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Title:
DEVICE FOR TRACKING SOLAR IRRADIATION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/147317
Kind Code:
A1
Abstract:
A device for tracking solar irradiation is provided, which is designed for solving the technical problems of small structural scale, low running benefit, poor capacity of resisting windy sand, inapplicability in environments with larger windy sand, high maintenance cost, extra energy consumption, high running failure rate, short service life of components and the like existing in the traditional solar illumination dynamic tracking system. The device mainly consists of a light-collecting device frame (1), a longitude tracking part and a latitude tracking part, wherein the latitude tracking part consists of an annular track (6) with a negative gradient, a track central shaft and a pulley (3); and the longitude tracking part is formed by fixing the bottom end of the light-collecting device frame (1) on the pulley (3) through a hinge point. The device is suitable for occasions needing to automatically track the solar illumination in real time or large structure fabrication, such as large-scale photovoltaic or photo-thermal power stations, especially suitable for windy sand environments, and can steadily and reliably run by only utilizing the gravitational potential energy without additional energy sources. The device has characteristics of simple installation, stable running, high efficiency, low cost, windy sand resistance, easy maintenance and the like.

Inventors:
XIA JUNTIE (CN)
XIA ZHIQIU (CN)
ZHAO TINGTING (CN)
Application Number:
PCT/CN2011/074660
Publication Date:
December 01, 2011
Filing Date:
May 25, 2011
Export Citation:
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Assignee:
XIA JUNTIE (CN)
XIA ZHIQIU (CN)
International Classes:
H02N6/00; F24S50/20; G05D3/00
Foreign References:
CN200989688Y2007-12-12
CN2725801Y2005-09-14
CN201388165Y2010-01-20
US20090320826A12009-12-31
DE102006010781A12007-09-13
CN101860277A2010-10-13
CN201789438U2011-04-06
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Claims:
权 利 要 求 书

1、 跟踪太阳光照的装置,它主要由采光器架 ( 1 X 经向跟踪部分和纬向 跟踪部分组成;其特征在于:所述纬向跟踪部分,由带有负坡度的环形轨道

( 6 )和滑车( 3 )组成;所述经向跟踪部分,由采光器架 ( 1 )的一端通过铰 接点固定在滑车( 3 )上组成。

2、 根据权利要求 1所述的跟踪太阳光照的装置,其特征在于:所述纬向 跟踪部分还包括固定在滑车( 3 )上的阻尼缸 ( 7 )和固定在轨道上的环形阻 尼曲线( 8 )的工作面。

3、 根据权利要求 1所述的跟踪太阳光照的装置,其特征在于:所述经向 跟踪部分还包括曲柄( 9 )和连杆 ( 10 );所述连杆 (10)的一端铰接固定于曲 柄( 9 )上,另一端铰接于采光器架( 1 )上。

Description:
说 明 书 跟踪太阳光照的装置

技术领域:

本发明涉及一种太阳能采集装置,尤其涉及一 种用于跟踪太阳光照的装 置。 适合于大型光伏电站,特别适用于在我国西北 部的风沙环境下使用。

背景技术:

目前大部分光伏系统多采用电池板角度固定安 装的形式,使其接受光照 的效率很低。 而现有的动态跟踪系统主要采用高速转动部件 实现跟踪,如: 公告号: CN101135913, CN101201628, CN2533435, 所涉及的《太阳 能全自动跟踪转盘》、 《仰角转轴固定太阳能接收器自动跟踪装置》 ;《太阳同 步跟踪装置》等装置,因此设备的抗风沙能力 很差,不适宜在风沙较大的环 境中使用,且安装、 维护成本高,需要消耗额外的能源。 整个系统存在成本 高、 运行故障率高,部件使用寿命短(主要是环境 的风沙影响所致 ) ,维护不 方便等技术问题,所以应用受到很大的限制。

发明内容:

本发明为了解决现有太阳光照动态跟踪系统存 在的抗风沙能力很差,不 适宜在风沙较大的环境中使用,且维护成本高 ,需要消耗额外的能源,运行 故障率高,部件使用寿命短等技术问题,提供 了一种跟踪太阳光照的装置, 它主要由采光器架、 经向跟踪部分和纬向跟踪部分组成;所述纬向 跟踪部分 , 由带有负坡度的环形轨道及滑车组成;所述经 向跟踪部分,由采光器架的一 端通过铰接点固定在滑车上组成。

所述纬向跟踪部分还包括固定在滑车上的阻尼 缸和固定在轨道上的环形 阻尼曲线工作面。 所述经向跟踪部分还包括曲柄和连杆。 所述连杆的一端铰 接固定于曲柄的滑槽内,另一端铰接于采光器 架上,连杆在曲柄上或与采光 器架上的铰接点位置均可调。 连杆也可以采用液压连杆系统实现。 本发明的特点及有益效果:适合需要实时自动 跟踪太阳光照的场合,适 合大结构制作,用于大型光伏电站使用,且不 需要额外的能源,仅利用其自 身的重力势能就能平稳可靠的运行。 尤其适合在我国西 t部的风沙环境下使 用,具有安装简单,运行稳定,效率高,成本 低,抗风沙,易维护等特点。

附图说明

图 1 ,本发明的结构示意图

图 2 ,图 2-1本发明实施例 1的结构示意图

图 3 ,图 3-1本发明实施例 2的结构示意图

图 4 ,本发明实施例 3的结构示意图

图 5 ,图 5-1本发明实施例 4的结构示意图

图 5 ,本发明实施例 5的结构示意图

图 6 ,本发明实施例 6的结构示意图

具体实施方式

跟踪太阳光照的装置,它主要由采光器架 1、经向跟踪部分和纬向跟踪部 分组成。 所述纬向跟踪部分,由带有负坡度的环形轨道 6及滑车 3组成;所 述经向跟踪部分,由采光器架 1的一端通过铰接点固定在滑车 3上组成。 所述纬向跟踪部分还包括固定在滑车 3上的阻尼缸 7和固定在轨道上的 环形阻尼曲线 8 的工作面;所述经向跟踪部分还包括曲柄 9和连杆 10;所述 连杆 10的一端铰接固定于曲柄 9的滑槽内,另一端铰接于采光器架 1上,控 制采光器架 1使其的法向始终指向太阳的方向,用于实时 踪太阳的光照。 连杆在曲柄上或与采光器架上的铰接点位置均 可调。 连杆也可以采用液压连 杆系统实现。 该装置的工作过程:

1、 根据季节的变化,调整连杆在曲柄上的滑槽中 的位置 (夏季时稍远离 曲柄的中心点,冬季时靠近中心点)来调整采 光器架的每天俯仰角 z 勺摆幅, 以适应不同季节每天的太阳高度角的变化。

2、 每天黎明前,加足阻尼缸里的工作介质,打开 阻尼阀,调整好阻尼系 数。

3、 将滑车的滑轨一端调整至低于起始点的高度, 作为终点的位置。

4、 打开滑车的纬向止动装置,随时调整阻尼系数 或轨道坡度,使滑车在 自身重力的作用下沿轨道徐徐前进,转动速度 与太阳的光照同步,直至太阳 落山。

5、 解除纬向阻尼作用。

6、 滑车复位,使载有采光器架的滑车回到起始位 置。 可用复位千斤顶将 轨道的终点抬升一点,使滑车溜回到起始点 (复位点 )以备明天继续工作。

实施例 1

参看图 2、 图 2-1 ,跟踪太阳光照的装置

经向跟踪部分,其采光器架 1的底端与滑车 3底板通过铰接点 2铰接, 其中采光器架 1的上端通过二维铰接点与连杆 10铰接,连杆 10的另一端与 曲柄 9以一维铰接形式铰接形成经向跟踪部分。 另外,可根据季节的变化, 通过调整连杆 10在曲柄 9或采光器架 1上的铰接点位置,并通过锁紧件 4 锁紧固定,来调整采光器架 1的每天俯仰角 z 勺摆幅,以适应不同季节每天 的太阳高度角的变化,实现采光器架 1自动随时经向跟踪太阳的光照。

纬向跟踪部分的滑车的环形轨道 6采用具有坡度的负轨道方式,即在工 作状态时,使轨道的起点高于终点呈螺旋状的 形式, 滑车 3 利用其自身的重 力势能,可以沿其轨道溜动。 通过调整阻尼缸 7的阻尼系数(即:工作介质 从工作腔被压出的流量速度 )来控制其溜动的速度。

本例中是将阻尼缸 7固定在滑车 3上,阻尼缸 7上的活塞杆是由径向配 合阻尼曲线 8的工作面来实现控制载有采光器架的滑车 3绕中心轴 5在轨道 6上的溜动的速度。 P且尼曲线 8此时是等速螺旋线。

P且尼缸 7和阻尼曲线 8的固定位置可以互换,即:也可以将阻尼缸 7与 轨道 6 (或本装置的非运动部分 )固定在一起,而阻尼曲线 8与滑车 3 (或本 装置的相对运动部分 )固定为一体。 下同。

实施例 2

参看图 3、 图 3-1 ,跟踪太阳光照的装置,其纬向跟踪部分的阻 曲线 8 的工作面与轨道 6为同轴的环形面, P且尼缸 7上的活塞杆是由轴向与阻尼曲 线 8的工作面配合来实现控制载有采光器架 1的滑车 3绕中心轴 5在轨道 6 上的溜动的速度。 其它部分可同其它实施例之一的相同部分。

实施例 3

参看图 4 ,跟踪太阳光照的装置,其经向跟踪部分的采 器架 1的底端与 滑车 3底板通过铰接点 2铰接,其中采光器架 1的上端通过铰接点与连杆 10 铰接,连杆 10的另一端与水平轴向的曲柄 9铰接,所述水平轴向的曲柄 9靠 固定在其上的伞齿轮与垂直轴向的固定于滑车 3上的伞齿轮啮合后产生相对 转动,来推动连杆 10运动来完成经向跟踪工作的。其它部分可同 它实施例 之一的相同部分。

实施例 4

参看图 5、 图 5-1 ,所述的跟踪太阳光照的装置,其纬向跟踪部 采用渐 进自锁式阻尼机构,它由阻尼缸 7、 反扣脚轮 13和阻尼曲线工作面轨道 8与 滑车轨道 6 (或者是协作轨道面)间的反向配合等构成( 5-1 ); P且尼曲线 工作面轨道 8与滑车轨道 6 (或者是协作轨道面)间的距离逐渐变宽,构 的渐进自锁式阻尼机构。 其它部分可同其它实施例之一的相同部分。

实施例 5

参看图 5 ,跟踪太阳光照的装置,所述的经向跟踪部分 连杆 10采用液 压连杆系统来实现,它是由底缸 11和支撑缸 12、 油路管 14、 分流器 15组 成。 其中底缸 11的一端铰接在滑车 3上,另一端铰接于曲柄 9上;底缸 11 的两个工作腔分别通过油路管 14分别接到分流器 15的各个工作腔,再经油 路管 14分别连接到支撑缸 12的工作腔;支撑缸 12的一端铰接于采光器架 1 上,另一端铰接于滑车 3上。所述的液压连杆系统至少包括一个底缸 11和一 个支撑缸 12。 其它部分可同其它实施例之一的相同部分。

实施例 6

参看图 6 ,跟踪太阳光照的装置,其采光器架 1的俯仰角 可通过人工 或使用传动装置调整,调整好后通过定位销或 止动锁紧件 4定位锁紧。 在每 天黎明前调整,使采光器架 1的工作面的法向是当天 12时或 13时太阳的方 向,并锁紧固定好。 其它纬向跟踪部分可同其它实施例之一的相同 部分。

本发明也适用于其它太阳能采集场合。