[发明专利]一种太阳跟踪装置

说明书

技术领域

本发明属于聚焦太阳能光伏发电技术领域，具体涉及一种太阳跟踪装置。

背景技术

随着经济的发展和社会的进步，自然资源被大量地、甚至是掠夺性地开发和利用，人类的自然资源即将枯竭，大量自然能源在使用过程中所产生的污染也使人类的生活环境面临严重的威胁，加上人类对自然资源的利用提出了越来越高的要求，因此，寻找新能源已迫在眉睫。而太阳能作为一种干净环保并且取之不尽的可再生新能源，随着社会经济要实现可持续发展的呼吁，越来越受到人类的青睐，其在人类生产生活中具有广泛的作用，其中之一就是将太阳能转换为电能，而聚焦太阳能光伏发电的工作原理就是将汇聚的太阳光转换成电能。

固定光伏组件发电是聚焦太阳能光伏发电的主要形式，它是将光伏组件固定于承载支架系统上，用以收集日升至日落期间的光照辐射，并将收集到的光照转换为电能，其转换的电能多少与光伏组件的有效辐射面积成正比，而该有效辐射面积即为被接收太阳光在太阳光垂直面上的投影面积。由于地球自转，太阳每天东升西落，一天之中接收太阳光的光伏组件只有很短时间是正对太阳的，当光伏组件斜对太阳时，其有效辐射面积正比于光伏组件与太阳光垂直面之间夹角的余弦，因此其对于太阳光的利用率是相当低的，浪费了大量的太阳辐照能量。

针对上述问题，目前在聚焦太阳能光伏发电领域中，采用方位角驱动装置来对光伏组件的方位角进行控制调节的太阳跟踪装置应运而生，以使光伏组件对太阳运动轨迹进行追踪，使光伏组件尽可能长时间正对太阳光的辐射方向，以提高太阳光的利用率。目前市场上普遍采用轴承转盘作为方位角驱动装置，即采用该轴承转盘将光伏组件设置于支撑机构上，并通过对轴承转盘的控制使其带动光伏组件转动，以实现该光伏组件对太阳的追踪。但是，这种轴承转盘不能够承受过大的风力，即当风力比较大时，该轴承转盘所承受的外来冲击载荷（该外来冲击载荷多为有害载荷）就较大，这些冲击载荷极易造成轴承转盘的损害，从而导致整个太阳跟踪装置的使用寿命偏短，防过载能力差；并且，这种轴承转盘在装配过程中或在使用一段时间后，轴承转盘内各部件由于磨损等原因之间会产生间隙，而这些间隙只能通过人工来对其进行调整，这对于太阳追踪装置这种大型机械设备而言，其维修成本十分高昂，不利于市场推广。

发明内容

针对上述不足，本发明提供一种不但能够承受较大冲击载荷，而且还能够自动消除方位角驱动装置间隙的太阳跟踪装置。 

本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的：

一种太阳跟踪装置，包括用以安装光伏组件的支撑机构和固定于所述支撑机构上并对该支撑机构进行方位角调整的方位角驱动装置，所述方位角驱动装置为凸轮转盘。

所述凸轮转盘包括壳体、设置在所述壳体上的驱动装置、由所述驱动装置驱动并带有凸轮的动力输出轴和设置在所述动力输出轴上对外来冲击载荷进行转移的控制装置。

所述驱动装置包括设置在所述壳体上的驱动电机、连接在所述驱动电机动力输出端的驱动蜗杆和固定设置在所述动力输出轴上并与所述驱动蜗杆啮合的驱动涡轮，其动力传递路线为电机—驱动蜗杆—驱动涡轮—动力输出轴。

所述控制装置包括设置在所述壳体上的控制电机、连接在所述控制电机动力输出端的控制蜗杆、通过滑动套配装在所述动力输出轴上并与所述控制蜗杆啮合的控制涡轮和与所述凸轮面接触的摩擦装置；为了对所述驱动涡轮和控制涡轮进行定距，防止两者相对运动，其中，所述控制涡轮设置于所述凸轮与驱动涡轮之间，并且所述控制涡轮与驱动涡轮之间采用套装在所述动力输出轴上的隔套隔开，使所述控制涡轮与驱动涡轮平行布置在所述动力输出轴上。

所述摩擦装置包括与所述凸轮面接触并固定于所述壳体上的摩擦体和设置在所述凸轮与摩擦体之间的摩擦片，为了实现该摩擦片与摩擦体、摩擦片与凸轮之间的接触面积最大化，以增加摩擦受力面积，该摩擦片与所述摩擦体和凸轮均贴合，即它们之间均为面接触。

所述凸轮呈心形，所述摩擦片与心形凸轮的凹陷曲面相贴合；并且，该心形凸轮凹陷曲面的形状可根据需要转移或消耗的冲击载荷的多少来具体设定，灵活可变。

所述支撑机构包括立柱、举臂和支架系统，所述举臂的下端通过所述凸轮转盘与所述立柱连接，上端与所述支架系统连接，所述支架系统上安装光伏组件。

所述动力输出轴的一端位于所述壳体内，另一端伸出所述壳体并与所述举臂的下端连接；同时为了调整该凸轮转盘内各部件在装配时所产生的间隙，所述壳体对应于未伸出该壳体的动力输出轴的一端设置有端盖，该端盖通过螺栓固定于所述壳体上，以对上述间隙进行调整；另一端在所述动力输出轴与摩擦体之间设置轴密封圈。