本發(fā)明涉及一種光伏系統(tǒng),具體地說是涉及一種自動轉(zhuǎn)角光伏系統(tǒng)及自動轉(zhuǎn)角光伏方陣。
背景技術(shù):
目前,國內(nèi)外固定光伏組件普遍采用固定設(shè)施,即金屬支架安裝法,在每組光伏組件的下面制作成三角結(jié)構(gòu)的金屬骨架,金屬骨架的斜面及傾斜角保持正對太陽光照射的方向,使用螺栓將光伏組件固定在金屬骨架的斜面上,然后再將金屬骨架固定到地面上。這種方法簡單、實(shí)用、易于設(shè)計安裝,是目前最為普遍的安裝方法,但該方法在使用中,受地理因素和環(huán)境因素影響較大,如遇到地震、強(qiáng)風(fēng)、泥石流等自然災(zāi)害,會給整個電站造成巨大破壞;另外,將金屬骨架固定在某一位置,不能夠隨著太陽高度的變化進(jìn)行轉(zhuǎn)動,太陽能利用率低。
同時,光伏發(fā)電的制造成本及安裝維修成本過高,光伏發(fā)電設(shè)備的制造完成后,制造成本則轉(zhuǎn)化為固定成本,在安裝和維護(hù)成本中,主要取決于安裝設(shè)備、施工方法、發(fā)電比率及土地資源占用成本等。采用現(xiàn)有的安裝方法,無法使太陽光保持直射光伏組件,造成太陽能的損失,從而導(dǎo)致太陽能所轉(zhuǎn)換形成的電能功率降低,相應(yīng)成本提升。
因此,為了更大范圍推廣應(yīng)用太陽能,需要開發(fā)一種對地形要求低,能夠跟隨太陽的轉(zhuǎn)動自動轉(zhuǎn)角的光伏系統(tǒng),以提高太陽能利用率,節(jié)約成本。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的之一是提供一種自動轉(zhuǎn)角光伏系統(tǒng),以解決現(xiàn)有光伏系統(tǒng)對地形要求高、太陽能利用率低、成本高等問題。
本發(fā)明的目的之二是提供一種自動轉(zhuǎn)角光伏方陣,以利用自動轉(zhuǎn)角光伏系統(tǒng)形成光伏方陣,進(jìn)一步提高光伏方陣對太陽能的利用率,降低安裝成本。
本發(fā)明的目的之一是這樣實(shí)現(xiàn)的:
一種自動轉(zhuǎn)角光伏系統(tǒng),包括:
平行排布的若干光伏組件,各光伏組件通過對應(yīng)的四個位置各自連接于四根連接索;所述四根連接索端部對應(yīng)的位置點(diǎn)上接有四連桿框架,所述四連桿框架包括水平的兩支撐桿和豎直的兩同步桿;所述各支撐桿的兩端部之間接有回轉(zhuǎn)索;
支撐機(jī)構(gòu),包括對置的支架,各支架上設(shè)置有供所述回轉(zhuǎn)索穿繞的上被動輪和下被動輪;以及
角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),包括動力驅(qū)動機(jī)構(gòu)以及受所述動力驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動的拉桿,所述拉桿的末端接于所述一同步桿。
所述光伏組件的對應(yīng)的四個位置分別經(jīng)由活動鎖扣連接在所述連接索上,所述活動鎖扣包括上連接件、下連接件以及連接轉(zhuǎn)軸。
在所述連接索下方設(shè)置有落地式支撐滾輪。
本發(fā)明的目的之二是這樣實(shí)現(xiàn)的:
一種自動轉(zhuǎn)角光伏方陣,包括光伏方陣和轉(zhuǎn)角驅(qū)動機(jī)構(gòu);所述光伏方陣由若干光伏列排布而成;所述光伏列包括支撐機(jī)構(gòu)和由支撐機(jī)構(gòu)支撐的若干光伏組件;各光伏組件的對應(yīng)的四個位置分別連接于四根連接索;所述四根連接索端部對應(yīng)的位置點(diǎn)上接有四連桿框架,所述四連桿框架包括水平的兩支撐桿和豎直的兩同步桿;所述各支撐架的兩端部之間接有回轉(zhuǎn)索;所述支撐機(jī)構(gòu)包括對置的支架,各支架上設(shè)置有供所述回轉(zhuǎn)索穿繞的上被動輪和下被動輪;所述轉(zhuǎn)角驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括動力驅(qū)動機(jī)構(gòu)以及與所述動力驅(qū)動機(jī)構(gòu)輸出端相連接的牽引索;在所述每個光伏列的同步桿上系有水平拉索,所述水平拉索的另一端部繞過轉(zhuǎn)向滑輪與所述牽引索相接。
所述光伏組件的對應(yīng)的四個位置分別經(jīng)由活動鎖扣連接在所述連接索上,所述活動鎖扣包括上連接件、下連接件以及連接轉(zhuǎn)軸。
在所述連接索下方設(shè)置有落地式支撐滾輪。
所述轉(zhuǎn)角驅(qū)動機(jī)構(gòu)設(shè)置有兩套,分別位于光伏列的兩側(cè),各自使所述光伏組件向相反的方向轉(zhuǎn)動。
本發(fā)明采用這種結(jié)構(gòu),使得光伏系統(tǒng)中的各光伏組件同步進(jìn)行角度調(diào)整和控制,從而能夠跟隨太陽的運(yùn)動或天氣變化改變傾角,使光伏組件始終與太陽光線保持垂直,提高光伏組件的工作效率。在惡劣天氣時,調(diào)整光伏組件的角度,從而提高對特大風(fēng)雪等的承載能力,減少自然災(zāi)害破壞,進(jìn)而延長光伏組件的工作壽命。由此克服光伏組件在固定安裝過程中的地形限制,增加光伏系統(tǒng)在不同地區(qū)尤其是在山區(qū)或西北荒漠地區(qū)中使用的長期穩(wěn)定性和可靠性,降低光伏系統(tǒng)和光伏方陣的安裝費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用。
本發(fā)明的自動轉(zhuǎn)角光伏系統(tǒng)和自動轉(zhuǎn)角光伏方陣中,光伏組件可根據(jù)控制系統(tǒng)自動搖擺,以接收更多太陽光照射,提高發(fā)電量30%;多根連接索并行,承載能力強(qiáng),安裝快捷,節(jié)約施工時間;自動轉(zhuǎn)角光伏方陣具有調(diào)節(jié)更方便,成本更低的優(yōu)勢。
附圖說明
圖1是本發(fā)明自動轉(zhuǎn)角光伏系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是連接索的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是活動鎖扣的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本發(fā)明自動轉(zhuǎn)角光伏方陣的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示,自動轉(zhuǎn)角光伏系統(tǒng),包括平行排布的若干光伏組件18、支撐機(jī)構(gòu)以及角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。每片光伏組件18包括矩形的電池板及定位塊,定位塊安裝在電池板上,用以與轉(zhuǎn)動支撐機(jī)構(gòu)中的連接索17相連接,以將電池板固定在連接索17上。圖1中示出的四片光伏組件18均布在連接索17上,四片光伏組件18之間的距離也可不同。
各光伏組件18的四角各自連接于四根連接索17;所述四根連接索兩個端部對應(yīng)的位置點(diǎn)上接有四連桿框架。四連桿框架由水平的兩支撐桿16和豎直的兩同步桿組成。所述各支撐桿的兩端部之間接有回轉(zhuǎn)索15?;剞D(zhuǎn)索15與連接索17形成閉合環(huán)。
支撐機(jī)構(gòu)包括對置的支架11,各支架11上設(shè)置有供回轉(zhuǎn)索15穿繞的上被動輪14和下被動輪10。
角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括動力驅(qū)動機(jī)構(gòu)13以及受所述動力驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動的拉桿12,拉桿12的末端接于一個同步桿上,該同步桿為主動同步桿20,該四連桿框架中另一同步桿為被動同步桿21。動力驅(qū)動機(jī)構(gòu)13可以采用液壓氣缸等現(xiàn)有技術(shù)中已知的動力機(jī)構(gòu)。當(dāng)動力驅(qū)動機(jī)構(gòu)13通過拉桿12拉動主動同步桿20移動時,與該主動同步桿20連接的連接索開始同步同向移動,另一與被動同步桿21相連接的連接索反向移動,從而使所有的光伏組件的傾角發(fā)生同步改變。
本發(fā)明中,連接索可以自帶張緊結(jié)構(gòu)來調(diào)節(jié)張緊力。自帶張緊結(jié)構(gòu)可以采用現(xiàn)有技術(shù)中已知的張緊結(jié)構(gòu),也可以采用如圖2所示的結(jié)構(gòu):在連接索17的兩端設(shè)置有螺旋張緊裝置,其包括空心螺桿172與活動螺母173,空心螺桿172用以調(diào)節(jié)連接索17的張緊力,活動螺母173固定在支撐架16上。在空心螺桿172與端部的定位鋁管171之間設(shè)置有彈簧墊圈175,用以消納摩擦。
圖1所示,每片光伏組件18相對的兩邊或四角分別經(jīng)由活動鎖扣19連接在連接索17上?;顒渔i扣19可以采用現(xiàn)有技術(shù)中已知的結(jié)構(gòu),也可以采用如圖3所示的結(jié)構(gòu):活動鎖扣19包括上連接件191、下連接件192和連接轉(zhuǎn)軸193。在每根連接索17上均布有定位鋁管,在每片光伏組件18的相對兩邊之間設(shè)置有與其兩邊垂直的連接桿110?;顒渔i扣19的上連接件191與定位鋁管171相連接,下連接件192與連接桿110相連接,在上連接件191與下連接件192之間設(shè)置有連接轉(zhuǎn)軸193,便于活動鎖扣19的旋轉(zhuǎn)及活動鎖扣19與連接件之間的旋轉(zhuǎn)。
圖4所示,自動轉(zhuǎn)角光伏方陣1包括光伏方陣和轉(zhuǎn)角驅(qū)動機(jī)構(gòu)。光伏方陣由若干光伏列排布而成。光伏列的基本結(jié)構(gòu)與前述自動轉(zhuǎn)角光伏系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)類似,只是在每一光伏列中不單獨(dú)設(shè)置驅(qū)動機(jī)構(gòu),而是整個光伏陣設(shè)置一個轉(zhuǎn)角驅(qū)動機(jī)構(gòu)。光伏列包括支撐機(jī)構(gòu)和由支撐機(jī)構(gòu)支撐的若干光伏組件。各光伏組件的對應(yīng)的四個位置分別連接于四根連接索。四根連接索端部對應(yīng)的位置點(diǎn)上接有四連桿框架,四連桿框架包括水平的兩支撐桿和豎直的兩同步桿。各支撐架的兩端部之間接有回轉(zhuǎn)索;支撐機(jī)構(gòu)包括對置的支架,各支架上設(shè)置有供所述回轉(zhuǎn)索穿繞的上被動輪和下被動輪。轉(zhuǎn)角驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括兩套動力驅(qū)動機(jī)構(gòu),即位于左側(cè)的動力驅(qū)動機(jī)構(gòu)9、與動力驅(qū)動機(jī)構(gòu)輸出端相連接的牽引索2以及位于右側(cè)的動力驅(qū)動機(jī)構(gòu)8、與動力驅(qū)動機(jī)構(gòu)輸出端相連接的牽引索7。在每個光伏列的位于左側(cè)的同步桿上系有水平拉索5,水平拉索5的另一端部繞過轉(zhuǎn)向滑輪4與牽引索2相接。接于右側(cè)的同步桿上相接的水平拉索3與位于右側(cè)的牽引索7相接。
圖4中僅示出了三個并聯(lián)平行排放的自動轉(zhuǎn)角光統(tǒng),每個自動轉(zhuǎn)角光伏系統(tǒng)中設(shè)置有四片均布在轉(zhuǎn)動支撐機(jī)構(gòu)上的光伏組件18,可根據(jù)自動轉(zhuǎn)角光伏系統(tǒng)中連接索17的尺寸設(shè)置多片光伏組件18,根據(jù)場地大小設(shè)置多個自動轉(zhuǎn)角光伏系統(tǒng)。每個自動轉(zhuǎn)角光伏系統(tǒng)可以擴(kuò)展承載多片光伏組件18,由于重量和跨度的關(guān)系,連接索17可能不足以支撐光伏組件,可根據(jù)實(shí)際情況在適當(dāng)位置增加多個支撐滾輪6,以在不妨礙連接索17運(yùn)動的情況下支撐連接索17。同時,可以根據(jù)地形、承重量等因素選擇現(xiàn)有多種結(jié)構(gòu)形式的支撐滾輪,從而減少安裝時對安裝處房屋屋頂?shù)钠茐?,同時徹底去掉地錨及張緊索結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明中,一種可實(shí)現(xiàn)的自動轉(zhuǎn)角光伏方陣可以是:光伏方陣的功率為0.3125mw,采用tsm-250(pc05a)光伏組件(0.992×1.625),每片光伏組件自重13公斤。將該光伏方陣設(shè)置在長為50米,寬100米的場地內(nèi),其中,光伏組件之間的間距為2米,每組光伏組件包括25片;每個自動轉(zhuǎn)角光伏系統(tǒng)之間間隔2米,平均單元寬間隔2米(每兩組并列,間隔50mm),共安裝50組單元,即該光伏方陣需要1250片光伏組件,每個光伏系統(tǒng)中光伏組件自重325公斤。