技术领域

本发明涉及一种光伏跟踪器，尤其涉及一种太 阳能光伏组件跟踪器和跟踪器 的安装方法。 背景技术

开发新能源和可再生清洁能源是全世界面临的 共同课题。 在新能源中， 光 伏发电倍受瞩目。 但由于过高的成本， 目前还未能充分进入市场。 光伏发电市 场前景广阔， 但太阳能利用效率低下， 面临着建设成本高， 投资回报率低的问 题。目前用于太阳能光伏组件的安装方式主要 包括固定方式自动跟踪方式两种。 使用自动跟踪方式相比固定方式可提高发电量 20%左右，具有广阔的市场前景， 然而目前研究的一些光伏组件跟踪装置普遍存 在结构复杂、 现场安装周期长、 对安装人员素质要求高等缺陷， 严重制约光伏跟踪装置的推广， 有进一歩改进 简化的必要。 在现在的公开文件中有， 中国专利： "太阳能跟踪结构 ( CN202854613U)，，，包括多块太阳能光伏电池板� �多个太阳能光伏电池板支撑 架， 每块太阳能光伏电池板的两端和中部通过一个 太阳能光伏电池板支撑架与 另一个太阳能光伏电池板连接， 多个太阳能光伏电池板支撑架下部之间通过支 撑机构连接， 支撑机构的一侧设有有跟踪机构， 能够随着太阳在周天的变化而 变化， 跟踪机构上的太阳能发光光伏板能够始终保持 太阳最佳的照射角度， 提 高光伏发电板的发电效率。 但是太阳能组件设备都较大， 将各构件吊起进行安 装， 十分不便。 发明的公开

本发明提供了一种安装方便， 结构简单， 可以降低现场安装难度和要求， 缩 短安装周期和成本的太阳能光伏组件的跟踪装 置及其安装方法； 解决了现有技 术中存在的光伏组件跟踪器的构件多， 安装周期长， 现场安装难度高， 现场安 装要求多的技术问题。

本发明的上述技术问题是通过下述技术方案解 决的： 一种太阳能光伏组件 跟踪装置， 包括立柱， 相邻两个立柱之间设有主轴， 主轴上设有光伏组件， 相 邻的两个主轴通过连接轴连接， 连接轴固定在立柱上， 所述的立柱的上端面为 立柱安装面，在立柱的上部开设有通孔，在通 孔内通过轴承结构安装有连接轴， 连接轴的横截面小于主轴的横截面， 连接轴与主轴通过轴连接结构相连。 整个 跟踪系统是由多个光伏组件， 立柱组合， 主轴组合等结构构成。 在安装时， 一 般都是先将立柱通过打桩机打入， 然后在立柱上再安装轴承和连接轴等结构， 立柱是具备一定高度的， 先安装立柱后， 再安装轴承和连接轴等， 吊装费力， 安装费时。 本发明在立柱上开设通孔， 在通孔内通过轴承结构安装连接轴， 先 进行预安装后， 然后再将整个立柱组合整体通过打桩机打入， 因为是在立柱的 上部开设通孔， 通孔与立柱的长度方向垂直， 不改变立柱进行安装时受力面， 安装时省时省力。 主轴的横截面是比较大的， 从而方便固定安装光伏构件， 主 轴的横截面与立柱的宽度近似， 连接轴的横截面小于主轴， 方便将连接轴安装 到立柱上的通孔内。

作为优选， 所述的轴承结构包括固定在立柱上的轴承座， 在轴承座内设有 轴承， 在轴承座和轴承之间设有定位结构， 在轴承结构与连接轴之间设有固定 件。 轴承座焊接在立柱上， 不需要额外的安装构件， 结构简单。 通过固定件将 连接轴与轴承结构的相对位置固定。 主轴穿接在轴承结构内后， 主轴是可以在 轴承内自由转动的，然后通过固定件将主轴与 轴承结构的轴向方向上相对固定。 然后将预安装完成的立柱组合整体运至现场， 通过专用的打桩设备锤入地下， 即完成立柱组合体的现场安装工作。 预安装使得现场安装速度大幅度提高， 节 省了安装时间， 提高了工作效率。

作为优选，所述的轴承为分体式轴承，轴承包 括两个结构相同的轴承本体， 轴承本体的端部设有凸沿， 两个轴承本体由轴承座的两端分别插入轴承座 内， 所述的轴承本体为半圆形， 所述的轴承座为圆柱形， 轴承本体的凸沿抵接在轴 承座的外缘， 轴承本体的长度不大于轴承座的长度。 轴承本体上有凸沿， 让轴 承本体从两端插入轴承座内， 两个轴承本体的凸沿抵接在轴承座的外圈上形 成 一个完整的轴承， 轴承本体与轴承座长度大致相当， 配合导向性好， 能对主轴 形成完整的支撑。 然后利用定位结构将轴承本体与轴承座相互固 定形成一个轴 承结构， 分体式轴承， 安装方便， 方便调整和更换。

作为优选， 所述的定位结构包括在轴承座的两个端面上各 开设有两个定位 槽， 定位槽位于同一直径的两端， 所述的轴承本体的凸沿上设置有定位凸起， 定位凸起位于弧形凸沿的中部， 所述的固定件为抱箍。 轴承本体形状相同， 可 以随意选择从两端任意一端进行安装， 两个轴承本体扣合后形成一个圆柱体与 轴承座的形状相同， 一个轴承本体由轴承座左端插入， 利用上半圆的轴承座外 缘与轴承本体的凸沿定位， 另外一个轴承本体由轴承右端插入， 利用下半圆的 轴承座外缘与轴承本体的凸沿定位， 凸沿与外缘是对轴承本体与轴承座轴向方 向上的定位。 同时利用在凸沿上的定位凸起与轴承座上的定 位槽的配合， 将轴 承座与轴承本体在圆周方向上定位。 轴承座上设置 2个定位槽， 可以方便轴承 本体的安装， 左侧安装上半圆也可以， 安装下半圆也可以， 提高安装的便利性 和效率。 抱箍结构简单， 安装方便， 固定牢固度好。

作为优选， 所述立柱的横截面呈 "H "形， 立柱包括立柱缘板和立柱缘板 两侧的立柱翼板， 立柱缘板上开设有通孔， 轴承座插接在通孔内， 轴承座的外 缘焊接在立柱缘板上， 在轴承座的下方设有加强筋板， 加强筋板为两块， 加强 筋板位于立柱缘板的正反两个面上， 加强筋板的两端焊接在立柱翼板上且筋板 的内圆面与轴承座的外圆面焊接。 轴承座焊接在立柱中间的立柱缘板上， 为了 增强焊接后的稳定性， 在轴承座的下方增加两片加强筋板， 也就相当于增厚了 轴承座下半圆焊接在立柱缘板的厚度， 使得支撑面变厚， 提高支撑强度。

作为优选， 所述的连接轴的横截面为跑道形状， 所述的主轴为方轴， 主轴 的宽度大于连接轴的宽度， 在主轴的端部设有主轴连接头， 主轴连接头包括定 位结构和固定结构， 在连接轴上设有与主轴连接头对应的固定结构 。 跑道形状 的连接轴的加工是在圆形的基础上磨出两个相 互平行的平面， 两个相互平行的 平面方便与主轴进行固定， 两个圆弧面在轴承内方便旋转， 而且圆形的连接轴 方便安装在立柱内， 横截面小， 连接轴的横截面小于立柱， 可以将主轴先安装 在立柱上， 然后将预安装好的立柱结构进行现场安装。 主轴的结构不变， 主轴 与连接轴通过主轴端部的主轴连接头连接， 通过主轴连接头的定位结构将主轴 与连接轴定位， 然后通过固定结构将主轴与连接轴连接。

作为优选， 主轴连接头包括主轴封盖， 主轴封盖焊接在主轴的端部， 固定 结构包括相互平行的两块固定板， 两块固定板焊接在主轴封盖上， 两块固定板 之间的距离不小于连接轴的直径； 所述的定位结构为一弧形挡板， 挡板的弧度 与连接轴的弧度相同， 挡板位于构成固定结构的两块平行的固定板之 间， 挡板 的两端分别焊接在两端的固定板上， 在固定板和挡板上均开设有固定孔， 固定 孔为腰形孔， 在连接轴的两个相互平行的侧面和上下两个弧 形的面上开设有与 固定孔对应的通孔。 固定孔分别位于主轴和连接轴的上方和侧面， 从两个方向 固定， 牢固度好， 在旋转过程中能承受的扭矩大， 保证转轴旋转的可靠性。 而 且将固定孔制作成腰形孔， 方便固定位置的调节， 提高安装的便利性。 弧形挡 板的形状与连接轴的弧度配合， 由于主轴的体积相对转轴比较大， 为了方便两 者的定位， 安装主轴时是将主轴吊起从上向下放置， 挡板搭接在转轴上， 将两 者位置确定， 然后再利用固定结构将两者固定连接。

作为优选， 所述的光伏组件安装在光伏组件框架内， 光伏组件框架通过压 块固定在横梁上， 横梁固定在主轴上， 在横梁上方设有开口槽， 在横梁上方安 装有垫板， 在垫板上安装有接地垫片， 在垫板的下方设有紧固装置， 压块通过 紧固装置将光伏组件框架固定在接地垫片上。 在垫板上安装接地垫片， 通过压 块将光伏组件的框架压在接地垫片上后，接地 垫片剌穿光伏组件框架上的薄膜， 实现光伏组件框架的接地， 不用另外外接接地构件。 压块通过螺栓固定在垫板 下方的紧固装置上， 压块将光伏组件框架压紧在接地垫片上， 从而将接地垫片 固定。

作为优选， 在所述的垫板中心开设有通孔， 在通孔内设有压紧件， 所述的 压紧件包括压板和位于压板下方的卡钩， 压板的面积大于通孔的面积， 压板压 在接地垫片上， 卡钩有两个， 两个卡钩相互平行， 卡钩的钩体向内形成一个卡 槽， 在卡槽内设有紧固装置， 紧固装置为一长条形螺母， 长条形螺母的中心设 有螺纹孔， 长条形螺母与垫板下表面之间的距离与开口槽 的槽沿的厚度相同。 压紧件由压板将接地垫片压在垫板上， 接地垫片的中心也有通孔， 压板压住接 地垫片， 卡钩穿过通孔， 两个卡钩体向内弯折， 形成一个弹性的卡槽， 在卡槽 内可以固定长条形螺母， 用于与压块上穿接的螺栓连接， 从而将压块固定。 同 时长条形螺母还可以起到将压紧件固定在垫板 上的作用。 长条形螺母的长度方 向与垫板的长度方向一致， 长条形螺母先由窄的一面插入开口槽内， 当垫板运 动到位以后， 然后旋转 90° ， 长条形螺母的长度与横梁的 横截面内边宽度正 好相等， 从而将长条形螺母卡在横梁内， 将垫板固定在横梁上。

一种太阳能光伏组件跟踪装置的安装方法，

第一歩， 安装立柱组合： 先将连接轴通过轴承和轴承座安装到立柱上的 通 孔内， 立柱的上端面依然可以作为打桩设备的受力面 ， 然后利用打桩设备将带 有轴承结构和连接轴的立柱打入地下， 然后将主轴通过连接轴连接在一起； 第二歩， 安装主轴组合： 然后将横梁安装在连接轴上， 将光伏组件安装到 光伏组件框架内， 将光伏组件框架通过压板固定在横梁上， 横梁上的接地垫片 剌破光伏组件框架外的薄膜， 实现接地； 将光伏组件安装到横梁上后， 用压块 压住并用螺栓拧紧；

第三歩， 通过起吊设备将主轴组合与已施工完成的立柱 组合安装。

立柱组合、主轴组合的结构都如上面的跟踪装 置所述的结构，先将连接轴 通过轴承结构预安装到立柱上， 同时将光伏组件的框架预安装到横梁上， 然后 将立柱通过打桩机打入地面， 再将主轴安装到立柱上， 吊装设备只需要吊装主 轴组合， 将有光伏组件框架的主轴组合安装到主轴上。 使这些数量多、搬运难、 安装难度高的零部件可以在工作台上以流水线 的方式快速安装完成， 降低现场 安装时间和安装难度。

因此， 本发明的一种太阳能光伏组件跟踪系统及其安 装方法具备下述优点： 在立柱上开孔后将轴承及连接轴安装在立柱上 ， 维持立柱原有的安装面， 使得 可以整体利用打桩机打入， 降低工作难度； 将主轴、 横梁、 组件等零部件在现 场预安装完成， 使这些数量多、 搬运难、 安装难度高的零部件可以在工作台上 以流水线的方式快速安装完成， 降低现场安装时间和安装难度。

附图说明

图 1是一种太阳能光伏组件跟踪装置示意图。

图 2是图 1内的 A处放大图。

图 3是图 1内的立柱组合安装爆炸图。

图 4是图 1内的主轴的示意图。

图 5是图 1内的主轴组合的示意图。

图 6是图 5内的 B处放大图。

图 7是图 6内去掉光伏组件和压块的示意图。

图 8是图 7内垫板的示意图。

图 9是图 7内垫板的另一方向示意图。

图 10是太阳能光伏组件跟踪装置组成的跟踪系统� �� 实现本发明的最佳方法

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技 术方案作进一歩具体的说明。 实施例 1 :

如图 1和 2所示， 一种太阳能光伏组件跟踪装置， 包括立柱组合和主轴组 合。 其中立柱组合包括横截面为 "H"形的立柱 3、 轴承结构、 连接轴 2等； 主 轴组合包括主轴 1、 横梁 20、 光伏组件 4等。 在两个立柱 3之间为主轴 1， 主 轴 1上固定光伏组件 4， 两个相邻的主轴 1通过连接轴 2连接， 连接轴 2固定 在立柱 3上。 如图 3所示， 立柱 3包括立柱缘板 10和立柱缘板 10两侧相互平 行的立柱翼板 11， 立柱缘板 10的上端中心开设有圆形通孔， 在通孔内焊接有 圆柱形的轴承座 7， 轴承座 7的外缘焊接在立柱缘板 10上， 在轴承座 7的下方 有两个加强筋板 31， 加强筋板 31为长方形， 加强筋板 31的中心有圆弧面， 圆 弧面为半圆形， 圆弧面的半径与轴承座相同， 圆弧面与轴承座 7的外圆周表面 相接处，加强筋板 31的长度与立柱缘板 10相同，加强筋板 31的两端焊接在立 柱翼板 11上。两个加强筋板 31分别位于立柱缘板 10的正反两个面上， 增加了 轴承座 7的下半圆的支撑面厚度， 提高支撑强度。 轴承座 7的两端均开设有定 位槽 12， 位于同一端的两个定位槽 12位于同一直径上， 位于两端的上侧的定 位槽 12位于同一母线上。在轴承座 7内插接有轴承，轴承是由两个形状相同的 轴承本体构成， 轴承本体 8为半圆形， 其外圆周表面的半径与轴承座相同， 其 内圆周表面的半径与插接在轴承内的主轴的半 径相同。轴承本体 8为塑料轴承， 在轴承本体 8的一端一体成型有半圆环形凸沿 5， 在半圆形凸沿 5的中部成型 有一个与定位槽配合的定位凸起 6。 两个轴承本体 8扣合形成一个完整的圆柱 形轴承， 两个轴承本体 8由轴承座 7的两端插入轴承座 7内， 其中一个轴承本 体 8从左端插入轴承座 7内， 轴承本体 8的凸沿抵接在轴承座 7的上半圆上， 轴承本体 8上的定位凸起 6与轴承座左侧上半圆的定位槽 12配合，另外一个轴 承本体 8由右端插入轴承座内， 轴承本体的凸沿抵接在轴承座的下半圆上， 轴 承本体的定位凸起与轴承座右侧下半圆的定位 槽 12配合。从而将轴承座与轴承 定位。 在轴承内插接连接轴 2， 连接轴 2用于连接相邻的两根主轴 1。 连接轴 2 上有卡槽 13， 连接轴 2插接在轴承内后， 在卡槽内装上抱箍 9， 利用抱箍 9固 定锁紧。

连接轴 2的横截面为跑道形状， 主轴 1为方轴也就是方形的中空钢管， 主 轴 1的宽度大于连接轴的宽度， 在主轴的端部设有主轴连接头， 如图 4所示， 主轴连接头包括定位结构和固定结构， 在连接轴上设有与主轴连接头对应的固 定结构。 主轴连接头包括主轴封盖 17， 主轴封盖 17焊接在主轴 1的端部， 固 定结构包括相互平行的两块固定板 16， 两块固定板 16焊接在主轴封盖 17上， 两块固定板 16和主轴封盖 17形成一个 "U"形容腔， 两块固定板 16之间的距 离不小于连接轴 2的直径， 使得连接轴 2可以容纳其中； 定位结构为一弧形挡 板 18， 挡板 18的弧度与连接轴的弧度相同， 挡板 18位于构成固定结构的两块 平行的固定板 16之间，挡板 18的两端分别焊接在两端的固定板 16上，连接轴 2相互平行的两个面与固定板 16相接， 连接轴的弧形面与挡板 18相接。 在固 定板 16和挡板 18上均开设有固定孔 15， 固定孔 15为腰形孔， 固定板 16上的 固定孔 15位于 "U"形容腔的开口端， 挡板上的固定孔位于 "U"形容腔的中 部， 在连接轴的两个相互平行的侧面和上下两个弧 形的面上开设有与固定孔对 应的通孔 14， 在固定时， 通过螺栓从横向和纵向两个方向进行 "十"字交错固 定， 固定牢固度好。

如图 5和 6和 7所示， 光伏组件安装在光伏组件框架内， 光伏组件框架通 过压块 19固定在横梁上， 位于光伏组件装置中部的压块 19呈 "几"字形， 可 以同时压住两边的光伏框架，位于光伏组件装 置边上的压块 19呈阶梯状。横梁 20通过主轴抱箍 32固定在主轴 1上， 在横梁 20上方设有开口槽， 在横梁上方 安装有垫板 21，在垫板 21上安装有接地垫片 22，在垫板 21的下方固定有长条 形螺母 26，横梁 20是一 U形钢，横梁 20的相互平行的两个边向内卷绕形成一 个槽沿， 长条形螺母 26伸入开口槽内， 然后旋转 90° ， 长条形螺母 26的边缘 卡在槽沿上， 将垫板 21固定在横梁 20上。 如图 8和 9 ， 在垫板 21的中心开 设有通孔， 在长条形螺母 26上开设有与垫板中心通孔对应的螺纹孔 27， 螺栓 依次穿过压板 19、接地垫片 22、垫板 21然后固定在长条形螺母 26的螺纹孔内。 在垫板 21中心开设有通孔， 在通孔内设有压紧件， 压紧件包括压板 24和位于 压板 24下方的卡钩 25， 压板 24和卡钩 25是塑料一体成型的。 压板 24的面积 大于通孔的面积， 压板 24压在接地垫片 22上， 卡钩 25有两个， 两个卡钩 25 相互平行， 卡钩 25的钩体向内形成一个卡槽， 在卡槽内固定有长条形螺母 26， 长条形螺母 26与垫板下表面之间的距离与开口槽的槽沿的� ��度相同。

接地垫片上有两排相互平行的倒剌 23， 当光伏组件框架压在接地垫片上 时， 剌破光伏组件框架上的薄膜， 实现接地。

如图 10所示，将各个跟踪装置的立柱组合和主轴组� ��连接后，利用传动组 合带动整个装置转动， 传动组合包括连接在相邻两个连接轴之间的摆 臂 30， 摆 臂 30通过摆杆 33固定在联动杆 29上， 联动杆 29的端部连接推杆 28， 通过推 杆 28推动联动杆 29运动， 从而带动各连接轴转动， 连接轴的转动带动主轴转 动跟踪太阳方向。

实施例 2:

一种太阳能光伏组件跟踪装置的安装方法，

第一歩， 安装立柱组合： 立柱上方中心开孔， 将加强筋板焊接在立柱的通 孔下方， 然后焊接轴承座， 分体式轴承由轴承座的两端插入， 通过定位结构固 定。 然后在轴承内插接有连接轴， 连接轴上通过抱箍固定在立柱上。 立柱的上 端面依然可以作为打桩设备的受力面， 然后利用打桩设备将带有轴承结构和连 接轴的立柱打入地下， 然后将主轴通过连接轴连接在一起；

第二歩， 安装主轴组合： 利用主轴抱箍将横梁安装在连接轴上， 在横梁上 再安装垫板。 将长条形螺母窄的一面插入到横梁的开口槽内 ， 选择好位置后， 旋转垫板， 由于长条形螺母与垫板的长度方向一致， 长条形螺母长度大于开口 槽小于横梁的横截面内部宽度， 因此长条形螺母抵住开口槽的槽沿， 将垫板固 定在横梁上， 然后通过压板将光伏组件框架压紧在接地垫片 上， 利用接地垫片 上的倒剌将光伏组件框架外的薄膜剌穿实现接 地。 将光伏组件安装到光伏组件 框架内， 将光伏组件框架通过压板固定在横梁上， 横梁上的接地垫片剌破光伏 组件框架外的薄膜， 实现接地； 将光伏组件安装到横梁上后， 用压块压住并用 螺栓拧紧；

第三歩， 通过起吊设备将主轴组合与已施工完成的立柱 组合安装， 主轴与 连接轴通过主轴连接头上的固定结构和定位结 构连接。 在连接轴的两个相互平 行的侧面和上下两个弧形的面上开设有与固定 孔对应的通孔， 在固定时， 通过 螺栓从横向和纵向两个方向进行 "十"字交错固定。