一种可折叠便携式载荷分布轻型双轴太阳能电池跟踪器制造技术

一种可折叠便携式载荷分布轻型双轴太阳能电池跟踪器，由具有辐条和轨道的可折叠底座、位于底座的顶部上具有链轮和辐条的可折叠旋转辐条式平台、具有链轮的电机、具有铰链的前支撑结构和具有与链条连接的链轮的后支撑结构以及具有缆线的太阳能面板组成。电机通过链条连接到轮毂式平台。电机驱动辐条式平台，以围绕底座的中心处的竖直轴旋转。链轮和链条提升太阳能面板，使太阳能面板围绕安装在前支撑结构上的铰链旋转。可折叠轮毂式平台通过可折叠格栅梁进行扩展。跟踪器的载荷分布在位于底座的轨道上的轮子上。底座的轨道上的轮子上。底座的轨道上的轮子上。

【技术实现步骤摘要】
一种可折叠便携式载荷分布轻型双轴太阳能电池跟踪器


[0001]本公开总体上涉及太阳能跟踪器，更具体地涉及可折叠便携式载荷分布轻型双轴太阳能跟踪器。

技术介绍

[0002]面对环境危机和能源危机，世界现代社会正在加速向可再生能源转型。太阳能等可再生能源资源丰富、清洁且在世界范围内无处不在。毫无疑问，可再生能源最终将取代化石燃料。然而，目前可再生能源在经济上尚不具备与化石燃料相比的竞争力。原因源于能量密度和连续性。化石燃料的能量密度比可再生能源的能量密度高几个数量级，并且化石燃料是一种恒定的能源。地球上的平均太阳辐射强度约为800W/m2，随地点、天气和季节的不同而变化。相对于化石燃料，太阳能造成太阳能系统效率低、成本高的主要问题源于太阳辐射能量电流密度低。当安装平板光伏板拦截太阳光时，直接利用大面积半导体装置来收集和转换扩散的太阳能。大面积昂贵的半导体使得传统的太阳能系统变得昂贵。为了减少半导体转换器的面积，通常采用大面积太阳能聚集器将太阳辐射聚集，然后再使用转换器将其转换为电能。太阳能聚集器的相对较低的成本大大降低了太阳能收集器的成本。而随着传统硅光伏技术的发展和平板光伏系统的广泛采用，传统硅光伏系统成本的下降使得任何聚集系统都变得不可行。平板硅光伏板的成本接近传统聚集系统的成本。然而，太阳能发电的成本仍然远高于化石燃料发电。传统平板光伏技术已达到其理论极限，没有进一步大幅降低成本和提高效率的空间。必须探索新的途径来大幅降低太阳能聚集器的成本，以保持太阳能发电系统成本下降的趋势。充气式太阳能聚集器能够利用隔膜或膜片以及反射涂层来聚集阳光，成本极低。因此，充气式太阳能聚集器提供了一条通往极低成本太阳能发电系统的道路，从根本上降低太阳能利用成本。王永华(Yonghua Wang)的美国专利No.11,365,903B2公开了一种“充气式非成像太阳能聚集器”，它有可能将太阳能聚集器的成本大幅降低到极低的水平。由于充气式非成像太阳能聚集器的超轻量属性，需要超轻量的可折叠便携式跟踪器来充分挖掘此类太阳能聚集器的潜力，并实现超高效率和极低成本的太阳能转换。
[0003]贝尔(Baer)的美国专利No.4,832,001公开了一种用于一个或多个太阳能面板的“轻量级太阳能面板支架”。在贝尔的公开内容中，压缩框架安装到支撑表面，并且张力构件在与支撑表面相反的方向上从框架横向延伸。太阳能面板以允许太阳能面板旋转的方式连接到张力构件中的一个，以便面板可以全天跟随太阳。显然，贝尔的太阳能面板支架足够轻，但既不能折叠，也不便携。此外，贝尔的轻型太阳能跟踪器不适合用于构建基于充气式非成像太阳能聚集器的聚光太阳能发电(CSP)系统。
[0004]萨尔达纳(Saldana)的美国专利No.8,237,098B2公开了一种双轴太阳能跟踪器。萨尔达纳的太阳能跟踪器由用于太阳能面板的移动支撑系统组成，该系统最大限度地提高了所述面板的发电量，该系统由竖直轴和水平轴形成，该系统相对于这两个轴旋转以跟踪太阳的路径。上述轴是这样的部件：中心支撑的且外围支撑在位于轨道或地面上的轮子上
的结构。该结构围绕支撑跟踪器的竖直轴的固定中心点旋转。至少一个板件定位在该结构的水平轴上，以便接收太阳能模块或面板，并且所述板件可以围绕水平轴旋转，使得太阳能面板保持垂直于太阳光线。在萨尔达纳的专利技术中，运动部件的所有载荷都分布到位于地面运行轨道上的轮子上，这与单杆太阳跟踪器结构不同，在单杆太阳能跟踪器结构中，运动部件的所有载荷都转移到位于杆的顶部处的驱动机构上。单杆跟踪器的设计导致支撑结构笨重且驱动机构容易损坏。然而，萨尔达纳的结构仍然笨重，驱动机构仍然不够可靠。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种超轻、可折叠、便携的双轴跟踪器，用于构建基于充气式非成像太阳能聚集器的CSP系统，实现超高效率、极低成本太阳能转换。
[0006]整个跟踪器由4个主要部分组成：1)可围绕竖直轴线旋转的可折叠平台；2)具有至少2组链轮组件的可折叠支撑结构；3)可围绕水平轴线旋转的板件，用于安装太阳能面板；4)具有链轮的电机，用于驱动链条。在本跟踪器的结构中，板件安装在可折叠平台上，板件的一端具有铰链，具有链轮组件的支撑结构在另一端处，使得板件能够通过链轮组件围绕沿着铰链的轴线旋转。在操作中，电机通过使链轮与可折叠平台的链轮连接的链条驱动可折叠平台；太阳能面板的板件由安装在支撑结构上的链轮组件驱动。
[0007]可折叠平台由具有轴承环的中心轴、一端具有链轮而另一端具有接头的多个轮毂、轮毂之间的可折叠格栅梁、链条组成，其中，轮毂的一端连接到中心轴的轴承环，所有轮毂的另一端通过链条相互连接。整个可折叠平台通过链条用链轮与电机连接。可折叠支撑结构通过铰链安装在可折叠平台上。该板件在一端处通过位于可折叠平台的周边处的铰链安装在可折叠平台上。该板件在另一端处通过链轮组件连接至可折叠支撑结构。
[0008]从跟踪器的结构及其工作原理可以看出，整个系统的载荷均分布在与轨道或地面接触的轮子上，因此结构部件(例如轮毂)可以制成得很薄且轻；由于扭力臂较长，驱动可折叠平台和太阳能面板所需的驱动力可以较小；整个系统是可折叠和便携的。
[0009]本专利技术的其他方面和优点在参考附图并考虑其以下描述后将变得显而易见。
附图说明
[0010]并入本说明书并构成本说明书的一部分的附图示出了本专利技术的多个实施例，并且与说明书一起用于解释本专利技术的原理。
[0011]图1是具有太阳能面板的可折叠便携式载荷分布轻型双轴跟踪器的概览。
[0012]图2是无太阳能面板的可折叠便携式载荷分布轻型双轴跟踪器的示意图。
[0013]图3是在没有太阳能面板、前后支撑结构以及围绕水平轴线的旋转机构的情况下的可折叠便携式载荷分布轻型双轴跟踪器的示意图。
[0014]图4是可移动且可折叠辐条式平台的示意图，其中，轮毂装配有链轮。
[0015]图5是具有轨道的可折叠便携式底座的示意图。
[0016]图6是轮毂式平台的轮毂的细节图，其中，链轮和位于底座的轨道上的轮子。
[0017]图7是具有可折叠格栅梁的可折叠轮毂式平台的示意图。
[0018]图8是可折叠格栅梁的细节图。
[0019]图9是在没有可折叠格栅梁的情况下的可折叠轮毂式平台的示意图。
[0020]图10是在没有轨道的情况下的折叠底座的示意图。
[0021]图11是用于太阳能面板的水平旋转的前支撑结构的示意图。
[0022]图12是用于太阳能面板的水平旋转的后支撑结构的示意图。
具体实施方式
[0023]现在将详细参考本示例性实施例，其示例在附图中示出。只要可能，在整个附图中将使用相同的附图标记来指代相同或相似的部件。
[0024]参考图1所示，具有太阳能面板的可折叠便携式载荷分布轻型双轴跟踪器包括：1)电机100，具有电机链轮120；2)底座230，具有辐条式底座辐条(spoke
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可折叠便携式载荷分布轻型双轴太阳能电池跟踪器，包括：1)电机，包括电机链轮；2)驱动环形链条；3)底座，包括底座辐条和底座轨道；4)旋转辐条式平台，包括：轴承环；多个旋转辐条，连接至多个辐条式平台链轮，每个所述辐条式平台链轮与辐条式平台轮子相关联；5)前支撑结构；6)后支撑结构，具有后支撑链轮和后支撑结构链条；7)太阳能面板和太阳能面板缆线；8)车辆安全带；其中，所述旋转辐条式平台通过所述轴承环连接的所述底座的竖直轴而安装在所述底座的顶部上，其中，多个辐条式平台轮子位于所述底座轨道上；其中，通过所述电机链轮和所述辐条式平台链轮与所述驱动环形链条接合，所述电机与所述旋转辐条式平台连接；其中，所述前支撑结构包括水平铰链，并且所述前支撑结构安装在辐条式平台的顶部上，所述前支撑结构通过多个辐条式平台链轮中的两个和相关的辐条式平台轮子连接至辐条式平台辐条；其中，包括所述后支撑链轮和所述后支撑结构链条的所述后支撑结构也安装在辐条式平台的顶部上，并通过两个不同的辐条式平台链轮和相关的辐条式平台轮子连接至辐条式平台辐条；所述太阳能面板安装在所述前支撑结构上并通过缆线连接至后支撑结构链条而连接至所述后支撑结构上；所述太阳能面板还通过车辆安全带与所述后支撑结构连接；其中，在操作中，所述电机通过所述驱动环形链条而驱动所述辐条式平台，以围绕所述底座的竖直轴转动旋转；所述后支撑链轮驱动后支撑链条，以使所述太阳能面板提升，使所述太阳能面板围绕安装在所述前支撑结构上...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永华，
申请(专利权)人：王永华，
类型：发明
国别省市：