[发明专利]单自由度阳光补偿型光伏跟踪系统

说明书

技术领域

本发明涉及光伏发电技术领域，特别是太阳跟踪光伏发电技术。

背景技术

光伏发电是人类利用太阳能资源的一个重要方法，使用光伏组件将太阳光能直接转化为电能，清洁、安全、简单、直接，是目前人类利用太阳能资源最好的技术手段之一。

太阳跟踪光伏发电技术是高效利用光伏组件和太阳能资源的重要手段，由太阳跟踪系统和光伏组件组合得以实现。根据光伏组件的种类和光伏电站的地理位置，太阳跟踪光伏发电技术应用主要表现为三种结构形式，分别为双自由度太阳跟踪光伏发电系统、单自由度斜置太阳跟踪光伏发电系统和单自由度平置太阳跟踪光伏发电系统；和相同条件下使用的固定式光伏发电系统相比，以上任何一种太阳跟踪光伏发电系统都能提高单位光伏组件的发电量。另外，聚光型光伏组件则必须使用太阳跟踪系统，组合成聚光型太阳跟踪光伏发电系统才能保证正常发电。

太阳跟踪光伏发电系统是光、机、电一体化装置，总体成本高，为降低光伏发电成本，一些光伏电站采用安装了反光镜的太阳跟踪光伏发电系统，在太阳光照射光伏组件的同时使用反光镜将太阳光反射到光伏组件上，以增加单位光伏组件发电量，此种方式多使用在双自由度太阳跟踪光伏发电系统和单自由度斜置太阳跟踪光伏发电系统上，能够降低光伏发电成本。目前，上述方式大都使用在太阳跟踪光伏发电系统单体上，无法做到大面积机械联动，因而总体成本依然较高，限制了此种方式的推广和应用。

发明内容

本发明的目的是更经济、高效的利用光伏组件和太阳能资源，即便是太阳能资源不太丰富的地区使用本发明也能更好的利用光伏组件，提出一种简单、经济、适用性广的单自由度阳光补偿型光伏跟踪系统。

本发明进一步的目的是提出两种驱动光伏旋转模组转动的联动结构方式，主要传动装置采用同一申请人发明的“一种专用于单自由度太阳跟踪系统的传动装置”（专利申请号：201110286031.4），分别适用于承受不同的外荷载（主要为当地50年一遇的风荷载和雪荷载），使本发明有更广泛的适用性。

本发明的原理为：旋转支架通过其上的转轴联接扩展，将多个旋转支架上的转轴首尾相连形成一个整体，首尾相连的转轴安装在多个等间距的固定支架上可以单自由度转动，首尾相连的多个旋转支架上对称安装反光镜和光伏组件组成光伏旋转模组，首尾相连的转轴和光伏旋转模组可视为一个整体，则转轴转动光伏旋转模组整体转动；光伏组件和反光镜成120°左右的夹角，光伏旋转模组南北向安装，东西向转动跟踪太阳，保证太阳光线始终与反光镜对称平面平行，反光镜从侧向反射太阳光到光伏组件上使光伏组件受光量增加，发电量得以提高。为了适应太阳高度角的变化，要求反光镜向阳方向凸出光伏组件，凸出的长度应根据安装本发明地区的纬度精确计算，保证光伏组件整体受光均匀。由于硅类光伏组件发电效率受温度影响大，当光伏组件温度过高则发电效率大幅下降，因此要求侧向太阳光补偿量不大于50%，以保证太阳光照较强时光伏组件的温升能够在允许范围内。

本发明中光伏旋转模组上部安装有清洁工作导轨，当光伏组件或反光镜表面脏污而影响发电量时，将自动清洁装置安放在清洁工作导轨上，自动清洁装置能够自动清洁反光镜和光伏组件表面，清洁工作导轨和自动清洁装置组成本发明的自动清洁系统，使用此系统可更高效使用光伏组件，更好的利用太阳能资源。

本发明由电控系统集中自动控制，本发明的机械结构可以抵抗双向轴向力，同时又能够消除温度变化引起的膨胀和收缩产生的不利影响，因此本发明对安装场地的要求低，可以适用于平地和山坡安装，根据安装地点纬度，选择合适角度的向阳坡面安装本发明，发电量提升效果将更加显著。本发明模块化设计，容易实现扩展和联动，因此成本低廉，维护方便，适合建设大型光伏电站。本发明经小规模测试，较固定式安装光伏组件提高发电量39%以上，本发明在低纬度和中高纬度地区使用都能取得良好的效果。

  本发明提出了两种驱动光伏旋转模组转动的联动结构方式：