[发明专利]一种三足固定式双轴全自动太阳能跟踪器装置

说明书

技术领域

本发明属于太阳能光伏发电和太阳能光热利用领域，特别涉及一种利用阳光采集器固定架的固有长度作为力臂，有效降低了跟日能耗和太阳能利用成本，采用三点定位提高了设备的稳定性，增加了抗风暴能力的混合式双轴全自动太阳能跟踪装置。

背景技术

太阳能作为一种可持续利用的清洁能源，是理想的可再生能源。由于太阳能量密度低，能量接收连续性差，随季节、昼夜、气候条件的变化而变化，目前的应用主要集中在太阳能热水器和太阳暖房等能量密度要求不高，采光时间不连续，用户分散的领域。大力发展太阳能光伏发电和热发电是节约矿石能源，降低二氧化碳排放，确保能源安全，实现可持续发展的有效途径。

制约太阳能光伏发电的主要因素是光电转换成本高，发电量波动大，远距离输送难度大。在相同天气状况下，采用太阳能跟踪技术使太阳电池始终垂直于太阳光线，有利于提高太阳能的利用率，在延长发电时间的同时增加发电量，既能降低太阳能光伏发电成本，又能在一定程度上减少对电网波动的影响。鉴于以上原因，太阳能跟踪技术受到了人们的高度重视。

根据控制部件中控制信号产生的方式广义上可将跟踪技术分为主动式、被动式和混合式三类。根据转动调级部件中所含转动轴的个数通常将跟踪技术分为单轴跟踪和双轴跟踪。将以上两种分类组合后，太阳能跟踪技术可分为主动式单轴跟踪、主动式双轴跟踪、被动式单轴跟踪、被动式双轴跟踪、混合式单轴跟踪和混合式双轴跟踪。不管哪一类跟踪，其转动驱动力大都是作用在转轴上，由于转轴贡献的力臂很小，对给定的负载就需要提供较大的驱动力。为此由太阳能跟踪引起的电能消耗较大。其次，跟日部件通过转轴固结，稳定性差，抗风暴能力低。为解决以上问题，申请人提出了一种侧拉式太阳能自动跟踪装置。该侧拉式太阳能自动跟踪装置，利用光线采集器固定架的固有长度作为力臂，有效降低了跟日能耗和太阳能利用成本，采用三点定位或线点定位提高了设备的稳定性，增加了抗风暴能力的混合式单轴太阳能跟踪装置。但是该侧拉式太阳能自动跟踪装置仅适用于单轴跟踪，仰角的调整人需要人工进行，自动化程度差，只适用于单台或小规模太阳能利用场合。对于无人值守或大规模太阳能电站单轴跟踪是无法满足其功能需求。其次，现有的双轴跟踪，不论是单台或阵列式，均使用一个中心支承轴，抗风暴能力差，使用受到限制。

发明内容

本发明在侧拉式太阳能自动跟踪装置基础上进一步创新，解决了单轴与双轴之间的耦合问题，利用杠杆原理、三点定位、中天坐标原点和一维驱动方式提供一种结构简单、能精确控制的低耗能、稳定性好、抗风暴能力强的三足固定式双轴全自动太阳能跟踪装置。

为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案予以实现：

一种三足固定式双轴全自动太阳能跟踪装置，包括阳光采集器固定架、光强信号采集器、支撑杆及主传动机构，在阳光采集器固定架底部沿阳光采集器固定架四边形对角线方向设有两个相交的转轴，阳光采集器固定架的上端面设置有光强信号采集器；支撑杆的顶端通过关节轴承与阳光采集器固定架的中心部位绞接，支撑杆的底端固定于主基座上，主基座上还通过关节轴承连接有控制组件和主传动机构；副拉杆的顶端通过关节轴承与阳光采集器固定架四边形的一个顶角S或四边形其中一条边沿中点部位S’绞接，所述的阳光采集器固定架四边形的一个顶角S或四边形其中一条边沿中点部位S’与阳光采集器固定架的中心部位O构成南北方位；副拉杆的底端与副传动机构相连并固定于副基座之上；主拉杆的顶部通过关节轴承对应与阳光采集器固定架四边形的另一个顶角A或四边形另一条边沿中点部位A’绞接，所述的阳光采集器固定架四边形的另一个顶角A或四边形其中一条边沿中点部位A’与阳光采集器固定架1所选定的南北方位相互垂直；使得阳光采集器固定架与支撑杆、主拉杆及副拉杆形成三点式或点线式刚性键结结构。

本发明的其他技术特点为：所述的主传动机构和副传动机构分别由齿轮组和涡轮蜗杆系统及步进电机组成，控制组件采用微处理器，用于控制步进电机的驱动和转速，以及分时控制主传动机构和副传动机构，所述的微处理器中还储存有太阳运行方位信息；主传动机构和控制组件的面板上还设置有开机按钮、关机按钮、防风暴按钮和防冰雹按钮。

所述的光强信号采集器为光伏组件或光热收集器件，将太阳的光强信号转变为电信号，用于自动控制该装置的开机、关机和校对跟日误差、提供阴晴天信号的光电接收。