專利名稱：一種單驅動太陽能追光系統的制作方法
技術領域：
一種單驅動太陽能追光系統
技術領域：
本實用新型涉及太陽能采光領域，特別涉及一種單驅動太陽能追光系統。
背景技術：
太陽能作為地球上真正取之不盡的清潔能源，將是未來最理想的綠色新能源，目前其利用的有效途徑便是利用光伏發電技術將太陽能轉化為電能。而太陽能追光系統作為太陽能發電中的核心技術，是目前研究最熱門和應用最廣泛的技術之一。請參考圖1，其示出了現有技術中的一種采用“二維驅動法”的太陽能追光裝置的結構示意圖。該太陽能追光裝置包括立柱101和太陽能采光板102。其中，立柱101與太陽能采光板102之間通過軸承及齒輪傳動機構(未具體示出)相連，通過動力源的驅動，可以使太陽能采光板102繞立柱101的軸心線做扇形角度范圍內的旋轉運動，也即X軸方向的運動；同時太陽能采光板102所屬平面與立柱101的軸心線之間的夾角也可以在預定幅度內做調整，也即y軸方向的運動。在工作狀態時，按照預定控制邏輯控制太陽能采光板102一方面繞立柱101做旋轉運動，一方面調整其所屬平面與立柱101的軸心線之間的夾角發生改變，使得太陽能采光板102所屬平面與太陽光的入射光線總是保持垂直夾角，從而實現太陽能的追光效果。通常來講，在太陽升起時，太陽能采光板102處于扇形角度范圍內的一個角度端點上，然后在整天的追光過程中，通過間歇移動的方式逐漸向扇形角度范圍內的另一個角度端點上移動，在達到另一個角度端點上時，將正好是太陽落下的時刻；最后，在夜晚，太陽能采光板102將會復位到第一個角度端點上，以便第二天重復上述過程。在實現本實用新型的過程中，發明人發現現有技術至少存在以下問題現有的太陽能追光裝置對于一個太陽能采光板102需要設置一整套驅動機構。如果設置多個太陽能追光裝置，就對應需要多套驅動機構，使得整體功耗偏大、維護較為繁復，而且成本非常高，不利于大規模部署。
實用新型內容有鑒于此，本實用新型實施例提供了一種單驅動太陽能追光系統，以解決現有的太陽能追光裝置整體功耗偏大、維護較為繁復，而且成本非常高，不利于大規模部署的問題。所述技術方案如下本實用新型實施例提供了一種單驅動太陽能追光系統，所述系統，包括主太陽能追光裝置和與所述主太陽能追光裝置并列設置的至少一個從太陽能追光裝。置；所述主太陽能追光裝置，包括第一底座，設置于所述第一底座之上且與所述第一底座呈第一預定夾角的第一主軸，與所述第一主軸一端相連且用于驅動所述第一主軸旋轉的驅動單元以及設置于所述第一主軸另一端的太陽能采光板；所述從太陽能追光裝置，包括第二底座，設置于所述第二底座之上且與所述第二底座呈第一預定夾角的第二主軸，所述第二主軸與所述第一主軸的對應位置通過傳動鏈條相連，所述第二主軸的一端設置有太陽能采光板；[0009]其中，所述太陽能采光板所屬平面與所述第一主軸或所述第二主軸的軸心線呈第
二預定夾角。進一步地，所述驅動單元包括設置于所述第一主軸一端的驅動機構，與所述驅動機構相連的減速機和與所述減速機相連的電動機。進一步地，所述第二主軸和第一主軸在對應位置上各自設置有傳動輪，所述傳動輪所屬平面與所述第二主軸和第一主軸的軸心線垂直，所述傳統輪之間通過傳動鏈條相連，以便所述第一主軸旋轉時同時傳動所述第二主軸旋轉。進一步地，所述第一預定夾角等于當前位置所對應的緯度值，所述第二預定夾角等于當前時間所對應的黃赤交角。進一步地，所述第一底座與所述第一主軸之間通過可調節緊固構件連接，以便使所述第一預定夾角可調；·所述第二底座與所述第二主軸之間通過可調節緊固構件連接，以便使所述第一預定夾角可調。進一步地，所述太陽能采光板與所述第一主軸或者所述第二主軸之間鉸接，以便使所述第二預定夾角可調。進一步地，所述設置于所述第一主軸另一端的太陽能采光板為并列設置的兩塊；所述設置與所述第二主軸一端的太陽能采光板為并列設置的兩塊。進一步地，所述系統還包括PIC控制器，所述PIC控制器用于控制所述第一主軸和所述第二主軸以每24小時旋轉一周的旋轉，且所述太陽能采光板所屬平面總是與太陽光入射光線垂直。本實用新型實施例提供的技術方案帶來的有益效果是通過在一個太陽能追光系統中，設置包含驅動單元的主太陽能追光裝置和不包含驅動單元的從太陽能追光裝置，利用主太陽能追光裝置驅動從太陽能追光裝置的方案，解決了現有的太陽能追光裝置整體功耗偏大、維護較為繁復，而且成本非常高，不利于大規模部署的問題，達到了以較小的功耗且較簡單的結構，就可以同時部署多個太陽能采光板，實現較低成本和便于大規模部署的效果。
為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖I是現有技術中的一種采用“二維驅動法”的太陽能追光裝置的結構示意圖；圖2是本實用新型一個實施例提供的單驅動太陽能追光系統的結構示意圖；圖3是本實用新型另一實施例提供的主太陽能追光系統的結構示意圖；圖4是本實用新型在意實施例提供的從太陽能追光系統的結構示意圖。
具體實施方式為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型實施方式作進一步地詳細描述。無間歇追光原理從地球上的A點看向太陽，在地球自轉的一個周期內(也即24小時內)，太陽的運動軌跡可以看做是一個圓，一個圓錐的底面形成的圓。其中，24小時期間，A點看向太陽的視線或者 說A點與太陽的連線構成圓錐的側邊(母線)。而A點則可以看做是這個圓錐的頂點，地球自轉過程中該A點所接受的日照光線為沿著圓錐側邊指向頂點的直線(母線)；地球自轉時想象為陽光源沿著圓錐體底面圓進行的等速圓周運動，而光線始終指向A點(當然在晚上時，射向A點的陽光被地球自身擋住，但光線依然是指向A點)。按照此原理，只要知道了 A點緯度和當時的季節，就可以推算出從該A點看向太陽時，太陽所形成的運行軌跡，進而推算出太陽能采光板的旋轉方式。然后，為太陽能采光板設置一個與A點維度、季節相對應的角度，控制太陽能接收裝置以24小時為周期旋轉，這樣太陽能采光板就可以無論晝夜始終面向陽光源，總是垂直面對太陽光線的入射方向。請參考圖2，其示出了本實用新型一個實施例提供的單驅動太陽能追光系統的結構示意圖。該單驅動太陽能追光系統200，具體包括主太陽能追光裝置220和與主太陽能追光裝置220并列設置的至少一個從太陽能追光裝置240。主太陽能追光裝置220，包括第一底座221，設置于第一底座221之上且與第一底座221呈第一預定夾角的第一主軸222,與第一主軸222 —端相連且用于驅動第一主軸222旋轉的驅動單元223以及設置于第一主軸222另一端的太陽能采光板224。從太陽能追光裝置240，包括第二底座241，設置于第二底座241之上且與第二底座241呈第一預定夾角的第二主軸242，第二主軸242與第一主軸222的對應位置通過傳動鏈條260相連，第二主軸242的一端也設置有太陽能采光板224。其中，太陽能采光板224所屬平面與第一主軸222或第二主軸242的軸心線呈第
二預定夾角。通常來講，第一預定夾角等于設置該太陽能采光裝置的當前地理位置所對應的緯度值，第二預定夾角等于設置該太陽能采光裝置的當前時間所對應的黃赤交角。如此，保證太陽能采光板224所在平面可以與太陽光的入射方向保持垂直。其中，黃赤交角也即第二預定夾角可以在±23.43°之間以一年為周期進行往復變化冬至+23. 43°——^春分0°----^夏至-23. 43。----"秋分 0°----^冬至+23. 43。。在具體工作時，驅動單元223可以驅動第一主軸222按照每24小時旋轉一周的速率進行旋轉，保持太陽能采光板224所在平面總是可以與太陽光的入射方向保持垂直。而第一主軸222旋轉時，也會帶動第二主軸242按照同一速率旋轉，從而是整個太陽能追光系統中的所有太陽能采光板224均會保持垂直面向太陽光的入射方向的位置。在本實施例中，以三個從太陽能追光裝置來舉例說明，但是應當意識到，該從太陽能追光裝置的數量可以是一至多個，并不局限于上述三個。綜上所述，本實施例提供的單驅動太陽能追光系統，通過在一個太陽能追光系統中，設置包含驅動單元的主太陽能追光裝置和不包含驅動單元的從太陽能追光裝置，利用主太陽能追光裝置驅動從太陽能追光裝置的方案，解決了現有的太陽能追光裝置整體功耗偏大、維護較為繁復，而且成本非常高，不利于大規模部署的問題，達到了以較小的功耗且較簡單的結構，就可以同時部署多個太陽能采光板，實現較低成本和便于大規模部署的效果O為了進一步地說明上述實施例中提供的主太陽能追光裝置，請參考圖3，其示出了本實用新型另一個實施例所提供的主太陽能追光裝置的結構示意圖。該主太陽能追光裝置300，具體包括第一底座301，設置于第一底座301之上且與第一底座301呈第一預定夾角的第一主軸302，與第一主軸302 —端相連且用于驅動第一主軸302旋轉的驅動單元303以及設置于第一主軸302另一端的太陽能米光板304。第一底座301與第一主軸302之間通過可調節緊固構件連接，以便使第一預定夾角可調。具體地講，第一底座301可以包括水平底座301 a和從水平底座301a上延伸形成的 傾斜底座301b。其中，傾斜底座301b可以通過螺絲等組件與第一主軸302實現鉸接，從而實現在螺帽松時，可以在垂直方向調節第一主軸302的方向；在螺帽緊時，將第一主軸302與傾斜底座301b緊固連接的目的。驅動單元303具體包括設置于第一主軸302 —端的驅動機構，與驅動機構相連的減速機和與減速機相連的電動機(均為具體示出)。其中，驅動機構可以包括套接在第一主軸302上的套筒，驅動第一主軸302旋轉的齒輪等組件。減速機的一端與驅動機構中的齒輪相連，另一端與電動機相連，以便將電動機的高轉速減速為第一主軸302所需要的每24小時旋轉一周的轉速。第一主軸302的中間部分可以設置有齒輪或者滑輪形式的傳動輪305，用于通過傳動鏈條與第二主軸的對應部位相連，來向第二主軸提供旋轉所需要的動力。與第一主軸302另一端相連的太陽能采光板304為并列設置的兩塊，并且通過螺絲等組件與第一主軸302實現鉸接，以便使第二預定夾角可調。由于第二預定夾角的變化極為細微(每十五天變化約2° )，在發電規模較小的情況下可以考慮人工維護的方式也即，可以在每個太陽能采光板上設置一日晷，每月二到三次調整每個太陽能采光板，使其日晷正對太陽，該方式可大大降低制造成本。當然，在更為優選地實施例中，在發電規模較大的場合下，需要對應季節變換傾角的自動控制來調節太陽能采光板所在平面與第一主軸所在軸心線的夾角，此時，可以增加相應的機械傳動裝置、驅動裝置等，由于此部分細節不是本實用新型的重點，故不再詳細贅述。在具體實現時，該主太陽能追光裝置還可以包括PIC控制器(未具體示出)，該Pic控制器用于控制驅動單元303按照預定策略運轉，以保持第一主軸302以每24小時旋轉一周的旋轉，且太陽能采光板304所屬平面總是與太陽光入射光線垂直。在優選地實施例中，該PIC控制器中還可以加入閉環控制策略，不斷采樣該主太陽能追光裝置的運動情況，并且根據采樣結果和期望結果對驅動單元303中的電動機轉速進行修正和補償。綜上所述，本實施例提供的主太陽能追光裝置，與現有技術相比，其驅動太陽能采光板的運動方式為無間歇連續旋轉，而非間歇移動的方式；一方面，可以使太陽能采光板的正面一直都保持與太陽光入射方向相垂直，實現更好的追光效果；另一方面，由于其驅動過程為連續驅動，沒有頻繁啟動和暫停而引發的沖擊扭矩，即節省能耗又延長機械部件的壽命，使用20W到40W左右的電動機即可驅動。再者，鑒于本系統所有涉及到的負載只限于轉動軸的摩擦和自然界的干擾(風雨冰雪等)，而不需克服重力和慣性等大負載，因此，每個太陽能電池板的面積就不用做得很大，對底座的框架強度的要求會降低，抵抗自然界的干擾(如風力)的要求也會大大降低，從太陽能追光裝置的低成本(只有框架和軸承)也會大大降低整套系統的生產成本。為了進一步地說明上述實施例中提供的從太陽能追光裝置，請參考圖4，其示出了本實用新型再一個實施例所提供的從太陽能追光裝置的結構示意圖。該從太陽能追光裝置400,具體包括第二底座401，設置于第二底座401之上且與第二底座401呈第一預定夾角的第二主軸402，第二主軸402與第一主軸的對應位置通過傳動鏈條相連，第二主軸402 —端還設置有太陽能采光板404。第二底座401與第二主軸402之間通過可調節緊固構件連接，以便使第一預定夾角可調。具體地講，第二底座401可以包括水平底座401 a和從水平底座40 Ia上延伸形成的傾斜底座401b。其中，傾斜底座401b可以通過螺絲等組件與第二主軸402實現鉸接，從而實現在螺帽松時，可以在垂直方向調節第二主軸402的方向；在螺帽緊時，將第二主軸402 與傾斜底座401b緊固連接的目的。第二主軸402的中間部分可以設置有齒輪或者滑輪形式的傳動輪403，用于通過傳動鏈條與第一主軸的對應傳動輪相連，來獲得自身旋轉所需要的動力。與第二主軸402另一端相連的太陽能采光板404為并列設置的兩塊，并且通過螺絲等組件與第二主軸402實現鉸接，以便使第二預定夾角可調。由于第二預定夾角的變化極為細微(每十五天變化約2° )，在發電規模較小的情況下可以考慮人工維護的方式也即，可以在每個太陽能采光板上設置一日晷，每月二到三次調整每個太陽能采光板，使其日晷正對太陽，該方式可大大降低制造成本。當然，在更為優選地實施例中，在發電規模較大的場合下，需要對應季節變換傾角的自動控制來調節太陽能采光板所在平面與第一主軸所在軸心線的夾角，此時，可以增加相應的機械傳動裝置、驅動裝置等，由于此部分細節不是本實用新型的重點，故不再詳細贅述。綜上所述，本實施例提供的從太陽能追光裝置，與現有技術相比，其驅動太陽能采光板的運動方式為無間歇連續旋轉，而非間歇移動的方式；一方面，可以使太陽能采光板的正面一直都保持與太陽光入射方向相垂直，實現更好的追光效果；另一方面，由于其驅動過程為連續驅動，沒有頻繁啟動和暫停而引發的中擊扭矩，即節省能耗又延長機械部件的壽命，使用20W到40W左右的電動機即可驅動。再者，鑒于本系統所有涉及到的負載只限于轉動軸的摩擦和自然界的干擾(風雨冰雪等)，而不需克服重力和慣性等大負載，因此，每個太陽能電池板的面積就不用做得很大，對底座的框架強度的要求會降低，抵抗自然界的干擾(如風力)的要求也會大大降低，從太陽能追光裝置的低成本(只有框架和軸承)也會大大降低整套系統的生產成本。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.一種單驅動太陽能追光系統，其特征在于，所述系統，包括主太陽能追光裝置和與所述主太陽能追光裝置并列設置的至少一個從太陽能追光裝置； 所述主太陽能追光裝置，包括第一底座，設置于所述第一底座之上且與所述第一底座呈第一預定夾角的第一主軸，與所述第一主軸一端相連且用于驅動所述第一主軸旋轉的驅動單元以及設置于所述第一主軸另一端的太陽能采光板； 所述從太陽能追光裝置，包括第二底座，設置于所述第二底座之上且與所述第二底座呈第一預定夾角的第二主軸，所述第二主軸與所述第一主軸的對應位置通過傳動鏈條相連，所述第二主軸的一端設置有太陽能采光板； 其中，所述太陽能采光板所屬平面與所述第一主軸或所述第二主軸的軸心線呈第二預定夾角。
2.根據權利要求I所述的單驅動太陽能追光系統，其特征在于，所述驅動單元包括設置于所述第一主軸一端的驅動機構，與所述驅動機構相連的減速機和與所述減速機相連的電動機。
3.根據權利要求I或2所述的單驅動太陽能追光系統，其特征在于，所述第二主軸和第一主軸在對應位置上各自設置有傳動輪，所述傳動輪所屬平面與所述第二主軸和第一主軸的軸心線垂直，所述傳統輪之間通過傳動鏈條相連，以便所述第一主軸旋轉時同時傳動所述第二主軸旋轉。
4.根據權利要求I或2所述的單驅動太陽能追光系統，其特征在于，所述第一預定夾角等于當前位置所對應的緯度值，所述第二預定夾角等于當前時間所對應的黃赤交角。
5.根據權利要求4所述的單驅動太陽能追光系統，其特征在于，所述第一底座與所述第一主軸之間通過可調節緊固構件連接，以便使所述第一預定夾角可調； 所述第二底座與所述第二主軸之間通過可調節緊固構件連接，以便使所述第一預定夾角可調。
6.根據權利要求4所述的單驅動太陽能追光系統，其特征在于，所述太陽能采光板與所述第一主軸或者所述第二主軸之間鉸接，以便使所述第二預定夾角可調。
7.根據權利要求6所述的單驅動太陽能追光系統，其特征在于，所述設置于所述第一主軸另一端的太陽能采光板為并列設置的兩塊； 所述設置與所述第二主軸一端的太陽能采光板為并列設置的兩塊。
8.根據權利要求I或2所述的單驅動太陽能追光系統，其特征在于，所述系統還包括PIC控制器，所述PIC控制器用于控制所述第一主軸和所述第二主軸以每24小時旋轉一周的旋轉，且所述太陽能采光板所屬平面總是與太陽光入射光線垂直。
專利摘要本實用新型公開了一種單驅動太陽能追光系統，屬于太陽能采光領域，所述系統，包括主太陽能追光裝置和與所述主太陽能追光裝置并列設置的至少一個從太陽能追光裝置；所述主太陽能追光裝置，包括第一底座，設置于所述第一底座之上且與所述第一底座呈第一預定夾角的第一主軸，與所述第一主軸一端相連且用于驅動所述第一主軸旋轉的驅動單元以及設置于所述第一主軸另一端的太陽能采光板；所述從太陽能追光裝置，不包括驅動單元，但其主軸與所述第一主軸通過傳動鏈條相連其中，所述太陽能采光板所屬平面與所述第一主軸或所述第二主軸的軸心線呈第二預定夾角。
文檔編號G05D3/12GK202771271SQ20122047462
公開日2013年3月6日 申請日期2012年9月18日 優先權日2012年9月18日
發明者楊曉楓 申請人:楊曉楓