[实用新型]光伏跟踪支架弹性阻尼式配重系统

说明书

本实用新型公开了一种光伏跟踪支架弹性阻尼式配重系统，在单轴光伏跟踪支架的光伏电池板背面的旋转主轴上分布式安装多个垂直于光伏电池板的配重摆臂，在配重摆臂与支撑立柱之间设置单向弹性阻尼器，同时在配重摆臂下端安装配重块，构成弹性阻尼式配重系统。根据光伏电池板作用于旋转主轴偏心扭矩的大小，通过设置配重块的质量，可以形成与光伏电池板偏心扭矩相互抵消的配重扭矩，达到减小驱动机构扭矩需求和功耗的目的。当光伏电池板平行地面时，配重摆臂垂直向下，单向弹性阻尼器两个端点之间距离最小。当光伏电池板上的旋转主轴离开水平位置旋转时，单向弹性阻尼器提供限速阻尼，防止旋转主轴在风载作用下发生过度的弹性扭转。

技术领域

本实用新型属于太阳跟踪装置技术领域，具体涉及一种光伏跟踪支架弹性阻尼式配重系统。

背景技术

跟踪式光伏支架是太阳能光伏发电装置的重要组成部分，通过自动调整跟踪支架的工作角度，可以使支架上安装的光伏电池板尽可能迎向太阳光线的入射方位，从而达到使光伏电池板最大化接收太阳辐射能量的目的。

由于光伏电池板对遮挡物形成的阴影非常敏感，为了避免产生阴影遮挡而降低发电量，通常需要将光伏电池板安装在整个跟踪支架机械结构的最上部。通常的结构方式是在主轴上部叠压安装檩条，然后再在檩条上部安装光伏电池板，这样就可以保证电池板的表面高于所有机械结构，也就杜绝了遮挡阴影的产生。

完全跟踪太阳运动的双轴光伏跟踪系统造价较高，为了提高投资收益比，可以对其进行简化，只对其中变化速度较块、范围较大的一个旋转轴进行单一跟踪，这就构成了所谓的单轴光伏跟踪支架系统。

为了降低大风对跟踪支架的作用力，保护跟踪支架安全，当风速达到某一设定值后，跟踪式光伏系统会自动将支架旋转调整到光伏电池板与地面水平的位置，在此位置下支架的迎风面积最小，风载作用最弱。通常将跟踪支架的这一位置称为“抗风保护位置”。

跟踪式光伏支架这种电池板无遮挡的要求，导致电池板必须安装在支架上部且与旋转轴中心形成一定的偏心距。光伏电池板安装在旋转轴上，由于电池板重心和旋转主轴的回转中心之间存在距离S，当光伏电池板离开水平位置，发生偏角后，就会形成偏心扭矩。

这个偏心矩的存在带来如下问题：

(1)较大的偏心扭矩导致跟踪支架工作时对驱动机构的力矩需求增加，跟踪支架的偏角越大偏心扭矩也越大，并在偏转角为90度时达到最大值。为了驱动支架旋转而加大驱动力矩又造成了跟踪系统成本增加功耗加大。

(2)当主轴上安装的电池板较多时旋转主轴长度加大，同时旋转主轴传递的扭矩也越大，传递较大扭矩会引起主轴的扭转变形。跟踪支架驱动机构通常安装在旋转主轴中部，电池板沿主轴向两侧扩展。距离驱动机构越远的位置，主轴的累积变形量越大，导致同一主轴上电池板跟踪角度不一致。

除了偏心扭矩的问题外，跟踪式光伏支架还存在如下风载抖振问题：

(3)为降低系统成本，光伏跟踪支架通常采用较为简易的传动装置和轻量化的结构，这就导致整个支架的弹性变形和传动间隙都比较大。风载作用于跟踪支架电池板，会引起电池板带动旋转轴在传动间隙和弹性形变的范围内发生抖振。即使跟踪式光伏支架处于抗风保护位置，由于存在传动间隙和弹性变形，风载也可以使电池板偏离水平位置发生抖振。

如上述(1)、(2)点所述，由于跟踪支架存在一个因主轴上部结构重下部结构轻引起的偏心距，当第(3)点所述的抖振发生后，上重下轻形成的偏心扭矩会使电池板的偏离幅度进一步加大，进而扩大了对支架的冲击损害。

跟踪支架的这种抖振会对电池板造成冲击应力，进而引起电池板隐裂和螺栓松动等一系列问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供光伏跟踪支架弹性阻尼式配重系统，解决了现有单轴光伏跟踪支架存在的旋转主轴风载抖动和偏心矩降低系统能效问题。