具有穩(wěn)固單軸支架結(jié)構(gòu)的光伏發(fā)電裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種具有穩(wěn)固單軸支架結(jié)構(gòu)的光伏發(fā)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，前支柱的數(shù)量為兩根，其上端與所述電池組件安裝框架鉸支連接，且該兩前支柱上端的鉸支中心同軸；后支柱包括可滑動地套接并設(shè)置有螺桿螺母機構(gòu)的后上支柱和后下支柱，后上支柱和后下支柱通過螺釘或銷釘鎖定；后支柱的數(shù)量為兩根，兩后支柱上、下兩端分別與所述電池組件安裝框架和底座同軸鉸支連接；兩后支柱的螺桿螺母機構(gòu)與驅(qū)動機構(gòu)相連。該裝置不僅能比固定安裝型光伏發(fā)電裝置具有更高的發(fā)電效率，還能比具有太陽跟蹤自動控制系統(tǒng)的光伏發(fā)電裝置簡潔，成本低，同時跟蹤調(diào)節(jié)操作便利，具有較高的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與使用可靠性。
【專利說明】具有穩(wěn)固單軸支架結(jié)構(gòu)的光伏發(fā)電裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種光伏發(fā)電裝置，尤其涉及具有跟蹤功能的光伏發(fā)電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]光伏發(fā)電是利用半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)而將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N技術(shù)。這種技術(shù)的關(guān)鍵元件是太陽能電池。由一定數(shù)量的太陽能電池經(jīng)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(fā)電裝置。
[0003]為了使光伏發(fā)電裝置得到最大功率輸出，必須結(jié)合建設(shè)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(fā)電效率就會達(dá)到最佳狀態(tài)。
[0004]太陽能電池組件是安裝在光伏發(fā)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(fā)電裝置的支架來保證的。大部分的光伏發(fā)電裝置的支架結(jié)構(gòu)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(dāng)然，其安裝朝向是根據(jù)光伏發(fā)電裝置安裝地的經(jīng)緯度經(jīng)計算后確定的，可以保證光伏發(fā)電裝置具有相對較高的效率。這樣的支架結(jié)構(gòu)簡單，安裝維護方便，但顯然其發(fā)電效率是不會很高的。
[0005]為了提高光伏發(fā)電裝置的發(fā)電效率，人們開發(fā)出了具有太陽跟蹤自動控制系統(tǒng)的光伏發(fā)電裝置，這類太陽跟蹤控制系統(tǒng)大體上有兩種型式，一種是單軸跟蹤系統(tǒng)，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(fā)電裝置的發(fā)電效率；另一種是雙軸跟蹤系統(tǒng)，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(dá)到最佳的發(fā)電效果。這類的太陽跟蹤自動控制系統(tǒng)一般是由伺服電機通過蝸輪蝸桿等機構(gòu)來驅(qū)動，使太陽能電池組件及其安裝框架繞相應(yīng)的軸轉(zhuǎn)動從而實現(xiàn)跟蹤的功能。
[0006]就上述兩種具有太陽跟蹤自動控制系統(tǒng)的光伏發(fā)電裝置而言，雙軸跟蹤系統(tǒng)由于機構(gòu)復(fù)雜、成本高、可靠性低而較少在實際上應(yīng)用，通常應(yīng)用較多一點的是單軸跟蹤系統(tǒng)，并且主要是跟蹤太陽的高度角。
[0007]即便是采用具有太陽高度角跟蹤自動控制系統(tǒng)的光伏發(fā)電裝置，初期投入仍增加不少，使用維護成本及工作量也相應(yīng)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(jù)太陽的位置來改變其角度姿態(tài)，整個太陽能電池組件及其安裝架是處于活動狀態(tài)，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(jié)構(gòu)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(fā)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(fēng)力都很強，往往還伴有沙塵，在強風(fēng)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(jié)構(gòu)剛性就較差的具有太陽跟蹤控制系統(tǒng)的光伏發(fā)電裝置造成損壞，并且傳動機構(gòu)在沙塵的作用下也會極易損壞，導(dǎo)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(diào)節(jié)功能也就無法實現(xiàn)，這時太陽能電池組件的朝向會在風(fēng)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(xiàn)這樣的情況，反而影響了光伏發(fā)電裝置的發(fā)電效率。
實用新型內(nèi)容
[0008]針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述不足，本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種具有穩(wěn)固單軸支架結(jié)構(gòu)的光伏發(fā)電裝置，它不僅能比固定安裝型光伏發(fā)電裝置具有更高的發(fā)電效率，還能夠在結(jié)構(gòu)上比具有太陽跟蹤自動控制系統(tǒng)的光伏發(fā)電裝置簡潔，成本低，同時跟蹤調(diào)節(jié)操作便利，具有較高的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與使用可靠性。
[0009]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型的一種具有穩(wěn)固單軸支架結(jié)構(gòu)的光伏發(fā)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(shù)量為兩根，該兩前支柱為長度固定的桿式結(jié)構(gòu)，其上端與所述電池組件安裝框架鉸支連接，且該兩前支柱上端的鉸支中心同軸；所述后支柱包括后上支柱和后下支柱，后上支柱和后下支柱可滑動地套接連接，在后上支柱和后下支柱之間設(shè)置有螺桿螺母機構(gòu)，后上支柱和后下支柱通過螺釘或銷釘鎖定；所述后支柱的數(shù)量為兩根，兩后支柱的后上支柱的上端與所述電池組件安裝框架同軸鉸支連接，兩后支柱的后下支柱的下端同軸鉸支連接在底座上；該兩后支柱上、下端的鉸支中心與所述兩前支柱上端的鉸支中心平行；所述兩后支柱的螺桿螺母機構(gòu)與驅(qū)動機構(gòu)相連。
[0010]在上述結(jié)構(gòu)中，由于前支柱數(shù)量為兩根，可以為太陽能電池組件及電池組件安裝框架提供良好的承重支撐，同時該前支柱為長度固定的桿式結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，剛性好，其上端與所述電池組件安裝框架鉸支連接，且該兩前支柱上端的鉸支中心同軸，這就使得電池組件安裝框架及其上的太陽能電池組件可以繞所述兩前支柱上端的鉸支中心轉(zhuǎn)動；又由于所述后支柱包括后上支柱和后下支柱，后上支柱和后下支柱可滑動地套接連接，這樣所述后支柱就成為長度可調(diào)的支柱，可以通過其長度的變化改變電池組件安裝框架及其上的太陽能電池組件后端的高度，并且在后上支柱和后下支柱之間設(shè)置有螺桿螺母機構(gòu)，后上支柱和后下支柱通過螺釘或銷釘鎖定，這樣可以使支柱長度的調(diào)節(jié)比較方便，調(diào)節(jié)以后后上支柱與后下支柱通過螺釘或銷釘鎖定成為了一個剛性體，保證了結(jié)構(gòu)剛性；進一步的，由于所述后支柱的數(shù)量為二根，這樣，加上兩根前支柱，電池組件安裝框架及其上的太陽能電池組件能夠得到四點支撐，使其支撐能力強，結(jié)構(gòu)更為穩(wěn)定，對具有較大型太陽能電池組件的光伏發(fā)電裝置尤為適用；再進一步的，由于兩后支柱的后上支柱的上端與所述電池組件安裝框架同軸鉸支連接，兩后支柱的后下支柱的下端同軸鉸支連接在底座上，該兩后支柱上、下端的鉸支中心與所述兩前支柱上端的鉸支中心平行，這樣，在后支柱下端支承位置不變的情況下電池組件安裝框架及其上的太陽能電池組件能隨著后支柱長度的變化而繞其與前支柱上端的鉸支中心轉(zhuǎn)動，從而可以實現(xiàn)對太陽高度進行跟蹤，而這里所述的同軸鉸支連接意味著兩根后支柱上、下端的鉸鏈中心是分別處于同一直線上的，這樣在使用過程中兩后支柱的長度及其調(diào)節(jié)量是相同的；更進一步的，由于所述兩后支柱的螺桿螺母機構(gòu)與驅(qū)動機構(gòu)相連，這樣通過驅(qū)動機構(gòu)，就可以驅(qū)動兩后支柱的螺桿螺母機構(gòu)來同時調(diào)節(jié)后支柱的長度，使得跟蹤調(diào)節(jié)操作便利。[0011]與固定安裝型光伏發(fā)電裝置相比，本實用新型可實現(xiàn)對太陽的單軸跟蹤，可以每隔一段時間進行一次人工跟蹤調(diào)節(jié)，使得太陽能電池組件能較好的正對太陽，以獲取更多的光照資源，從而具有更高的發(fā)電效率；而與具有太陽跟蹤自動控制系統(tǒng)的光伏發(fā)電裝置相比，本實用新型沒有采用伺服電機及其自動控制系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)上進行了簡化，降低了成本，同時本實用新型結(jié)構(gòu)剛性相對較好，既不存在具有太陽跟蹤自動控制系統(tǒng)的光伏發(fā)電裝置中運動部件與固定部件連接處必然存在的間隙，也不需要靠傳動部件的自鎖來保證結(jié)構(gòu)剛性，每次跟蹤調(diào)節(jié)之后是對可調(diào)部件之間進行鎖定的，從而保證了結(jié)構(gòu)剛性，整個裝置具有較高的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與使用可靠性。
[0012]本實用新型的一個優(yōu)選實施方案，所述螺桿螺母機構(gòu)的螺母設(shè)置在后上支柱的下端面上，螺桿螺母機構(gòu)的螺桿轉(zhuǎn)動安裝在后下支柱上。采用該實施方案，轉(zhuǎn)動螺桿就可以使設(shè)置在后上支柱上的螺母在螺桿上移動，從而帶動上部支柱與下部支柱之間產(chǎn)生位移，起到長度調(diào)節(jié)效果，這樣的設(shè)置結(jié)構(gòu)簡潔，使用方便。
[0013]本實用新型進一步的優(yōu)選實施方案，所述驅(qū)動機構(gòu)包括兩對蝸輪蝸桿，兩蝸桿設(shè)置在同一蝸桿軸上，該蝸桿軸轉(zhuǎn)動安裝在兩后支柱的后下支柱上，兩蝸輪分別安裝在兩后支柱上螺桿螺母機構(gòu)的螺桿上。采用該實施方案，轉(zhuǎn)動同一蝸桿軸，就可以通過兩蝸輪同時帶動兩后支柱的螺桿來調(diào)節(jié)后支柱的長度，從而使得跟蹤調(diào)節(jié)操作便利。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型一種具有穩(wěn)固單軸支架結(jié)構(gòu)的光伏發(fā)電裝置作進一步詳細(xì)說明。
[0015]圖1是本實用新型一種具有穩(wěn)固單軸支架結(jié)構(gòu)的光伏發(fā)電裝置一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2是圖1所示結(jié)構(gòu)的右側(cè)示圖。
[0017]圖中:1 一太陽能電池組件、2 —電池組件安裝框架、3 —前支柱、4 一后支柱、5 —底座、6 —螺桿螺母機構(gòu)、7 —驅(qū)動機構(gòu)
【具體實施方式】
[0018]在圖1、圖2所示的一種具有穩(wěn)固單軸支架結(jié)構(gòu)的光伏發(fā)電裝置中，太陽能電池組件I固定安裝在電池組件安裝框架2上，該電池組件安裝框架2支承在前支柱3和后支柱4上；所述前支柱3的結(jié)構(gòu)形式為長度固定的方管桿式結(jié)構(gòu)，其數(shù)量為二根，其上端與所述電池組件安裝框架2的前邊框鉸支連接，鉸鏈位置分別處于電池組件安裝框架2的前邊框的左右兩側(cè)，且兩鉸鏈軸線同軸，兩前支柱3的下端固定支承在地基上；
[0019]所述后支柱4由后上支柱與后下支柱兩部分構(gòu)成，在后上支柱和后下支柱之間設(shè)置有螺桿螺母機構(gòu)6，后上支柱的上端面與后下支柱的下端面上均設(shè)置有鉸鏈耳座；后上支柱主體為方管形桿件，在后上支柱的下端面上設(shè)置有螺孔，該螺孔為螺桿螺母機構(gòu)6的螺母孔；后下支柱主體為槽鋼形桿件，后下支柱套接于后上支柱的外面，螺桿螺母機構(gòu)6的螺桿轉(zhuǎn)動安裝在后下支柱上位于中下部設(shè)置的安裝座孔內(nèi)，；后下支柱的兩側(cè)面上設(shè)置有數(shù)個螺孔用以安裝緊定螺釘，在每次調(diào)節(jié)完成后利用此緊定螺釘將后上支柱和后下支柱鎖定位置，形成一剛性構(gòu)件。[0020]所述后支柱4數(shù)量為二根，該兩后支柱4的上端通過后上支柱上端面上的鉸鏈耳座分別與所述電池組件安裝框架2鉸支連接，兩鉸鏈位置分別處于電池組件安裝框架2的后邊框的左右兩側(cè)且該兩鉸鏈軸線同軸，該兩后支柱4的下端通過后下支柱下端面上的鉸鏈耳座分別鉸支連接在底座5上且該兩鉸鏈軸線同軸，當(dāng)然，將底座5延伸至前支柱3的位置，所述兩前支柱3的下端也可以支承在該底座5上；該兩后支柱4上、下端的鉸鏈軸線平行于所述兩前支柱3上端的鉸鏈軸線。
[0021 ] 所述兩后支柱4的螺桿螺母機構(gòu)6與驅(qū)動機構(gòu)7相連，所述驅(qū)動機構(gòu)7包括兩對蝸輪蝸桿，其中兩蝸輪分別固定安裝在前述兩后支柱4上螺桿螺母機構(gòu)6的螺桿末端上，兩蝸桿設(shè)置在同一蝸桿軸上，該蝸桿軸轉(zhuǎn)動安裝在兩后支柱4的后下支柱上，蝸桿軸的一端設(shè)置有方榫，利用扳手或手輪就可以通過該方榫同時轉(zhuǎn)動兩蝸桿，從而經(jīng)兩蝸輪來轉(zhuǎn)動兩后支柱4上的螺桿螺母機構(gòu)6的螺桿對兩后支柱4的長度進行調(diào)節(jié)，達(dá)到跟蹤調(diào)節(jié)目的。
[0022]上述僅舉出了本實用新型的一些優(yōu)選實施方式，但本實用新型并不局限于此，在不違背本實用新型基本原理的情況下，還可以作許多的改進和變換。如:所述后下支柱的兩側(cè)面上不一定要設(shè)置有數(shù)個螺孔用以安裝緊定螺釘，而是可以在后上支柱與后下支柱相應(yīng)的兩側(cè)面上加工出數(shù)個銷釘孔，每次調(diào)節(jié)完成后，用銷釘插入相應(yīng)的銷釘孔內(nèi)，同樣能起到鎖定位置、使后上支柱與后下支柱形成一剛性構(gòu)件的作用。因此，只要是在本實用新型基本原理之上所作出的改進與變換，均應(yīng)視為落入本實用新型的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種具有穩(wěn)固單軸支架結(jié)構(gòu)的光伏發(fā)電裝置，包括太陽能電池組件(I)、電池組件安裝框架(2)、前支柱(3)以及后支柱(4)，所述太陽能電池組件(I)固定連接在電池組件安裝框架(2)上，該電池組件安裝框架(2)支承于所述前支柱(3)和后支柱(4)上，其特征在于:所述前支柱(3)的數(shù)量為兩根，該兩前支柱(3)為長度固定的桿式結(jié)構(gòu)，其上端與所述電池組件安裝框架(2)鉸支連接，且該兩前支柱(3)上端的鉸支中心同軸；所述后支柱(4)包括后上支柱和后下支柱，后上支柱和后下支柱可滑動地套接連接，在后上支柱和后下支柱之間設(shè)置有螺桿螺母機構(gòu)(6)，后上支柱和后下支柱通過螺釘或銷釘鎖定；所述后支柱(4)的數(shù)量為兩根，兩后支柱(4)的后上支柱的上端與所述電池組件安裝框架(2)同軸鉸支連接，兩后支柱(4)的后下支柱的下端同軸鉸支連接在底座(5)上；該兩后支柱(4)上、下端的鉸支中心與所述兩前支柱(3)上端的鉸支中心平行；所述兩后支柱(4)的螺桿螺母機構(gòu)(6)與驅(qū)動機構(gòu)(7)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有穩(wěn)固單軸支架結(jié)構(gòu)的光伏發(fā)電裝置，其特征在于:所述螺桿螺母機構(gòu)(6)的螺母設(shè)置在后上支柱的下端面上，螺桿螺母機構(gòu)(6)的螺桿轉(zhuǎn)動安裝在后下支柱上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有穩(wěn)固單軸支架結(jié)構(gòu)的光伏發(fā)電裝置，其特征在于:所述驅(qū)動機構(gòu)(7)包括兩對蝸輪蝸桿，兩蝸桿設(shè)置在同一蝸桿軸上，該蝸桿軸轉(zhuǎn)動安裝在兩后支柱(4)的后下支柱上，兩蝸輪分別安裝在兩后支柱(4)上螺桿螺母機構(gòu)(6)的螺桿上。
【文檔編號】G05D3/10GK203596767SQ201320240155
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2013年5月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月7日
【發(fā)明者】殷懷軍, 汪振斌, 許桂生 申請人:江蘇燕山光伏設(shè)備有限公司