支柱顶端，所述太阳能电池板固定在所述背板上，其特征在于：所述背板背面分别固定设置有方位角推拉铰接点和俯仰角推拉铰接点，所述方位角推拉铰接点连接有方位角转动机构，所述俯仰角推拉铰接点连接有俯仰角转动机构；所述的方位角转动机构与所述阵列中相邻的所述太阳能电池组件中的所述方位角转动机构依次通过钢缆连接，并由一环路动力驱动装置通过钢缆连接驱动；所述的俯仰角转动机构与所述阵列中相邻的所述太阳能电池组件中的所述俯仰角转动机构依次通过钢缆连接，并由一环路动力驱动装置通过钢缆连接驱动。

以所述支柱与所述背板之间的支承点作为原点，所述方位角推拉铰接点位于所述背板的X轴线上。

以所述支柱与所述背板之间的支承点作为原点，所述俯仰角推拉铰接点位于所述背板的Y轴线上。 

所述方位角转动机构为空间曲柄滑块机构，由螺母、丝杠、连杆、转毂组成，所述丝杠位置与所述支柱连接固定，所述螺母与所述丝杠螺纹配合，所述丝杠与所述转毂固定连接，并能够实现同轴转动，所述连杆一端与所述螺母以球面副连接，所述连杆的另一端与所述方位角推拉铰接点以球面副连接，所述转毂由所述环路动力驱动装置通过钢缆连接驱动。

所述连杆为连杆组，所述连杆组由两根连杆，十字铰链组成，所述两根连杆以轴线对齐方式对顶相连，并可其绕轴线相对转动，连杆另一头分别铰接所述十字铰链，所述连杆组一端的所述十字铰链的自由端与所述螺母铰接，所述连杆组另一端的所述十字铰链的自由端与所述方位角推拉铰接点铰接。

所述连杆两端分别采用球头结构。

所述俯仰角转动机构为曲柄滑块机构，由螺母、丝杠、转毂组成，所述螺母通过一支架与所述支柱连接固定，所述螺母与所述丝杠之间螺纹配合，所述丝杠连接固定所述转毂，二者之间能够构成同轴转动，所述丝杠与所述俯仰角推拉铰接点连接，所述转毂由所述环路动力驱动装置通过钢缆连接驱动。

所述方位角转动机构中的所述转毂外缠绕有钢缆，所述钢缆绕圈中部通过一钢丝绳卡与转毂相固定。

所述俯仰角转动机构中的所述转毂外缠绕有钢缆，所述钢缆绕圈中部通过一钢丝绳卡与转毂固定。

本发明的优点是：能够使得太阳能电池板进行两轴追踪，太阳能收率显著提高；装置结构简单，工作可靠，系统的一次性投入成本及后期维修成本低。

附图说明

图1是本发明结构图；

图2是本发明中俯仰角转动机构结构图；

图3是本发明中方位角转动机构结构图；

图4是本发明中方位角转动机构结构图二；

图5是本发明中方位角转动机构结构图三。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：