[发明专利]用于定向太阳能电池板的天顶旋转模块

说明书

技术领域

本发明涉及用于用于定向由环状构造的结构外壳构成的类型的较大尺寸的太阳能电池板的天顶旋转模块，所述结构外壳容纳齿顶缘，通过电动机致动的无端螺钉切向地啮合在所述齿顶缘上。

本发明的天顶旋转模块的目的尤其设计为支承由于太阳能电池板的大重量引起的大的径向负荷。因此，齿顶缘包括：带齿的轨道，无端螺钉切向地啮合在所述带齿轨道上；以及两个独立的滚道，其分别设计成将齿顶缘完好地支撑在所述外壳内，以及用于支撑和定向太阳能电池板的轴的正确对准。

背景技术

由于能量需求，尤其是电消耗，用于能量生产的太阳能电池板的安装日益激增。为了使能更好的使用太阳能，这些太阳能电池板或跟踪装置设有用于其太阳定向的旋转模块。由于这些旋转模块的机动化，太阳能电池板持续地且自动地重定向以实现最大输出。

市场上现有的旋转模块所具有的特征在于，它们优选地工作以使负荷的最大部分是轴向的。必须天顶地定向太阳能电池板的旋转模块主要接收径向负荷，以使大部分太阳能投射拒绝了用于天顶定向的标准旋转模块的使用，选择诸如直线致动器的不太精确的其它定向装置。

在现有技术中，已知下列参考文献，其相结合地或者独立地描述了用于在其天顶轴线和方位轴线上定向太阳能电池板的旋转模块：

专利EP2063200公开了一种两轴线传动系统，其对于每个轴线具有独立的动力单元。轴线被布置为使得它们独立地容许天顶和方位运动，其机构能够在太阳能电池板板中实施。作为值得注意的特征，其公开了使用特定的圆锥齿接件，当它们顶缘运转时，圆锥齿接件使得可以减少顶缘之间的游隙。

专利US20100229678公开了一种两轴线机构，其具有双传动系统和正交布置的两个独立轴。

专利CN201232734公开了一种用于定日镜的传动机构，其机构基于齿顶缘和螺钉。

在所述文献中描述的旋转模块未设计成用于支撑大尺寸的太阳能电池板，使得它们不能很好地支撑齿顶缘所受到的径向负荷。事实上，太阳能电池板或表面通过两个水平轴安装到定向模块上，为使其旋转，以及因此为达到电池板的天顶定向，两个水平轴以对称和对准的方式固定到齿顶缘的两侧上。因此，由太阳能电池板支撑的结构的整个重量落在了齿顶缘上，产生了与太阳能表面的尺寸和重量成比例的径向负荷。

当前的旋转模块的另一缺陷是其组装在结构外壳内所涉及到的复杂度，因为必须确保单元的稳固性、水平轴的完好对准，以及便于其后续维护。为实现太阳能电池板的最优能量输出，必须总是依照太阳的位置定向。这意味着，定向模块必须以极高的精度动作以达到太阳能的最大利用。因此，齿顶缘必须在结构外壳内极轻缓地滑动，使得摩擦最小化并且具有良好的润滑系统。大部分旋转模块包括共用于无端螺钉和顶缘轴承的单个润滑系统，这必然带来了缺陷，因为每个机构的润滑要求不同。杂质或外来粒子进入顶缘轴承对于旋转模块会非常不利并且造成太阳能电池板中的重要的对准，这将不利地影响太阳安装的能量输出。

为了实现最大精度和稳固性，所有公知的旋转模块包括多个中间零件，诸如轴承及其与外壳和顶缘的附接件，这使得其组装复杂，同时妨碍了其后期的维护和维修。

发明概述

本发明提出的用于定向太阳能电池板的天顶旋转模块解决了上述问题，因其完好地支撑径向负荷，同时其允许简易组装和维护，尤其是良好的润滑。

因此，更特别地，用于定向太阳能电池板的天顶旋转模块包括具有环状构造的结构外壳、安装在所述结构外壳内的齿顶缘，由电动机致动的无端螺钉切向地啮合在齿顶缘上，其中所述齿顶缘包括中央环状隆起，在中央环状隆起上已形成有齿接部，所述齿接部与无端螺钉啮合，其中圆形突起包括用于连接水平轴的多个螺纹孔，水平轴支撑太阳能电池板以便其天顶定向。为了将齿顶缘组装和支撑在结构外壳内，所述天顶旋转模块包括两个圆环，两个圆环在所述齿顶缘的主体的圆形突起的柱形表面上布置在所述齿顶缘的中央环状隆起的每侧上，其中在所述圆环之间，多个球轴承定位在分别形成在所述齿顶缘的主体的靠近中央环状隆起的壁的不同柱形表面中以及圆环的内柱形表面中的半圆形段的不同滚道中，其中所述球轴承通过形成在所述齿顶缘的主体中的管道被引入相应的滚道中，所述管道起始于所述齿顶缘的柱形主体的横向边缘并且结束于所述齿顶缘的滚道通道，并且所述管道的环在其外横向表面中包括有多个螺纹孔以便其固定到所述旋转模块的结构外壳上。