[发明专利]用于光伏发电的太阳跟踪器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请基于并要求2012年9月13日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2012-0101422的优先权，其全部内容通过引用并入本文中。

技术领域

本申请涉及一种用于光伏发电的太阳跟踪器。更特别地，本发明涉及一种用于光伏发电的太阳跟踪器，其利用直接式缸筒跟踪白昼间的太阳的方位运动和随季节变化的作为太阳的高度的太阳高度的变化，以通过使太阳能电池板与太阳成直角从而对应太阳的运动（轨迹）而提高发电效率。

背景技术

为了使太阳能电池板定位成相对于太阳成直角，太阳跟踪器必须驱动至少两个轴，即用于跟踪关于太阳昼间运动的方位角的X轴和用于跟踪关于太阳季节性运动的高度角的Y轴，且可采用各种类型的机械构造来实现它。图1是现有技术中的太阳跟踪器1的立体图，该太阳跟踪器1设计为绕X轴转动以跟踪东-西方位角并绕Y轴转动以对准太阳的高度。

根据现有技术的太阳跟踪器1，为了跟踪太阳的方位角和高度角，需要连续驱动方位角跟踪装置和高度角跟踪装置以连续跟踪太阳的方位角和高度角。因此，现有技术的太阳跟踪器的问题在于需要借助计算机的复杂数学计算、或需要跟踪装置的精确控制和频繁驱动从而引起跟踪装置频繁发生故障。

进一步地，随着太阳能电池板变得大型以获得更大量的电力，要求结构设计除了获得面板的机械性能外，还获得足以耐受因诸如强风等外部作用所引起的面板变形或摇晃的刚性，并且防止总体结构倾覆。因此，该结构变得复杂且笨重，制造和构造成本增加。

发明内容

因此，本发明致力于解决现有技术中存在的上述问题，同时完整保留现有技术所获得的优点。

本发明的一实施方式涉及提供一种太阳跟踪器，其包括如下驱动装置，该驱动装置具有足以耐受风压的刚性和耐久性的简单结构，并能通过简单机械操作而精确控制高度角和方位角。

在本发明的一方面，提供一种太阳跟踪器，其包括：太阳能电池板，所述太阳能电池板包括一个或多个太阳能电池面板；上结构，所述上结构支撑所述太阳能电池板；主立柱和基础底部，所述主立柱和所述基础底部支撑所述上结构；高度角调整直接式缸筒，所述高度角调整直接式缸筒调整所述太阳能电池板的高度角，以对应随季节变化的太阳的高度；以及方位角调整直接式缸筒，所述方位角调整直接式缸筒根据时间调整方位角，以在所述高度角由所述高度角调整直接式缸筒固定时对应太阳的昼间运动。

在这种情况下，所述基础底部的上表面固定到所述主立柱的一个端部，通过具有单个自由度的铰链连接到所述高度角调整直接式缸筒的一个端部，并通过具有两个自由度的锁定型十字形连接器连接到所述方位角调整直接式缸筒的一个端部。所述上结构的底表面分别通过所述锁定型十字形连接器连接到所述主立柱的另一端部，所述高度角调整直接式缸筒的另一端部、以及所述方位角调整直接式缸筒的另一端部。

在锁定型十字形连接器用于所述结构的情况下，由于所述锁定型十字形连接器因作用在其侧表面上的外部作用力而易受损坏，因此提供用于约束具有两个自由度的转动运动的转动锁定部，以在高度角调整直接式缸筒和方位角调整直接式缸筒完成角度调整操作之后，约束连接到高度角调整直接式缸筒和方位角调整直接式缸筒的锁定型十字形连接器的相对运动，使得整体结构可在结构方面稳定为刚性体。

进一步地，太阳能电池板可包括多个设有预定尺寸的太阳能电池面板，并可用于执行大型发电的光伏发电装置。为了解决这种大型太阳能电池板易受风压的问题，在各太阳能电池面板中设置转轴，在转轴的一个端部处安装蜗轮，并且附连蜗轮装置，使得电动或气压型马达与设置在转轴一个端部处的蜗轮啮合，以能够实现太阳能电池面板打开或关闭。可提供开/闭调整部，以在风压到达预定强度时，通过太阳能电池面板的开口而减轻作用在结构上的风压。

进一步地，为了驱动包括与太阳的高度角和方位角匹配的太阳能电池板的上结构，直接式缸筒可包括具有大重量和长冲程距离的复杂多级直接式缸筒，其可通过平行连接多个单一直接式缸筒并将所连接的多个单一直接式缸筒作为多级连接而获得。

如图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围内随一年四季重复改变的太阳的高度角具有极小昼间变化，而太阳的方位角在一日间沿一个方向即从太阳升起到下落重复变化。根据本发明的太阳跟踪器在通过跟踪高度角的一个轴的一次驱动后匹配该高度之后，固定高度角，直到太阳高度离开预定范围为止，并且仅驱动跟踪白昼间重复的东西方位角的另一轴。因此，可使用于跟踪太阳的驱动单元的可靠功率消耗最小化，并可减小装置的操作和管理成本。