[发明专利]一种具有自动清洁和姿态检测功能的单轴跟踪支架

说明书

技术领域

本发明属于光伏发电技术领域，具体涉及一种具有自动清洁和姿态检测功能的单轴跟踪支架。

背景技术

太阳能以其独有的优势而成为人们重视的焦点。丰富的太阳辐射能是重要的能源，是取之不尽、用之不竭的、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源。太阳能每秒钟到达地面的能量高达80万千瓦时，假如把地球表面0.1%的太阳能转为电能，转变率5%，每年发电量可达5.6×1012千瓦小时，相当于世界上能耗的40倍。正是由于太阳能的这些独特优势，20世纪80年代后，太阳能电池的种类不断增多、应用范围日益广阔、市场规模也逐步扩大。

20世纪90年代后，光伏发电快速发展，到2006年，世界上已经建成了10多座兆瓦级光伏发电系统，6个兆瓦级的联网光伏电站。美国是最早制定光伏发电的发展规划的国家。1997年又提出“百万屋顶”计划。日本1992年启动了新阳光计划，到2003年日本光伏组件生产占世界的50%，世界前10大厂商有4家在日本。而德国新可再生能源法规定了光伏发电上网电价，大大推动了光伏市场和产业发展，使德国成为继日本之后世界光伏发电发展最快的国家。瑞士、法国、意大利、西班牙、芬兰等国，也纷纷制定光伏发展计划，并投巨资进行技术开发和加速工业化进程。

我国人口众多、幅员辽阔、能源紧张，因此太阳能发电技术尤其适合我国的国情从而成为当前最重要的新能源。为了提高发电量，光伏板通过支架被大密度、大面积的布置在条件合适的地区。由于一天之中，太阳的位置会随着时间的变化而变化，因此直射到光伏板上的太阳光线的角度也不同，这就导致不同照射角度下光伏板的发电量也不同，因此为了能够提高发电率，目前的光伏板支架均能够跟踪太阳的运动轨迹，时刻变化自己的姿态从而能够使阳光以更适合的角度照射到板面上。为了解决发电效率，已有许多企业研制了不同的跟踪支架，通过使光伏板随太阳的位置变化而自动改变姿态的方式从而达到最理想的照射角度。但是在长时间使用过程中，由于风吹雨淋，导致光伏板的表面会留下污迹，大量的污迹会造成发电量下降，影响光伏板的正常运行。除此之外，现有的跟踪支架实现姿态调节的方式主要有：通过获取气象部门的外部气象信息，然后计算出太阳位置从而进行姿态调节，或者根据日照时间的长短均匀设置电机等驱动装置的运行速度从而实现姿态调节。这种方式的精确度很差，导致光伏板的姿态与实际日光照射角度存在很大的偏差，导致角度不够理想。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种具有自动清洁和姿态检测功能的单轴跟踪支架，能够能够利用跟踪支架原有的驱动动力源实现自动清洁，还能够通过检测装置实现姿态角度的自我判断从而实现较为精确的姿态调节。

为解决现有技术问题，本发明公开了一种具有自动清洁和姿态检测功能的单轴跟踪支架，包括支架座、光伏板座、圆弧架、驱动装置、照度传感器、传动机构、传动切换装置、清洁装置和检测装置；

光伏板座转动安装于支架座上，圆弧架安装于光伏板座的一侧或底部，其圆心与光伏板座的转动中心共线；清洁装置安装于光伏板座上从而使其条形毛刷对光伏板表面进行清洁，照度传感器安装于光伏板座上用于检测光线强度，其顶部设置有与光伏板表面平齐的玻璃板；驱动装置安装于支架座上，驱动装置的输出端通过传动机构与圆弧架连接以驱动光伏板座转动，同时通过传动切换装置与清洁装置连接以驱动条形毛刷沿光伏板的表面移动；检测装置包括暗盒、弧形金属板和温度传感器；弧形金属板设置于暗盒中，暗盒顶部设置有光线进入暗盒内的光口，光口的中心与弧形金属板对应的圆心重合，温度传感器设置于弧形金属板的最低位置处。

作为优选方案，传动机构包括主动带轮、从动带轮、同步带、短轴和滚轮；

主动带轮安装于驱动装置的输出端上，从动带轮和滚轮均安装于短轴上，同步带与主动带轮和从动带轮连接，滚轮与圆弧架的外圆面相接触。

作为优选方案，传动机构包括主动带轮、从动带轮、同步带、短轴和齿轮；

主动带轮安装于驱动装置的输出端上，从动带轮和滚轮均安装于短轴上，同步带与主动带轮和从动带轮连接，齿轮与圆弧架外圆上的轮齿相啮合。

作为优选方案，清洁装置包括丝杠、移动架、导杆和刷座；

丝杠转动安装于光伏板座上，导杆安装于光伏板座上，移动架与丝杠构成螺纹连接，移动架与导杆构成滑动连接，丝杠的一端通过传动切换装置连接驱动装置的输出端，刷座安装于移动架上，条形毛刷安装于刷座上。

作为优选方案，清洁装置还包括弹簧和导柱，导柱垂直设置于条形毛刷上，刷座上设置有滑动安装导柱的通孔，弹簧套设于导柱上从而使条形毛刷与刷座构成弹性连接。