一種自調節光伏組件支架及其調節方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及太陽能光伏組件技術領域，尤其涉及一種自調節光伏組件支架及其調節方法。
【背景技術】
[0002]現有的太陽能光伏組件支架，通常包括普通的固定支架以及能夠調整光伏組件角度的調節支架。一般的，為了有效的提高光伏組件的發電效率，適應太陽光的角度變化，應用調節支架的太陽能跟蹤器(保持光伏組件與太陽光之間的垂直角度)開始被廣泛的應用。
[0003]而現有的太陽能跟蹤器支架的動力驅動方案主要采用電機驅動支架轉動的方式。所述電機驅動通常包括兩種驅動形式:第一種通過電機驅動電動推桿，實現大推力，從而驅動支架轉軸的轉動。第二種通過電機驅動回轉減速器，或者渦輪蝸桿減速裝置，實現較大的輸出力矩，從而通過大輸出力矩帶動支架轉動。
[0004]上述電機驅動方式由于存在電機壽命以及機械傳動系統的穩定性的問題，其事實上無法滿足光伏電站25年的設計使用壽命。電機、機械傳動部分也需要時常檢修更換，對于用戶而言，維修及運營成本也較高。
[0005]因此，現有技術還有待發展。
【發明內容】
[0006]鑒于上述現有技術的不足之處，本發明的目的在于提供一種自調節光伏組件支架及其調節方法，旨在解決現有技術太陽能跟蹤器運行穩定性不足，維護成本較高的問題。
[0007]為了達到上述目的，本發明采取了以下技術方案:
一種自調節光伏組件支架，包括支架立柱以及與支架立柱連接，可沿自身軸向方向轉動的支架主梁，所述支架主梁上設置有向外延伸的延伸支架，其中，所述自調節光伏組件支架還包括:
一配重結構，所述配重結構設置在所述延伸支架上，使所述延伸支架的重心與所述支架主梁不重合；
一動力水箱，所述動力水箱通過一掛桿設置在所述延伸支架的一側，所述動力水箱的一端設置有排水管道；
設置在所述排水管道上，控制所述動力水箱定量排水，重量隨時間線性變化的流量控制閥門；
隨所述動力水箱的重量變化，所述延伸支架轉動到相應能夠實現延伸支架力矩平衡的傾斜角度。
[0008]所述的自調節光伏組件支架，其中，所述配重結構包括:
設置在所述支架主梁底部的第一配重塊，所述第一配重塊通過配重支撐桿與所述支架主梁剛接；
設置在所述延伸支架另一側的第二配重塊，所述第二配重塊通過配重支架設置在所述延伸支架上。
[0009]所述的自調節光伏組件支架，其中，所述自調節光伏組件支架還包括:
一存儲水箱，所述存儲水箱通過一連接管道與所述動力水箱連接，存儲從動力水箱內流出的水；
一循環水栗，所述循環水栗設置在所述連接管道內，將存儲水箱內的水栗回至動力水箱中。
[0010]所述的自調節光伏組件支架，其中，所述流量控制閥門包括:控制動力水箱排水的電磁閥以及設置在所述排水管道內的流量計。
[0011]所述的自調節光伏組件支架，其中，所述支架立柱，支架主梁以及掛桿為桁架結構。
[0012]所述的自調節光伏組件支架，其中，所述支架立柱與延伸支架之間設置有緩沖器;
所述緩沖器提供阻尼以阻止所述延伸支架的角動量超過預定標準。
[0013]所述的自調節光伏組件支架，其中，所述支架立柱與支架主梁之間通過滾動軸承連接；
所述滾動軸承的軸承座固定設置在所述支架立柱上；
所述滾動軸承外還設置有遮蓋所述滾動軸承的滾動軸承保護套。
[0014]—種應用如上所述的自調節光伏組件支架的支架角度調節方法，其中，所述方法包括:
A、計算當地太陽高度角的變化情況；
B、依據所述太陽高度角，計算相對應的延伸支架傾斜角度；
C、基于所述延伸支架的力矩平衡原理，通過流量控制閥門控制動力水箱排出相應重量的水，令所述延伸支架旋轉至所述延伸支架傾斜角度。
[0015]所述的支架角度調節方法，其中，所述方法還包括:在夜間時將所述動力水箱注滿水，令所述延伸支架位于朝東傾斜45°的位置。
[0016]有益效果:本發明提供的一種自調節光伏組件支架及其調節方法，通過設置重量可變的動力水箱，基于力矩平衡原理來驅動光伏組件支架改變傾斜角度，實現太陽跟蹤的任務。由于上述控制方式為水的排出流量控制，控制難度較低，能夠達到較高的跟蹤精度。
[0017]而且，上述利用力矩平衡的驅動方式，無需使用電機及復雜的傳動結構，僅需控制流量，從而使得整體太陽追蹤系統運行穩定可靠，維護方便而且成本較低。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發明具體實施例的自調節光伏組件支架的橫截面結構示意圖。
[0019]圖2為本發明具體實施例的自調節光伏組件支架的軸承結構示意圖。
[0020]圖3為本發明具體實施例的自調節光伏組件支架的第一配重塊的結構示意圖。
[0021]圖4為本發明具體實施例的自調節光伏組件支架的第二配重塊的結構示意圖。
[0022]圖5為本發明具體實施例的自調節光伏組件支架的控制系統的控制流程的具體實例的方法流程圖。
[0023]圖6為本發明具體實施例的自調節光伏組件支架的緩沖器的結構示意圖。
[0024]圖7為本發明具體實施例的自調節光伏組件支架的調節方法的方法流程圖。
【具體實施方式】
[0025]本發明提供一種自調節光伏組件支架及其調節方法。為使本發明的目的、技術方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實施例對本發明進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0026]如圖1所示，為本發明具體實施例的自調節光伏組件支架。所述自調節1光伏組件支架包括:支架立柱100、與支架立柱連接，可沿自身軸向方向轉動的支架主梁200以及延伸支架300。
[0027]具體的，如圖2所示，所述支架立柱100與支架主梁200(為顯示方便，圖2中并未顯示主梁)之間可以通過滾動軸承110連接。其中，所述滾動軸承的軸承座111固定設置在所述支架立柱100上，支架主梁200與所述軸承110的內圈112連接，繞自身軸向方向轉動。
[0028]上述采用滾動軸承的結構設置，能夠減少支架主梁的轉動摩擦，保證了延伸支架轉動的靈活性。
[0029]所述滾動軸承110外還設置有遮蓋所述滾動軸承的滾動軸承保護套120。通過設置所述軸承保護套120能夠有效的避免灰塵異物等進入軸承內部，起到保護軸承，延長軸承使用壽命等。
[0030]所述支架立柱100 —端固定在固定平面上，例如水泥基礎等，從而固定光伏支架的具體設置位置。所述支架立柱具體可以采用任何合適形狀或者結構的固定立柱或者支撐件，例如如圖1所示的A型支撐件等。
[0031]所述延伸支架300設置在支架主梁200上，隨支架主梁200的旋轉而改變傾斜角度。光伏組件10可以固定設置在所述延伸支架300上。
[0032]所述自調節光伏組件支架還包括:配重結構(圖中未示出)以及動力水箱400。
[0033]所述配重結構是指設置在所述延伸支架上，使所述延伸支架的重心與所述支架主梁不重合的特定的結構設置。
[0034]所述配重結構具體可以采用多種不同的結構予以實現，例如可以通過在延伸支架上增設額外的配重塊，改變延伸支架兩側的重量分布；或者在延伸支架的一側使用密度較大的材料，另一側使用密度較輕的材料，使延伸支架兩側的重量不相等，或者是其他合適的，能夠改變延伸支架兩側重量，使其重心偏移的結構。
[0035]應當理解的是，為了保證所述自調節光伏組件支架能夠方便的實施，所述延伸支架兩側的重量分布應當具有足夠的或者是較大的區別。
[0036]所述動力水箱400通過一掛桿設置在所述延伸支架的一側。所述動力水箱400的一端設置有排水管道。
[0037]所述排水管道上還設置有用于控制所述動力水箱定量排水的流量控制閥門。通過所述流量控制閥門，能夠控制動力水箱400的重量以線性變化。
[0038]由于動力水箱400與延伸支架300的總的偏心力矩能夠在特定的角度上實現力矩平衡。因此，隨所述動力水箱400的重量變化，延伸支架300實現力矩平衡的角度會隨之變化。
[0039]根據上述力矩平衡原理，在動力水箱400的重量變化時，所述延伸支架300將轉動到相應能夠實現延伸支架300力矩平衡的傾斜角度。
[0040]較佳的是，所述支架立柱，支架主梁以及掛桿等為桁架結構，其具有受力大，跨度大，節省材料，結構穩定的優點。
[0041]以下以如圖1所示的具體實施例的自調節光伏組件支架為例來陳述力矩平衡的計算原理。
[0042]在本具體實施例中，如圖1、圖3及圖4所示，所述配重結構具體包括:
設置在所述支架主梁200底部的第一配重塊311。所述第一配重塊311通過配重支撐桿500與所述支架主梁200剛接。
[0043]設置在所述延伸支架300另一側的第二配重塊312。所述第二配重塊通過配重支架510設置在所述延伸支架上。
[0044]具體的，所述第一及第二配重塊具體可以采用任何合適的材質制成，例如混凝土配重塊，鐵配重塊等等。較佳的是，所述支撐桿500以及配重支架510可以采用如圖3及圖4所示的結構，具有一穿過配重塊的縱向延伸的軸部。配重塊分為若干配重塊單元，中間設置