一种GZG-HT光伏自动跟踪系统技术方案

本发明专利技术提供了一种GZG-HT光伏自动跟踪系统，包括控制器，传感器，驱动装置，控制器配置一套传感器，同时控制多套驱动装置的运动，该系统还包括连接于驱动装置上方的传动装置，以及多个独立的光伏跟踪子系统，该发明专利技术实现了光伏组件东西方向自动旋转跟踪阳光，南北方向根据季节变换手动调节，单个控制器同时控制连接在周边的多个光伏跟踪子系统，达到联动控制。同时，建设“上部光伏发电、下部农业种植”的农光互补光伏发电模式，使发电单元“东-西、南-北”双向跟踪，架下作物大规模耕种。与传统固定模式相比，该模式能大幅提高光能转化率和农作物产出率，实现一地多用，促使农民增收、企业增效、政府增税及环境增益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光伏发电的研究领域，具体涉及一种GZG-HT光伏自动跟踪系统。
技术介绍
太阳能光伏发电是通过使用太阳能光伏组件所形成的阵列接受入射太阳光，通过光伏转换将光能转换为电能，并收集所产生的电能以供使用的技术。该技术具有无污染、成本低、发电可持续的优点，并在全球各地的光照强烈的热带或沙漠地区有着越来越多的运用。目前，在太阳能光伏发电系统中，一般会在开阔地面（或楼宇屋顶等直接接受光照表面）上部署大量的光伏组件机架，机架上安装有光伏组件面板，通过光伏组件面板接收太阳光照射进行光伏转换发电。一般，根据部署区域的面积，机架的数目可以是十几组、几十组、上百组甚至上千组。同时，为了更好地使光伏组件接收太阳光照，本领域中已经实现了光伏组件的太阳跟踪系统。通过实时地跟踪太阳运动，调整光伏组件机架的朝向，以使得太阳光直射至光伏组件的受光平面，可以增加光伏组件所能接收到的太阳辐射量，提高太阳能光伏发电系统的总体发电量。简单来说，光伏发电装置自动跟踪系统的实现原理是将跟踪传感器安装在承载有光伏组件的机架上。当光线方向发生改变时，则跟踪传感器输出偏移信号，跟踪系统开始运作，调整机架上的光伏组件的朝向，直到跟踪传感器重新达到平衡状态（即由光伏组件的受光平面与入射的太阳光线成直角时）停止运作，完成一次调整。如此实时地不断调整就可确保光伏阵列组件沿着太阳的运行轨迹时刻跟踪太阳，提高总发电量。自动跟踪系统也可以设有防杂光干扰及夜间跟踪电路，并附有手动控制开关，以方便调试。传统的光伏发电装置自动跟踪方式一般包括：单轴自动跟踪、步进式自动跟踪、双轴跟踪等。但目前，这些跟踪方式一般实现“一机一架”的控制方式，即使用单个控制和驱动系统来控制单个光伏组件机架。如若对于成片面积上的大规模铺设，则需要与光伏组件机架数目相同的控制和驱动系统，这极大地增加了铺设成本和铺设难度，不利于光伏发电在经济不发达地区的广泛利用。因此，需要对多个光伏组件机架的集中化跟踪控制系统。同时，对于目前的光伏组件机架而言，防风性能也是一个重要的考察因素。我国南部地区多光照和台风，当光伏组件机架暴露在大风中时会受到各个方向的来风。来风会对机架产生侧向和纵向的压力。这对机架的抗风提出了很高的要求。如若被风吹歪，光伏组件本身的重量就足以使得整个机架机构的中心发生偏移，进而垮塌。因此需要一种抗风性能良好的光伏组件机架。另外，传统的光伏发电系统对面积需求很大，如若建造大规模的电站就需要大量的土地，这就容易造成土地资源缺乏，并且发电成本也大大提高。因此需要一种将太阳能发电、现代农业、苗木、药材种植、旅游、科教有效结合，一地多用，促使农业增收，降低发电成本，提升土地综合利用效率的发电系统。综合上述，目前光伏发电领域缺少一种对多个光伏组件机架进行集中化跟踪控制、具有良好抗风能力、能在各种地形上大面积铺设、能使光伏发电和农业种植有效结合的光伏组件跟踪系统。
技术实现思路
针对以上现有技术的缺陷，本专利技术的目的是提供一种光伏自动跟踪系统，该系统可实现光伏组件东西方向自动旋转跟踪阳光，南北方向根据季节变换手动分档调节，单个控制器可以同时控制连接在周边的多组跟踪子系统，达到联动控制。同时，系统可实现太阳能发电、现代农业、苗木、药材种植、旅游、科教有效结合，实现一地多用，促使农业增收，降低发电成本，提升土地综合利用效率，真正实现智能光伏电站与农业种植相结合。为此，本专利技术提供了一种GZG-HT光伏自动跟踪系统，包括控制器，传感器，驱动装置，控制器设置于控制室的电气机箱中，控制器配置一套传感器，同时控制多套驱动装置的运动，其特征在于：所述该系统还包括连接于驱动装置上方的传动装置，以及多个独立的光伏跟踪子系统；所述传动装置包括驱动轮圈、传动支架一、传动支架二、传动轴、传动连杆一和传动连杆二；所述传动轴与驱动轮圈通过螺栓固定连接，传动轴两侧分别连接有传动支架一和传动支架二，所述传动支架一和传动支架二下端分别铰接有传动连杆一和传动连杆二；所述多个光伏跟踪子系统成矩阵式排列，每个光伏跟踪子系统均包括多个光伏组件、多个光伏组件安装架、主支架、转动支架一、转动支架二、固定支撑柱一和固定支撑柱二，每个光伏组件安装架上安装有光伏组件，多个光伏组件安装架依次连接在主支架上，主支架两端分别安放于转动支架一和转动支架二上，所述转动支架一和转动支架二的中轴线上设置有垂直于转动支架一和转动支架二的转轴，该转轴沿南北方向放置，两端分别置于两端的固定支撑柱一和固定支撑柱二，各光伏跟踪子系统的转动支架一和转动支架二沿东西方向分别与传动连杆一和传动连杆二相连接。所述光伏组件背面带有南北方向的翻转结构，该翻转结构组成季节转换组件。所述光伏组件安装架与主支架铰接。所述固定支撑柱一和固定支撑柱二的柱顶分别固定连接有轴承一和轴承二，转动支架一和转动支架二的转轴分别套入轴承一和轴承二中自由转动。所述转动支架一和转动支架二的转轴轴线与光伏组件东西方向中线的中垂面平行。所述驱动轮圈上围绕其旋转轴线排列有一组销轴，所述驱动装置上连接有销齿轮，所述销轴与销齿轮啮合传动，组成销轮结构。所述主支架中横梁间设置有斜撑杆。所述固定支撑柱一与固定支撑柱二之间设置有连杆。所述固定支撑柱一和固定支撑柱二与连杆之间分别设置有斜撑杆。所述固定支撑柱一与固定支撑柱二下端均和水泥预制块固定连接，并一同放置在平整的地基基础上。本专利技术的有益效果：（1）本专利技术的这种GZG-HT光伏自动跟踪系统实现了光伏组件东西方向自动旋转跟踪阳光，南北方向根据季节变换手动调节，单个控制器同时控制连接在周边的多个光伏跟踪子系统，达到联动控制。同时，建设“上部光伏发电、下部农业种植”的农光互补光伏发电模式，使发电单元“东-西、南-北”双向跟踪，架下作物大规模耕种。与传统固定模式相比，该模式能大幅提高光能转化率和农作物产出率，实现一地多用，促使农民增收、企业增效、政府增税及环境增益。（2）本专利技术的这种GZG-HT光伏自动跟踪系统通过在光伏组件背面设季节转换组件，通过季节转换组件来设定光伏组件的南北方向倾角的角度，使其达到吸收太阳光的最佳角度，实现冬季、夏季均衡接收太阳光，保证系统稳定性，提高发电效率。（3）本专利技术的这种GZG-HT光伏自动跟踪系统通过设置光伏组件安装架与主支架为铰接，光伏组件安装架多组依次放置在主支架上，光伏组件安装架可随主支架在东西方向上同步转动，从而实现对多个光伏组件的东西方向倾角的同时控制，大幅度提高控制效率。（4）本专利技术的这种GZG-HT光伏自动跟踪系统通过在固定支撑柱一和固定支撑柱二的柱顶分别固定连接有轴承一和轴承二，转动支架一和转动支架二的转轴分别套入轴承一和轴承二中自由转动，从而带动主支架和整组光伏组件安装架转动，实现光伏组件安装架的东西向转动。（5）本专利技术的这种GZG-HT光伏自动跟踪系统通过设置转动支架一和转动支架二的转轴轴线与光伏组件东西方向中线的中垂面平行，保证光伏组件的东西方向倾角与光伏跟踪子系统的转动支架的东西本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种GZG‑HT光伏自动跟踪系统，包括控制器，传感器（1），驱动装置（2），控制器设置于控制室的电气机箱中，控制器配置一套传感器（1），同时控制多套驱动装置（2）的运动，其特征在于：所述该系统还包括连接于驱动装置（2）上方的传动装置（3），以及多个独立的光伏跟踪子系统；所述传动装置（3）包括驱动轮圈（4）、传动支架一（5a）、传动支架二（5b）、传动轴（6）、传动连杆一（7a）和传动连杆二（7b）；所述传动轴（6）与驱动轮圈（4）通过螺栓固定连接，传动轴（6）两侧分别连接有传动支架一（5a）和传动支架二（5b），所述传动支架一（5a）和传动支架二（5b）下端分别铰接有传动连杆一（7a）和传动连杆二（7b）；所述多个光伏跟踪子系统成矩阵式排列，每个光伏跟踪子系统均包括多个光伏组件（8）、多个光伏组件安装架（9）、主支架（10）、转动支架一（11a）、转动支架二（11b）、固定支撑柱一（12a）和固定支撑柱二（12b），每个光伏组件安装架（9）上安装有光伏组件（8），多个光伏组件安装架（9）依次连接在主支架（10）上，主支架（10）两端分别安放于转动支架一（11a）和转动支架二（11b）上，所述转动支架一（11a）和转动支架二（11b）的中轴线上设置有垂直于转动支架一（11a）和转动支架二（11b）的转轴，该转轴沿南北方向放置，两端分别置于两端的固定支撑柱一（12a）和固定支撑柱二（12b），各光伏跟踪子系统的转动支架一（11a）和转动支架二（11b）沿东西方向分别与传动连杆一（7a）和传动连杆二（7b）相连接。...

【技术特征摘要】
1.一种GZG-HT光伏自动跟踪系统，包括控制器，传感器（1），驱动装置（2），控制器设置于控制室的电气机箱中，控制器配置一套传感器（1），同时控制多套驱动装置（2）的运动，其特征在于：所述该系统还包括连接于驱动装置（2）上方的传动装置（3），以及多个独立的光伏跟踪子系统；
所述传动装置（3）包括驱动轮圈（4）、传动支架一（5a）、传动支架二（5b）、传动轴（6）、传动连杆一（7a）和传动连杆二（7b）；所述传动轴（6）与驱动轮圈（4）通过螺栓固定连接，传动轴（6）两侧分别连接有传动支架一（5a）和传动支架二（5b），所述传动支架一（5a）和传动支架二（5b）下端分别铰接有传动连杆一（7a）和传动连杆二（7b）；
所述多个光伏跟踪子系统成矩阵式排列，每个光伏跟踪子系统均包括多个光伏组件（8）、多个光伏组件安装架（9）、主支架（10）、转动支架一（11a）、转动支架二（11b）、固定支撑柱一（12a）和固定支撑柱二（12b），每个光伏组件安装架（9）上安装有光伏组件（8），多个光伏组件安装架（9）依次连接在主支架（10）上，主支架（10）两端分别安放于转动支架一（11a）和转动支架二（11b）上，所述转动支架一（11a）和转动支架二（11b）的中轴线上设置有垂直于转动支架一（11a）和转动支架二（11b）的转轴，该转轴沿南北方向放置，两端分别置于两端的固定支撑柱一（12a）和固定支撑柱二（12b），各光伏跟踪子系统的转动支架一（11a）和转动支架二（11b）沿东西方向分别与传动连杆一（7a）和传动连杆二（7b）相连接。
2.如权利要求1所述的GZG-HT光伏自动跟踪系统，其特征在于：所述光伏组件（8）背面带有...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜磊，王军祥，胡俊毅，
申请(专利权)人：陕西航泰电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61