[实用新型]一种单立柱双轴太阳能跟踪装置

说明书

技术领域

    本实用新型涉及新能源技术领域，特别是指一种适用于太阳能电池的太阳能跟踪装置。

背景技术

    太阳能电池具有将太阳光直接转变成电力的能力，为了使太阳能电池板最充分地接收日照，应使电池吸光面始终垂直于所在地的太阳辐射方向，因此跟踪式太阳能电池板支架应跟随太阳缓慢转动。由于转动缓慢，其驱动系统传动比大，现有的设计一般采用齿轮箱与电动推杆或蜗轮蜗杆联合驱动，其缺点是成本高难以推广；因此在保证足够精度的前提下，尽可能降低跟踪装置的成本是光伏发电太阳能跟踪装置的研究方向。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种单立柱双轴太阳能跟踪装置，通过一个跟踪轴的自动摆动，实现对太阳方位角的自动跟踪；通过对摆动轴倾角的手动调整，实现对太阳高度角的手动跟踪。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种单立柱双轴太阳能跟踪装置，包括基础、立柱、调整杆、横梁一、耳板、销轴一、铰接支架、销轴二、太阳能板、纵梁、滑轮组、横梁二、立臂、横臂、主梁、拉伸弹簧、钢丝绳、限位开关、限位块、轴承一、减速电机、轴承二、支架一、轴承座、支架二、驱动轴、滑轮和紧定螺栓，立柱通过法兰固定在基础上，立柱的一侧焊接有一块长条钢板，钢板上钻有一排通孔，调整杆下部通过销与长条钢板铰接、调整杆的上部通过销与主梁铰接，立柱的顶端焊有一段开口朝上的U形钢，主梁在U形钢的开口内通过销轴二与立柱铰接，把调整杆的下部铰接于长条钢板上不同位置的孔，可以调整主梁的倾斜角；主梁的左下端上焊有一小段开口朝上的U形钢, 该U形钢上钻有销孔，主梁右上部通过螺栓固定有立臂，立臂与主梁垂直，立臂上部钻有销孔，此销孔与主梁下部U形钢上的销孔同轴，横梁一的中部焊有耳板，耳板上钻有销孔，横梁一通过销轴一与主梁的下部铰接，横梁二中部焊有耳板，通过销轴一与立臂的上部铰接；纵梁通过螺栓安装在横梁一和横梁二上，太阳能板通过螺栓固定在纵梁上，这样太阳能板可绕两个销轴一的轴线转动，也可跟随主梁改变倾斜角；在立臂的下端垂直地安装有横臂，横臂的两端安装有滑轮。在横梁二的两端分别安装有拉伸弹簧，左边的弹簧钩在横梁二的左端，右边的弹簧钩在横梁二的右端。在两个弹簧之间安装有两个滑轮组和两个驱动轴。在弹簧和滑轮组之间安装有限位开关和限位块，限位开关固定在横梁二上，限位块固定在钢丝绳上，钢丝绳的一端拴在左边弹簧的右端，然后穿过左边的滑轮组、横臂左端的滑轮、左边的滑轮组，再多次缠绕两个驱动轴后穿过右边的滑轮组、横臂右端的滑轮、右边的滑轮组后，拴在右边弹簧的左端；支架一用螺栓安装在横梁二上，支架二安装在支架一上，减速电机安装在支架二上，轴承座安装在支架一内，轴承一安装在轴承座中，轴承二安装在横梁二的孔中，驱动轴的两端安装在轴承一和轴承二中，减速电机的输出轴插入驱动轴右端的孔中，并通过紧定螺栓联接，驱动轴上切有几个平行的环槽，用于钢丝绳在驱动轴上有序地缠绕；钢丝绳在驱动轴上多次缠绕后可获得足够的摩擦力，通过控制减速电机的正转或反转可以钢丝绳向左拉或向右拉，当钢丝绳向左拉时，横梁二右边的滑轮组和横臂右端的滑轮之间的钢丝绳被拉短，太阳能板顺时针转动。当钢丝绳向右拉时，横梁二左边的滑轮组和横臂左端的滑轮之间的钢丝绳被拉短，太阳能板逆时针转动。

    在太阳能板的转动过程中，横梁二上的两根弹簧始终保持钢丝绳的张紧，从而保证驱动轴与钢丝绳之间摩擦力的稳定。当遇到大风使得太阳能板摇摆剧烈时，导致两根弹簧的松紧变化幅度增大，调整在适当位置并固定在钢丝绳上的限位块会碰到限位开关，从而启动控制系统的避风程序，把太阳能板转到东西向水平位置并保持一段时间，从而减轻大风的危害。

    使用时，把本装置的主梁和立臂置于南北向垂直平面内，手动控制减速电机把太阳能板转动到东西向水平。通过把调整杆的下端铰接在立柱上的适当位置，调正太阳能板的高度角。把控制器的摆动角置零，启动控制器，控制器根据当时的时间计算太阳的方位角和光伏板应该转动的角度，然后控制电机转动相应的圈数，以后控制器每隔一个设定的时间间隔就计算并校正一次光伏板的摆动角，从而在一定的精度范围内保持光伏板始终朝向太阳，由于早晨和傍晚的阳光较弱以及本摆动机构能达到的摆动角有限，光伏板的摆动角度大约控制在正60度和负60度之间，当下午光伏板的摆动角度到60度时，控制器停止调整摆动角。每天夜间控制器把太阳能板转到东西向水平位置以避免大风的危害。每天6时左右，控制器驱动光伏板从西向东摆动至负60度摆动角等待日出，上午当阳光的角度大于负60度时，控制器开始每隔一个设定的时间间隔就计算并校正一次光伏板的摆动角，每天如此。