[实用新型]一种水上漂浮组装式太阳方位角跟踪装置

说明书

技术领域

本实用新型属于太阳能光伏技术领域，特别涉及一种水上漂浮组装式太阳方位角跟踪装置。

背景技术

太阳能发电是一种新兴的可再生能源，因无噪音、无污染、建设周期短、安全可靠等优点受到越来越多人的青睐，应用广泛，为缓解能源短缺和环境污染问题提供了新的出路。

太阳能光伏发电是根据光生伏特效应原理，利用太阳电池将太阳能直接转化为电能。太阳能光伏发电系统包括太阳电池组件、控制器和逆变器，由系统与电网的关系划分为并网和离网光伏发电系统。虽然该发电方式优点较多，但是我们也发现了一些缺点，如建立一个太阳能发电站需要非常大的占地面积。随着世界人口的大幅增长，土地资源缺乏等问题日益严重，而水上漂浮式光伏发电系统有效地突破了土地资源对光伏发电应用的制约，它可以安装在水库、湖泊、池塘以及水处理厂等水面上，这对土地资源稀缺但水体众多的国家和地区来说尤其重要。水上漂浮式光伏发电系统能够减少水域的蒸发量，特别像水库等，能够减少水中藻类的繁殖等。光伏发电中，光伏组件获得太阳能的多少主要由太阳光和光伏组件法线之间的夹角即太阳光入射角θ决定。若太阳辐射强度为E，则光伏获得太阳能量为E*cosθ，因此减小太阳光入射角可以提高光伏发电效率。太阳辐射在地球表面中任何固定的平面的入射角θ随昼夜、季节的变化而改变。为保证太阳光线辐射在光伏组件上的入射角达到最佳，现普遍采用了太阳光跟踪系统。原理是利用一种控制器来检测太阳光位置信息并与实际光伏阵列位置相比较，然后做出判断控制驱动装置使光伏组件跟随太阳位置角。太阳光跟踪器可以分为高度角跟踪和方位角跟踪。本专利涉及太阳方位角跟踪。

在现在的公开文件中，对于太阳光盘式跟踪系统有：中国专利：“一种大型平台式双轴太阳跟踪器(CN201878045U)”，包括光伏组件以及用于安装所述光伏组件的安装平台，安装平台的中心为转轴并通过转动实现光伏组件太阳方位角的跟踪，在安装平台上设置有支架阵列，光伏组件安装在所述的支架阵列上，在光伏组件安装阵列上连接有用于调整光伏组件俯仰姿态的传动机构。传统的地面盘式跟踪器首先制作支撑平台，然后安装支架，采用复杂地机械驱动装置控制调节的光伏阵列的角度，本专利采用岸边模块化制作，在水面进行组装连接的方式，适合大规模推广使用。利用水力驱动装置，相比地面上的机电机构驱动装置，成本低，机械磨损小，寿命更长。

本实用新型中包含的控制系统的传感器及信号控制单元与传统的地面盘式太阳跟踪器系统类似。但是传统的地面盘式跟踪系统往往先制作安装平台，工序较繁杂，质量精度等不易控制，而且利用复杂的运动机械结构、传递电机驱动力的传动装置、以及用于联接支撑装置和传动装置的联接装置，通过电机驱动推杆来推动系统中央的推拉杆组合，通过光电码盘来读取跟踪角度，控制步进电机转数，从而实现太阳位置跟踪。

传统的地面盘式太阳跟踪系统需要现场的工作量大，质量精度不易保证，且需要设计复杂的光伏支撑装置及可以摆动的推拉杆，且它容易在地面上实现，但在水中实施困难，成本高，且寿命有限，磨损严重，易发生机械故障。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型提供了一种水上漂浮组装式太阳方位角跟踪装置，以解决现有技术中的问题。

技术方案：为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种水上漂浮组装式太阳方位角跟踪装置，包括若干个设置在水平面上的单体模块，单体模块上安装有光伏组件，若干个单体模块中心设置有转轴，转轴外套设有转动套筒，转轴还连接有控制器；所述若干个单体模块横向相对的两侧均安装有角度传感器，所述横向相对两侧的单体模块底部连接有驱动装置。

进一步的，所述单体模块包括浮体、平台式钢支架、光伏支架系统和光伏组件。

进一步的，所述平台式钢支架底部安装有浮体，平台式钢支架上面设置有光伏支架系统，光伏支架系统上安装有光伏组件。

进一步的，所述单体模块横向相对的两侧的角度传感器以转轴为中心互相对称。

进一步的，所述横向相对两侧的单体模块底部的驱动装置以转轴为中心互相对称。

进一步的，所述驱动装置包括电动机和螺旋桨。

进一步的，若干个单体模块之间首尾相连或者平行相连接。

进一步的，相邻的单体模块之间通过连接桁架相连接。

进一步的，所述转轴、转动套筒和控制器设置在连接桁架上。

进一步的，所述控制器通过控制信号连接驱动装置，驱动装置通过位置信号连接角度传感器，角度传感器通过位置反馈信号连接控制器。