一种太阳追踪系统技术方案

本发明专利技术涉及一种太阳追踪系统。该太阳追踪系统包括用于支撑光能利用装置的支撑架，还包括供支撑架铰接的基座，支撑架上于铰接轴线的至少一侧设有浮在液面中并在沉浮时驱动支撑架绕铰接轴线摆动的浮筒，太阳追踪系统还包括用于浮筒和外部液面实现液体交换的液体泵，液体泵调节浮筒的重力和浮力变化使支撑架的转向追踪太阳的位置变化。本发明专利技术的太阳追踪系统，改变浮筒内的液体量，浮筒受到的浮力和重力自动平衡，浮筒没入液体中的深度发生改变，进而带动支撑架的位置改变，实现对太阳位置变化的追踪；该太阳追踪系统结构简单、运行可靠性好，可通过浮筒内的液量控制实现较高精度的太阳追踪。

Solar tracking system

The invention relates to a solar tracking system. The solar tracking system includes a support frame for supporting the light energy utilization device also includes a base for supporting frame, hinge, at least one side of the support frame is provided with a hinge axis to float on the liquid and in the ups and downs of driving buoy supporting frame swing around a hinging axis of the solar tracking system also includes a liquid pump and external surface buoy liquid exchange, position change of liquid pump regulating gravity and buoyancy changes to turn the support buoy tracking the sun. The invention of the solar tracking system, change the amount of liquid inside the buoy, float by buoyancy and gravity automatic balance float immersed in the liquid depth change, and then drive the support position change of the position of the sun changes the track; sun tracking system has the advantages of simple structure, good reliability, can achieve higher the accuracy of solar tracking by liquid control buoy.

【技术实现步骤摘要】
一种太阳追踪系统
本专利技术属于太阳追踪领域，具体涉及一种太阳追踪系统。
技术介绍
太阳能是地球分布最广的可再生能源，针对太阳能的光伏发电、光热利用等光能利用装置目前已广泛得到应用。为最大程度提高光伏、光热装置接收太阳光照的效率，通常采用追踪太阳方位角和(或)俯仰角(高度角)的追踪系统。提供一种简单、廉价、可靠的太阳追踪系统具有重要意义。授权公告号为CN203708178U的专利公开了一种双轴联动的定日发电装置，包括使用电机和涡轮蜗杆减速装置驱动的可沿水平方向旋转的方位角支架，以及位于方位角支架上的俯仰角支架，俯仰角支架连接有电机和螺杆结构用于驱动俯仰角支架沿南北方向的转向发生变化，从而实现同时追踪太阳方位角和俯仰角的双轴追踪目的。现有的太阳追踪装置，电机通常是按照自动控制装置的指令进行点动式调节，调节不能连续进行；追日过程往往需要电机频繁启动，而每次电机启动均需要克服较大的静态转矩，且由于一套电机及减速装置往往对应多个光伏装置，造成每次电机启动时的机械应力较为集中；风力较大时，光伏组件、光热元件受到风力影响，风力传递至涡轮蜗杆减速机构上，容易导致减速机构故障。以上因素导致现有的追日装置制造成本高、追踪精度较低、可靠性较差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种太阳追踪系统，从而解决现有技术中太阳追踪系统存在的可靠性低、追踪精度低、造价高昂的问题。为实现上述目的，本专利技术的太阳追踪系统的技术方案是：一种太阳追踪系统，包括用于支撑光能利用装置的支撑架，还包括供支撑架铰接的基座，支撑架上于铰接轴线的至少一侧设有浮在液面中并在沉浮时驱动支撑架绕铰接轴线摆动的浮筒，太阳追踪系统还包括用于浮筒和外部液面实现液体交换的液体泵，液体泵调节浮筒的重力和浮力变化使支撑架的转向追踪太阳的位置变化。本专利技术的太阳追踪系统，改变浮筒内的液体量，浮筒受到的浮力和重力自动平衡，浮筒没入液体中的深度发生改变，进而带动支撑架的位置改变，实现对太阳位置变化的追踪；该太阳追踪系统结构简单、运行可靠性好，可通过浮筒内的液量控制实现较高精度的太阳追踪。本专利技术的太阳追踪系统，还包括为浮筒提供所述液面的外部液箱。外部液箱的体积通常较浮筒大，外部液箱须保证浮筒在一定范围内的位置变动不受限，浮筒浮于外部液箱内的液体中。优选的，外部液箱设有盖板，浮筒通过连接杆与所述支撑架铰接，盖板上设有供连接杆穿过的开口，连接杆与开口之间具有间隙以供连接杆在开口内随支撑架的摆动进行位置调整。为减少外部液箱中的流体蒸发、避免受外界浮尘的污染，进一步优选的，所述开口与连接杆之间还设有柔性密封机构。柔性密封结构可选择如密封毛刷等机构。基座可以设于固定物上，或设于水面浮体上。外部液箱也可以为水面，浮筒浮于水面上，形成水面光伏。针对水上光伏的情形，所述浮筒设于水面上，所述基座设于水面浮体上或固定物上，浮筒为柱体结构，柱体结构的轴向一端与支撑架连接；浮筒外套设有与水面浮体或固定物连接的浮筒限定圈，浮筒限定圈的内径略大于浮筒的外径以使浮筒在浮筒限定圈内对应于支撑架的摆动而摆动。支撑架上位于铰接轴线的两侧均设有浮筒，两侧浮筒之间通过双向计量泵和连接管连接，以供两侧浮筒内的水量相互交换。所述水面浮体为封闭框体结构，所述支撑架设置在水面浮体形成的封闭框体内。本专利技术的太阳追踪系统在运行时，改变浮筒内的液量，浮筒的重力和所受的浮力自动平衡，进而自动调整浮筒没入液面中部分的深度，直至浮筒所受的力达到平衡状态。通过浮筒的沉浮，带动支撑架围绕基座铰接处转动，进而实现支撑架转动。通常，支撑架的重心通常布置于支撑架和基座间的铰接处，在不受外力的情况下，支撑架及其上支撑物处于平衡状态，当浮筒在液面中的没入深度处于稳定状态下，支撑架和浮筒之间的相互作用力很小。只考虑浮筒受重力和浮力、浮筒内外的液体相同、忽略浮筒筒身重量的情况下，浮筒内外的液体液位相同。或者说，改变浮筒没入液体中的深度，外部液箱内液体的液位基本维持不变。浮筒没入外部液箱中的深度和浮筒内的液量相关。浮筒的横截面尺寸选择对于支撑架转向过程中的阻尼特性有直接影响。浮筒的横截面面积越大，所需要的液体改变量越大，相应地，系统的阻尼越大。由于支撑架上的支撑物会受到外力影响，特别是很容易受到风力影响。当支撑架受到风力作用时，通过改变浮筒没入液体中的深度变化，可以比较好地减小或避免风力对于装置的破坏作用。合适的浮筒横截面的选择，有助于在较小的风力情况下，支撑架转向位置基本不发生改变；当风力较大时，支撑架适当地摆动，能够有效消解风力的破坏作用。浮筒的上升和下降可通过双向计量泵进行控制。浮筒和外部液箱间经双向计量泵连接。双向计量泵从外部液箱向浮筒内注入流体时，浮筒的重力上升，浮筒下沉，浮筒受到的浮力上升，进而带动支撑架相应转动。双向计量泵将浮筒内的流体排出至外部液箱内时，浮筒的重力下降，浮筒上升，浮筒受到的浮力下降，进而带动支撑架相应转动。双向计量泵的运转根据控制系统给出的运转方向、流量值进行调整，进而满足支撑架的转向角度需要。支撑架绕铰接轴线东西向摆动的情况下，用于太阳方位角追踪；支撑架绕铰接轴线南北向摆动的情况下，用于太阳俯仰角追踪。控制系统可以根据当前的时间值，给出太阳追踪系统的设定方位角(或俯仰角)，和实际测得的支撑架方位角(俯仰角)进行比较，根据差值调整双向计量泵的运转参数。所述太阳追踪系统也可通过以下方案实现方位角和俯仰角的双轴追踪：所述太阳追踪系统还包括摆动架，摆动架的摆动轴线与支撑架的摆动轴线垂直，所述基座设于摆动架上。进一步优选的，所述摆动架包括沿平行于支撑架的摆动轴线方向间隔设置的至少两个配重浮箱，各配重浮箱之间通过双向计量泵和连接管连接。各配重浮箱内的水量相互交换，引起重力或浮力变化，驱动摆动架沿其摆动轴线摆动。所述光能利用装置为双面发电光伏组件或双玻光伏组件。双面发电光伏组件或双玻光伏组件可以充分利用水面反光，提高组件的光照强度。本专利技术的太阳追踪系统可以用于光伏发电、光热集热装置等，提高装置的光能利用率。该太阳追踪系统，结构简单，装备制造成本低廉，追踪精度高，运行稳定可靠，易于实现太阳方位角和/或俯仰角的精确追踪。附图说明图1为本专利技术实施例1的太阳追踪系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例1的支撑架在浮筒内不同液量下的转向示意图；图3为本专利技术实施例2的太阳追踪系统(水面光伏)的结构示意图；图4为本专利技术实施例2的支撑架在浮筒内不同水量下的转向示意图；图5为本专利技术实施例3的太阳追踪系统(水面光伏)的结构示意图；图6为本专利技术实施例4的太阳追踪系统(水面光伏)的结构示意图；图7为本专利技术实施例5的太阳追踪系统(水面光伏)的结构示意图；图8为本专利技术实施例6的太阳追踪系统(水面光伏)的结构示意图；图9为本专利技术实施例7的太阳追踪系统(水面光伏)的结构示意图；图10为本专利技术中用于方位角追踪的系统控制框图；图11为本专利技术中用于俯仰角追踪的系统控制框图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的实施方式作进一步说明。本专利技术的太阳追踪系统的实施例1，如图1所示，包括用于支持光伏组件1的支撑架2，以及供支撑架2铰接的设于地面基础41上的支撑柱4，支撑架2上位于支撑架铰接轴线的一侧设有浮筒5，浮筒5浮于外部液箱8的液面中，外部液箱8设有盖板，浮筒5通过刚性连接杆6与支本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳追踪系统，包括用于支撑光能利用装置的支撑架，其特征在于，还包括供支撑架铰接的基座，支撑架上于铰接轴线的至少一侧设有浮在液面中并在沉浮时驱动支撑架绕铰接轴线摆动的浮筒，太阳追踪系统还包括用于浮筒和外部液面实现液体交换的液体泵，液体泵调节浮筒的重力和浮力变化使支撑架的转向追踪太阳的位置变化。

【技术特征摘要】
1.一种太阳追踪系统，包括用于支撑光能利用装置的支撑架，其特征在于，还包括供支撑架铰接的基座，支撑架上于铰接轴线的至少一侧设有浮在液面中并在沉浮时驱动支撑架绕铰接轴线摆动的浮筒，太阳追踪系统还包括用于浮筒和外部液面实现液体交换的液体泵，液体泵调节浮筒的重力和浮力变化使支撑架的转向追踪太阳的位置变化。2.如权利要求1所述的太阳追踪系统，其特征在于，还包括为浮筒提供所述液面的外部液箱。3.如权利要求2所述的太阳追踪系统，其特征在于，外部液箱设有盖板，浮筒通过连接杆与所述支撑架铰接，盖板上设有供连接杆穿过的开口，连接杆与开口之间具有间隙以供连接杆在开口内随支撑架的摆动进行位置调整。4.如权利要求3所述的太阳追踪系统，其特征在于，所述开口与连接杆之间还设有柔性密封机构。5.如权利要求1所述的太阳追踪系统，其特征在于，所述浮筒设于水面上，所述基座设于水面浮体上或固定物上，浮筒为柱体结构，柱体结构的轴向一端与支撑架连...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏跃进，
申请(专利权)人：苏跃进，
类型：发明
国别省市：河南,41