用于安装太阳能光伏组件的太阳跟踪装置.pdf

本发明公开了一种能随着太阳高度角和方位角变化而跟着转动、从而使太阳能光伏组件的效率实现最大利用的用于安装太阳能光伏组件的太阳跟踪装置，包括：固定管，在固定管上安装有固定齿轮，转动套通过轴承安装在固定管上，转动套上设置有方位角执行电机及由该电机驱动的方位角主动齿轮，方位角主动齿轮与固定齿轮相互啮合；在转动套上还设置有安装支架，安装支架上设置有高度角执行电机和由该电机驱动的高度角主动齿轮，高度角主动齿轮与一个弧形齿轮相互啮合，弧形齿轮的上端与活动设置在安装支架中的传动轴相固定，传动轴上固定安装有组件支架。上述的太阳跟踪装置可广泛应用于太阳能路灯、太阳能景观灯等小型发电系统领域。

1、  用于安装太阳能光伏组件的太阳跟踪装置，包括：固定管，其特征在于：在固定管上安装有固定齿轮，转动套通过轴承安装在固定管上，转动套上设置有方位角执行电机，方位角执行电机的输出轴上设置有方位角主动齿轮，方位角主动齿轮与固定齿轮相互啮合；在转动套上还设置有安装支架，安装支架上设置有高度角执行电机，高度角执行电机的输出轴上设置有高度角主动齿轮，高度角主动齿轮与一个弧形齿轮相互啮合，弧形齿轮的上端固定在传动轴上，传动轴活动设置在安装支架上，传动轴上固定安装有用于设置太阳能光伏组件的组件支架。

2、  根据权利要求1所述的太阳跟踪装置，其特征在于：在方位角执行电机的外面设置有罩壳，罩壳安装在转动套上。

3、  根据权利要求1或2所述的太阳跟踪装置，其特征在于：还设置有跟踪控制装置，所述的跟踪控制装置包括：安装在组件支架上的光控传感器，光控传感器的输出与信号控制电路的输入相连接，信号控制电路的输出分别与方位角执行电路和高度角执行电路相连接，方位角执行电路和高度角执行电路的输出分别与方位角执行电机和高度角执行电机相连接；光伏控制电路与电光源相连接，光伏控制电路与电光源都与方位角执行电路和高度角执行电路相连接。

用于安装太阳能光伏组件的太阳跟踪装置
技术领域
本发明涉及到太阳能应用领域，尤其涉及到一种应用于光伏照明系统中、用于安装太阳能光伏组件的太阳追踪装置。
背景技术
随着能源资源供应日趋紧张、环境恶化日益加剧，国家推行节能减排的力度不断加大，人们注重节能环保的意识也在不断提高。尤其太阳能照明装置在我国已经具有了广泛的应用，主要形式有太阳能路灯、太阳能景观灯、太阳能庭院灯等，目前，一般用于太阳能照明装置的太阳能光伏组件及其支架都是用螺栓固定在灯杆上，并且一旦固定后就无法随意转动，使太阳能光伏组件以一定的高度角(也称仰角)和方位角固定，仰角根据当地的纬度而定，目的是使太阳能光伏组件受到更多的太阳光辐照，产生尽可能多的电能；这种将太阳能光伏组件的方位角和仰角固定不变的安装结构虽然能够较好地利用中午及其前后一段时间的阳光，但在上午及下午光伏组件对太阳光的利用率就很低，使太阳能光伏组件的效率没有得到最大化利用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：将提供一种能随着太阳高度角和方位角变化而跟着转动、从而使太阳能光伏组件的效率实现最大利用的用于安装太阳能光伏组件的太阳跟踪装置。
为解决上述技术问题，本发明所述的用于安装太阳能光伏组件的太阳跟踪装置，包括：固定管，在固定管上安装有固定齿轮，转动套通过轴承安装在固定管上，转动套上设置有方位角执行电机，方位角执行电机的输出轴上设置有方位角主动齿轮，方位角主动齿轮与固定齿轮相互啮合；在转动套上还设置有安装支架，安装支架上设置有高度角执行电机，高度角执行电机的输出轴上设置有高度角主动齿轮，高度角主动齿轮与一个弧形齿轮相互啮合，弧形齿轮的上端固定在传动轴上，传动轴活动设置在安装支架上，传动轴上固定安装有用于设置太阳能光伏组件的组件支架。
本发明进一步的技术方案是：在方位角执行电机的外面设置有罩壳，罩壳安装在转动套上。
本发明另一种进一步的技术方案是：还设置有跟踪控制装置，所述的跟踪控制装置包括：安装在组件支架上的光控传感器，光控传感器的输出与信号控制电路的输入相连接，信号控制电路的输出分别与方位角执行电路和高度角执行电路相连接，方位角执行电路和高度角执行电路的输出分别与方位角执行电机和高度角执行电机相连接；光伏控制电路与电光源相连接，光伏控制电路与电光源都与方位角执行电路和高度角执行电路相连接。
本发明的优点是：使用上述装置，可使太阳能光伏组件追踪太阳，即可以根据太阳光的入射角来调节太阳能光伏组件的仰角和方位角，保持太阳能光伏组件与太阳光入射角的角度为最佳，使太阳能光伏组件的发电量达到最大，大大提高了太阳能光伏组件的利用效率。该装置可便利地用于太阳能路灯、景观灯等太阳能发电系统设施上。
附图说明
图1是本发明所述太阳跟踪装置的主视结构示意图；
图2是图1的左视结构示意图；
图3是本发明所述的跟踪控制装置的原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明所述的技术方案作进一步的描述。
如图1、图2所示，所述的用于安装太阳能光伏组件的太阳跟踪装置，包括：固定管1，在固定管1上安装有固定齿轮2，转动套3通过一对轴承31安装在固定管1的上部外壁19上，转动套3上设置有方位角执行电机4，方位角执行电机4的输出轴上设置有方位角主动齿轮41，方位角主动齿轮41与固定齿轮2相互啮合；在转动套3上还设置有安装支架5，安装支架5上设置有高度角执行电机7，高度角执行电机7的输出轴上设置有高度角主动齿轮71，高度角主动齿轮71与一个弧形齿轮8相互啮合，弧形齿轮8的上端固定在传动轴6上，传动轴6活动设置在安装支架5上，传动轴6上固定安装有用于设置太阳能光伏组件的组件支架9，正常工作时太阳能光伏组件就安装在组件支架的安装面91上；上述的固定管1则固定于路灯杆10或其它设施的顶部。本实施例中，在方位角执行电机4的外面设置有罩壳32，罩壳32安装在转动套3上，主要用于防尘防雨。
上述结构的太阳跟踪装置的工作原理是：众所周知，当太阳光线垂直照射于太阳能光伏组件正面(受光面)时，光伏组件的工作效率为最大，因此，随着太阳的转动就需要不断调整光伏组件的方位角和高度角(仰角)。其调整过程为：当需要调整方位角时，启动方位角执行电机4，使之正转或反转，由于方位角主动齿轮41与固定齿轮2相互啮合、并且固定齿轮2固定安装在固定管1上，因此方位角执行电机4就带动转动套3、安装支架5和组件支架9一起绕着固定管1转动，实现带动太阳能光伏组件左、右转动、从而调节其方位角的目的。当需要调整高度角时，启动高度角执行电机7，使之正转或反转，由于高度角主动齿轮71与弧形齿轮8相互啮合，因此高度角执行电机7就驱动弧形齿轮8向某一方向旋转，弧形齿轮8通过传动轴6带动组件支架9跟着旋转，实现带动太阳能光伏组件上、下转动、从而调节其高度角的目的。
在实践中，可以设置一套跟踪控制装置来自动调节太阳能光伏组件的方位角和高度角。参见图3所示，本实施例中给出一套跟踪控制装置的原理示意图，包括：光控传感器92，光控传感器92的输出与信号控制电路的输入相连接，信号控制电路的输出分别与方位角执行电路和高度角执行电路相连接，方位角执行电路和高度角执行电路的输出分别与方位角执行电机4和高度角执行电机7相连接；光伏控制电路与电光源93相连接，光伏控制电路与电光源93都与方位角执行电路和高度角执行电路相连接。安装时将光控传感器92安装在太阳能光伏组件的同一安装面91上，以正确感受太阳光的变化；光控传感器92中包括有高度角传感器SGC和XGC及方位角传感器RFC和LFC。上述跟踪控制装置的工作原理如下：太阳能光伏组件94产生的电能通过光伏控制电路给蓄电池95充电，然后给各电路提供电源；当光线垂直照射于太阳能光伏组件正面时，太阳能光伏组件的工作效率为最大，高度角传感器SGC和XGC及方位角传感器RFC和LFC所接收的光信号分别处于平衡状态，它们的信号输出也处于平衡状态，高度角执行电机7和方位角执行电机4为静止状态。但随着太阳方位角的变化，方位角传感器RFC和LFC所接收的光信号逐渐失去平衡，它们的信号输出也逐渐失去平衡，当差值达到一定量值(可根据实际情况预先设定)，信号控制电路输出一个信号给方位角电机执行电路，由它决定方位角执行电机4正转或反转，从而调节光伏组件的方位角，当达到最佳角度时，RFC和LFC所接收的光信号恢复平衡，信号控制电路输出一个信号给方位角电机执行电路，使方位角执行电机4停止转动，方位角执行电机4完成一个工作过程。同时，随着太阳的转动，高度角传感器SGC和XGC的输出信号也会逐渐失去平衡，当达到一定量值时(可根据实际情况预先设定)，信号控制电路输出一个信号给高度角电机执行电路，由它决定高度角执行电机7正转或反转，从而调节光伏组件的高度角，当达到最佳角度时，SGC和XGC所接收的光信号恢复平衡，信号控制电路输出一个信号给高度角电机执行电路，使高度角执行电机7停止转动，高度角执行电机7完成一个工作过程。当天黑以后，电光源93开始工作，光伏控制电路分别给方位角执行电机4和高度角执行电机7一个动作信号，使太阳能光伏组件的受光面重新回到起始工作状态(一般控制为正东方)，准备第二天工作的开始。