專利名稱：用于光伏發(fā)電的自適應(yīng)對(duì)日跟蹤裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及太陽光伏發(fā)電應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體為用于光伏發(fā)電的自適 應(yīng)對(duì)日跟蹤裝置。(二) 背景技術(shù)現(xiàn)有用于光伏發(fā)電的跟蹤裝置多數(shù)采用有源單軸跟蹤。而有源單軸跟蹤多 數(shù)采用太陽光電傳感器控制或按時(shí)鐘程序控制的對(duì)日跟蹤系統(tǒng)，前者是利用光 電傳感器檢測(cè)太陽對(duì)太陽電池陣的入射方位角，并控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)以減小或 消除太陽的入射方位角，后者是以預(yù)設(shè)的時(shí)鐘程序定時(shí)或連續(xù)地控制驅(qū)動(dòng)電機(jī) 轉(zhuǎn)動(dòng)以跟蹤當(dāng)?shù)氐奶枙r(shí)角。這兩種方法跟蹤精度較高，但除了分別需要太陽 光電傳感器/控制器和時(shí)鐘程序控制器外，還需要配置電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源，需要采用 蓄電池及其充放電控制器，故中間環(huán)節(jié)多而復(fù)雜，可靠性較低，不能在溫度很 低和很高的環(huán)境下正常工作，且成本較高。(三) 發(fā)明內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有有源單軸跟蹤結(jié)構(gòu)的不足之處，本實(shí)用新型提供了一種用于光伏 發(fā)電的自適應(yīng)對(duì)日跟蹤裝置，其無需配置蓄電池及其充放電控制器，無需控制 和驅(qū)動(dòng)電機(jī)用的電子元器件，結(jié)構(gòu)簡單、使用壽命長、可靠性高、成本低、耐 氣候性好，且可以自適應(yīng)跟蹤。其技術(shù)方案是這樣的其包括轉(zhuǎn)動(dòng)軸，用以光伏發(fā)電的太陽電池陣安裝于 與所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接的托架，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸安裝于支架，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸與減速電機(jī)的 軸連接，其特征在于其還包括光伏驅(qū)動(dòng)器，所述光伏驅(qū)動(dòng)器安裝于所述轉(zhuǎn)動(dòng) 軸；所述光伏驅(qū)動(dòng)器包括兩塊分別沿轉(zhuǎn)動(dòng)軸背向安裝的光伏組件，所述兩塊光 伏組件輸出端串聯(lián)后再與所述減速電機(jī)連接。其進(jìn)一步特征在于所述兩塊光伏組件的受光面之間的角度以及兩塊光伏 組件的受光面與所述太陽電池陣之間保持的角度確保太陽對(duì)太陽電池陣的入射 方位角超過設(shè)定值時(shí)，光伏驅(qū)動(dòng)器可驅(qū)動(dòng)減速電機(jī)和轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使太陽電池 陣面對(duì)太陽，減小或消除太陽對(duì)太陽電池陣的入射方位角；所述兩塊光伏組件
的受光面之間夾角在0。 10、兩塊光伏組件的受光面與所述太陽電池陣之間的 夾角為80° 90Q;所述減速電機(jī)是由多級(jí)傳動(dòng)減速器和永磁直流電機(jī)耦合而成； 所述減速電機(jī)的最佳傳動(dòng)比為1000 2000;所述兩塊光伏組件最佳額定電壓5 伏 7伏，最佳額定電流1安培 2安培；所述兩塊光伏組件分別為向東光伏組 件和向西光伏組件，在向西光伏組件的下端設(shè)置反射鏡，所述反射鏡的安裝位 置保證太陽偏西時(shí)反射鏡不會(huì)擋住太陽射向向西光伏組件受光面的光線，且保 證射向反射鏡的光線可以反射到所述向西光伏組件的受光面；所述太陽電池陣 對(duì)稱安裝在所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸兩邊的托架上，所述太陽電池陣及托架的質(zhì)心靠近所述 轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸線。本實(shí)用新型由于采用由兩塊光伏組件組成的光伏驅(qū)動(dòng)器，兩塊光伏組件沿 轉(zhuǎn)動(dòng)軸背向安裝，并在輸出端串聯(lián)后再直接與減速電機(jī)連接，只要有一定照度 的太陽光照，便能實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電裝置自適應(yīng)的對(duì)日跟蹤，無需日常維護(hù)，這樣 光伏驅(qū)動(dòng)器既作為太陽光電傳感器，又作為電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制器和電源，因而跟 蹤系統(tǒng)無需再配置蓄電池及其充放電控制器，無需電子控制元器件，減少了控 制、驅(qū)動(dòng)的許多中間環(huán)節(jié)，簡化了系統(tǒng)，降低了成本，提高了使用壽命、可靠 性和耐氣候性。(四)
圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖以及與光伏發(fā)電的太陽電池陣1的位置關(guān)系圖； 圖2為本實(shí)用新型中光伏驅(qū)動(dòng)器及其安裝位置示意圖； 圖3為本實(shí)用新型中光伏驅(qū)動(dòng)器與減速電機(jī)的接線圖。
具體實(shí)施方式
見圖1、圖2,本實(shí)用新型包括轉(zhuǎn)動(dòng)軸2，用以光伏發(fā)電的太陽電池陣1安 裝于與轉(zhuǎn)動(dòng)軸2連接的托架3，最好對(duì)稱安裝在托架3的兩邊，太陽電池陣1及 托架3的質(zhì)心靠近轉(zhuǎn)動(dòng)軸2的軸線，以減小其驅(qū)動(dòng)力矩。轉(zhuǎn)動(dòng)軸2呈南北向傾 斜或南北向水平安裝于支架6，轉(zhuǎn)動(dòng)軸2與減速電機(jī)5的軸連接，本實(shí)用新型還 包括光伏驅(qū)動(dòng)器4，光伏驅(qū)動(dòng)器4安裝于轉(zhuǎn)動(dòng)軸2;光伏驅(qū)動(dòng)器4包括兩塊分別 沿轉(zhuǎn)動(dòng)軸2背向安裝的光伏組件7、 8，光伏組件7、 8輸出端串聯(lián)后再與減速電 機(jī)5連接。光伏組件7、 8的受光面之間的角度以及光伏組件7、 8的受光面與 太陽電池陣1之間保持的角度確保太陽對(duì)太陽電池陣1的入射方位角超過設(shè)定 值時(shí)，光伏驅(qū)動(dòng)器4可驅(qū)動(dòng)減速電機(jī)5和轉(zhuǎn)動(dòng)軸2轉(zhuǎn)動(dòng)，使太陽電池陣l面對(duì)
太陽，減小或消除太陽對(duì)太陽電池陣l的入射方位角；光伏組件7、 8的受光面 之間夾角一般在0° 10°之間，光伏組件7、 8的受光面與太陽電池陣1之間的夾 角一般為80n 90"之間，這樣可以提高太陽電池陣1對(duì)太陽的跟蹤精度。減速電 機(jī)5是由多級(jí)傳動(dòng)減速器和永磁直流電機(jī)耦合而成；減速電機(jī)5的最佳傳動(dòng)比 為1000 2000;采用大傳動(dòng)比多級(jí)傳動(dòng)減速器是為了減小電機(jī)的啟動(dòng)力矩和驅(qū) 動(dòng)功率，采用永磁直流電機(jī)是為了直接利用光伏驅(qū)動(dòng)器4輸出的直流電驅(qū)動(dòng)， 且輸出力矩大。光伏組件7、 8最佳額定電壓分別為5伏 7伏，最佳額定電流分 別為1安培 2安培，圖2中，光伏組件7為向東光伏組件,光伏組件8為向西 光伏組件，在向西光伏組件8的下端設(shè)置反射鏡9，反射鏡9的安裝位置保證太 陽偏西時(shí)反射鏡9不會(huì)擋住太陽射向向西光伏組件8受光面的光線，且保證射向 反射鏡9的光線可以反射到向西光伏組件9的受光面。
以下結(jié)合附圖1描述本實(shí)用新型的工作過程當(dāng)太陽對(duì)太陽電池陣1的入 射方位角超過設(shè)定值時(shí)，光伏驅(qū)動(dòng)器4面向太陽的一塊光伏組件受太陽的直射 輻射，而另一塊光伏組件背向太陽，光伏驅(qū)動(dòng)器4輸入減速電機(jī)5的電流增大 到可驅(qū)動(dòng)減速電機(jī)5和轉(zhuǎn)動(dòng)軸2轉(zhuǎn)動(dòng)，使太陽電池陣l面對(duì)太陽，從而減小或 消除太陽對(duì)太陽電池陣1的入射方位角；當(dāng)太陽對(duì)太陽電池陣1的入射方位角 反向超過設(shè)定值時(shí)，如在早晨，光伏組件7面向太陽，光伏驅(qū)動(dòng)器4輸入減速 電機(jī)5的反向電流則使得減速電機(jī)5和轉(zhuǎn)動(dòng)軸2反向轉(zhuǎn)動(dòng)。向東光伏組件7用 于早晨日出后使太陽電池陣1轉(zhuǎn)向東方升起的太陽，向西光伏組件8用作對(duì)太 陽從東向西的跟蹤，通過光伏驅(qū)動(dòng)器4輸出電流隨太陽對(duì)太陽電池陣1的入射 方位角的變化，自己調(diào)節(jié)減速電機(jī)5的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和角度，控制太陽電池陣1的 對(duì)日定向。這樣不管是遇到什么天氣，只要有一定照度的太陽光照，光伏驅(qū)動(dòng) 器4至少有一塊光伏組件能夠接受到較多的太陽直射輻射，因而本實(shí)用新型能 夠?qū)崿F(xiàn)自適應(yīng)對(duì)日跟蹤。在向西光伏組件8的下端安裝一塊反射鏡9，是為了進(jìn) 一步增加向西光伏組件8的輸出功率，提高太陽電池陣1對(duì)太陽的跟蹤精度， 但在太陽輻射量豐富地區(qū)也可以不裝。見圖3，光伏驅(qū)動(dòng)器4的向東光伏組件7與向西光伏組件8的輸出端串聯(lián)后 再與減速電機(jī)5的電纜連接，線路非常簡單、可靠，可在-3(TC到+60。C的環(huán)境 下工作。如果向西光伏組件8面向太陽，在太陽直射輻射(雙實(shí)線箭頭表示) 和散射輻射(雙虛線箭頭表示)作用下，其輸入減速電機(jī)5的電流將大于向東光伏組件7僅接受太陽散射輻射(雙虛線箭頭表示)時(shí)輸入減速電機(jī)5的反向 電流，減速電機(jī)5可正向轉(zhuǎn)動(dòng)；反之，向東光伏組件7面向太陽時(shí)，輸入減速 電機(jī)5的反向電流占優(yōu)，減速電機(jī)5則可反向轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)太陽對(duì)太陽電池陣1的 入射方位角減小到容許值范圍時(shí)，向西光伏組件8和向東光伏組件7輸入電機(jī) 的正、反向電流趨于相等，減速電機(jī)5便不足以克服所需的驅(qū)動(dòng)力矩而停止轉(zhuǎn) 動(dòng)。這樣可以使太陽電池陣對(duì)太陽入射方位角的最大跟蹤角度范圍約為110°， 在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下跟蹤精度優(yōu)于±10°，這與跟蹤精度更高而系統(tǒng)復(fù)雜的現(xiàn)有有 源單軸跟蹤裝置相比，發(fā)電量卻相差無幾。
權(quán)利要求1、 用于光伏發(fā)電的自適應(yīng)對(duì)日跟蹤裝置，其包括轉(zhuǎn)動(dòng)軸，用以光伏發(fā)電的 太陽電池陣安裝于與所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接的托架，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸安裝于支架，所述轉(zhuǎn) 動(dòng)軸與減速電機(jī)的軸連接，其特征在于其還包括光伏驅(qū)動(dòng)器，所述光伏驅(qū)動(dòng) 器安裝于所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸；所述光伏驅(qū)動(dòng)器包括兩塊分別沿轉(zhuǎn)動(dòng)軸背向安裝的光伏 組件，所述兩塊光伏組件輸出端串聯(lián)后再與所述減速電機(jī)連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述用于光伏發(fā)電的自適應(yīng)對(duì)日跟蹤裝置，其特征在于-所述兩塊光伏組件的受光面之間的角度以及兩塊光伏組件的受光面與太陽電池 陣之間保持的角度確保太陽對(duì)太陽電池陣的入射方位角超過設(shè)定值時(shí)，光伏驅(qū) 動(dòng)器可驅(qū)動(dòng)減速電機(jī)和轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使太陽電池陣面對(duì)太陽，減小或消除太陽 對(duì)太陽電池陣的入射方位角。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述用于光伏發(fā)電的自適應(yīng)跟蹤裝置，其特征在于所述兩塊光伏組件的受光面之間夾角在0° 10°之間。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述用于光伏發(fā)電的自適應(yīng)跟蹤裝置，其特征在于兩塊光伏組件的受光面與所述太陽電池陣之間的夾角為80° 90°之間。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述用于光伏發(fā)電的自適應(yīng)跟蹤裝置，其特征在于所 述減速電機(jī)是由多級(jí)傳動(dòng)減速器和永磁直流電機(jī)耦合而成。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述用于光伏發(fā)電的自適應(yīng)跟蹤裝置，其特征在于所述減速電機(jī)的康佳傳動(dòng)比為1000 2000。
7、 根據(jù)權(quán)利要求2所述用于光伏發(fā)電的自適應(yīng)跟蹤裝置，其特征在于所 述兩塊光伏組件最佳額定電壓5伏 7伏，最佳額定電流1安培 2安培。
8、 根據(jù)權(quán)利要求2所述用于光伏發(fā)電的自適應(yīng)跟蹤裝置，其特征在于所 述兩塊光伏組件分別為向東光伏組件和向西光伏組件，在向西光伏組件的下端 設(shè)置反射鏡，所述反射鏡的安裝位置保證太陽偏西時(shí)反射鏡不會(huì)擋住太陽射向 向西光伏組件受光面的光線，且保證射向反射鏡的光線可以反射到所述向西光 伏組件的受光面。
9、 根據(jù)權(quán)利要求l所述用于光伏發(fā)電的自適應(yīng)跟蹤裝置，其特征在于所述太陽電池陣對(duì)稱安裝在所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸兩邊的托架上，所述太陽電池陣及托架的 質(zhì)心靠近所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸線。
專利摘要本實(shí)用新型為用于光伏發(fā)電的自適應(yīng)對(duì)日跟蹤裝置。其無需配置蓄電池及其充放電控制器，無需控制和驅(qū)動(dòng)電機(jī)用的電子元器件，結(jié)構(gòu)簡單、使用壽命長、可靠性高、成本低、耐氣候性好。其包括轉(zhuǎn)動(dòng)軸，用以光伏發(fā)電的太陽電池陣安裝于與所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接的托架，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸安裝于支架，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸與減速電機(jī)的軸連接，其特征在于其還包括光伏驅(qū)動(dòng)器，所述光伏驅(qū)動(dòng)器安裝于所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸；所述光伏驅(qū)動(dòng)器包括兩塊分別沿轉(zhuǎn)動(dòng)軸背向安裝的光伏組件，所述兩塊光伏組件輸出端串聯(lián)后再與所述減速電機(jī)連接。
文檔編號(hào)H02N6/00GK201039038SQ20072003506
公開日2008年3月19日 申請(qǐng)日期2007年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月12日
發(fā)明者黃良甫 申請(qǐng)人:江蘇振發(fā)太陽能科技發(fā)展有限公司