CN204578443U - 太阳能跟踪设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种太阳能跟踪设备。在示例中，本实用新型提供一种配置有偏置驱动组件的太阳能跟踪设备。在示例中，该设备具有内座圈结构，该内座圈结构具有被联接到主体区域的圆柱形区域，该主体区域包括偏置开口区域。圆柱形区域为被联接到主体区域的环形套筒结构，该环形套筒结构占据圆柱形区域内的空间区域。在示例中，该设备具有外座圈结构，该外座圈结构被联接用以包围内座圈结构，并且被配置成联接内座圈结构以允许内座圈结构围绕空间圆弧区域以旋转的方式移动；并且被配置成允许内座圈结构围绕垂直于空间圆弧区域的方向的区域枢转。在示例中，太阳能跟踪器具有夹具组件，该夹具组件被配置成使扭矩管枢转。

Description

太阳能跟踪设备

相关申请的交叉引用

本专利申请要求2014年9月17日递交的序列号为14/489,412的美国非临时专利申请的优先权，该申请通过引用全部并入本文。

技术领域

本申请总体涉及一种太阳能跟踪设备。

背景技术

申请号为201410282327.2的中国发明专利申请提供一种太阳能跟踪器，属于太阳能采集设备领域，包括一个活动座；所述活动座上端安装有一块向阳面板；所述向阳面板的东、南、西、北四个方位各装有一块温度感应片；所述温度感应片均连接到温度分析模块；所述温度分析模块连接至电机控制模块。该太阳能跟踪器不仅能准确地跟踪太阳，以保证太阳能采集面正对太阳光，并且结构简单，成本低廉。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供适合用于太阳能电池板的跟踪系统。

根据本实用新型的一种太阳能跟踪设备包括：内座圈结构，所述内座圈结构包括被联接到主体区域的圆柱形区域，所述主体区域包括偏置开口区域；外座圈结构，所述外座圈结构被联接用以包围所述内座圈结构，并且被配置成联接所述内座圈结构以允许所述内座圈结构围绕空间圆弧区域以旋转的方式移动；扭矩管套筒，所述扭矩管套筒以偏置的方式配置在所述内座圈结构的中心区域和外部区域之间的区域上，并且被配置成插入在所述偏置开口区域内，所述扭矩管套筒具有配置有多边结构的部分公部；多边母开口区域，所述多边母 开口区域被配置在所述偏置开口区域内，并且紧密联接所述扭矩管的所述多边结构，以使所述扭矩管牢固地接合到所述内座圈结构中，使得所述扭矩管被锁定在所述多边母开口区域内，使得所述扭矩管和所述多边母开口区域彼此一致地移动，而不能相对于彼此移动；以及驱动器，所述驱动器被联接至所述内座圈结构，以使所述扭矩管围绕圆弧区域移动；其中，所述扭矩管套筒被配置成围绕第一轴线旋转，而所述内座圈结构围绕第二轴线旋转，并且所述内座圈结构通过在所述多边母开口区域和所述扭矩管的所述多边结构之间的联接与所述扭矩管套筒接合，使得在所述扭矩管套筒围绕所述第一轴线旋转期间，所述扭矩管套筒的扭转力被传递到所述内座圈结构。

根据本实用新型的另一种太阳能跟踪设备包括：内座圈结构，所述内座圈结构包括被联接到主体区域的圆柱形区域，所述主体区域包括偏置开口区域；外座圈结构，所述外座圈结构被联接用以包围所述内座圈结构，并且被配置成联接所述内座圈结构以允许所述内座圈结构围绕空间圆弧区域以旋转的方式移动；扭矩管套筒，所述扭矩管套筒以偏置的方式配置在所述内座圈结构的中心区域和外部区域之间的区域上，并且被配置成插入在所述偏置开口区域内，所述扭矩管套筒具有配置有多边结构的部分公部；多边母开口区域，所述多边母开口区域被配置在所述偏置开口区域内，并且紧密联接所述扭矩管的所述多边结构，以使所述扭矩管牢固地接合到所述内座圈结构中，使得所述扭矩管套筒被锁定在所述多边母开口区域内，同时允许所述扭矩管套筒在围绕所述空间圆弧区域的任一点处围绕由圆锥形区域限定的空间区域枢转；以及驱动器，所述驱动器被联接至所述内座圈结构，以使所述扭矩管围绕圆弧区域移动。

根据本实用新型的跟踪系统在每一个支柱处是充分可调的。

附图说明

图1为根据本实用新型的实施方式配置有多个太阳能模组的水平跟踪设备的简化透视图。

图2为根据本实用新型的实施方式配置在一起的多个水平跟踪设备的简化 图。

图3为根据本实用新型的实施方式配置在一起的多个水平跟踪设备的阵列的简化图。

图4a和图4b示出根据本实用新型的实施方式的扭矩管的示意图。

图5为在本实用新型的示例中的偏置旋转齿轮驱动器的分解图。

图6为在本实用新型的示例中的偏置旋转齿轮驱动器的剖视图。

图7为在本实用新型的示例中的偏置旋转齿轮驱动器的简化侧视图。

图8为在本实用新型的示例中的偏置旋转齿轮驱动器的简化俯视图。

图9为在本实用新型的示例中的偏置旋转齿轮驱动器的简化前视图。

图10为在本实用新型的示例中的偏置旋转齿轮驱动器的简化前视图(剖视图)。

具体实施方式

本申请总体涉及用于太阳能电池板的跟踪系统。更具体地，本实用新型的实施方式提供了跟踪系统，该跟踪系统适合用于太阳能电池板。在具体的实施方式中，根据本实用新型的跟踪系统在每一个支柱处是充分可调的，以及其它方面。其它的实施方式也是如此。

图1为根据本实用新型的实施方式配置有多个太阳能模组的水平跟踪设备的简化透视图。如图所示，本实用新型提供用于太阳能模组的跟踪设备。在示例中，太阳能模组可以是硅基太阳能模组、多晶硅基太阳能模组、集中太阳能模组、或薄膜太阳能模组，包括碲化镉(CdTe)、铜铟镓硒(CuIn_1-xGa_xSe₂或CIGS)，这是用于太阳能电池的制造的直接带隙半导体，等等。如图所示，每个太阳能电池板可以成对设置，其形成阵列。当然，可以存在其它的变型。在示例中，第一支柱和第二支柱被设置在倾斜面、不规则的表面或平面上。第一支柱和第二支柱是用于该设备设置的多个支柱中的两个。在示例中，该设备具有在悬挂位置或支撑位置上配置的太阳能模组。

该跟踪设备具有包括第一枢转装置的第一支柱，以及包括驱动安装座的第 二支柱。如图所示，在示例中，第一支柱由实心的或图案化的金属结构制成，例如宽的梁翼等。在示例中，将每个支柱插入地面，并且使用水泥或其它的附接材料密封。每个支柱通常在直立位置并且在重力的方向上设置，但是可以有变型。在示例中，每个支柱沿着地面区域在空间上隔开，根据实施方式，地面区域可以是平面或沿着山坡或其它结构。在示例中，第一支柱包括宽的缘梁。在示例中，第一支柱和第二支柱可以偏置并且可重新配置。

在示例中，驱动安装座能够允许在至少三个轴线上存在施工公差，并且被配置到驱动装置上。驱动装置具有联接至圆柱形轴承装置的偏置夹具装置，该圆柱形轴承装置联接至夹具构件。

在示例中，该设备具有可操作地设置在第一支柱和第二支柱上的圆柱形扭矩管。在示例中，圆柱形扭矩管包括直径为一英寸到十英寸的管，该管由中空结构钢(HSS)制成。圆柱形扭矩管包括第一端部和第二端部、以及槽口。该槽口是沿圆柱形扭矩管的长度在空间上设置的多个槽口中的一个。

在示例中，该设备具有围绕圆柱形扭矩管的环形部分配置的夹具，并且夹具与槽口紧密配合以防止夹具的移动。夹具包括被配置成支撑太阳能模组的一部分的支撑区域。夹具包括与槽口配合的销。该设备还具有配置到夹具的轨道。轨道包括被配置为保持螺栓的螺纹区，该螺栓适于旋入螺纹中并且降到最低点抵靠圆柱形扭矩管的一部分，使得夹具理想地扭转抵靠圆柱形扭矩管。该设备具有附接到轨道的太阳能模组，或其它附接装置共用的模组夹具或其它装置。圆柱形扭矩管是以连续结构配置的多个扭矩管中的一个，并且在长度上延伸为80米至200米。每对扭矩管被模锻装配在一起，并且对该结构用螺栓固定。

在示例中，该设备还具有沿轴向方向的质量中心，该质量中心与驱动装置的枢转点相匹配。驱动装置的枢转点固定在三个维度上，同时沿质量中心旋转。在示例中，偏置夹具包括曲柄装置。第一枢转装置包括配置有蛤壳式夹具装置的球面轴承，以将第一端部固定到圆柱形扭矩管。在其它示例中，驱动装置包括回转齿轮。该设备还具有与第一枢转装置一起配置的超限(overrun)装置。超限装置包括机械止动件，以允许圆柱形扭矩管在期望的范围旋转。本实用新 型跟踪设备的其它细节可以在整个本实用新型说明书中找到，特别是在下文。

图2为根据本实用新型的实施方式配置在一起的多个水平跟踪设备的简化图。如图所示的是太阳能跟踪设备。该设备具有质量中心，其中，可调节挂钩组件配置有在可调节挂钩组件上的蛤壳式夹具组件，圆柱形扭矩管包括从第一端部至第二端部在连续长度上配置在一起的多个扭矩管，使得质量中心对准圆柱形扭矩管的旋转中心，以降低可操作地联接至圆柱形扭矩管的驱动马达的负载。在示例中，驱动马达是可操作的，以使扭矩管围绕旋转中心移动，且基本上不具有负载。旋转中心从圆柱形扭矩管的中心偏置。

在示例中，本实用新型提供跟踪设备，该跟踪设备包括多个扭矩管，多个扭矩管包括联接至第二扭矩管的第一扭矩管，第二扭矩管联接至第N个扭矩管，其中N为大于2的整数。每对扭矩管彼此联接没有任何焊接点。

在示例中，单个驱动马达可联接至多个扭矩管的中心区域，以期望的方式使扭矩管旋转，以允许每个太阳能模组跟踪来自太阳的电磁辐射的方向。

在示例中，如图所示，每个跟踪设备包括联接到太阳能电池板阵列的扭矩管。每个跟踪设备通过扭矩管和枢转装置彼此联接。如图所示，每个跟踪器具有相应的一对支柱、扭矩管和一个或多个枢转装置。这些元件中的每一个的其它细节在整个本实用新型的说明书中被详细描述。

图3为根据本实用新型的实施方式配置在一起的多个水平跟踪设备的阵列的简化图。如图所示的是水平配置的跟踪装置的阵列，形成以平行的方式设置的多排跟踪装置。每两排跟踪器具有通道，该通道可以允许其他应用。也就是说，可以在通道内提供行栽作物或其它东西，其可以沿着每个水平的跟踪器排整体延伸。在示例中，多个跟踪设备在地理区域内以阵列配置。多个跟踪设备中的每个彼此独立地被驱动，以使每排以不同的角度或以相似的角度独立地装载。不同于传统的常常在排之间具有机械装置的跟踪器，每个通道从一端到另一端是连续的，在优选的示例中，允许用于拖拉机或其它车辆从一端到另一端驾驶。当然，可以有其它变型、修改和替代。

在示例中，该设备被配置成在组装期间基本上不具有任何焊接点，并且可 以使用传统工具组装。在示例中，扭矩管通过在蛤壳式夹具构件的周围区域内的模锻装置联接至另一个扭矩管。在示例中，扭矩管与弹性体阻尼器成直线地联接以抑制扭矩运动，进而基本上不形成沿着多个太阳能电池板的配置到扭矩管的任何部分上的谐波波形。

在示例中，该设备还包括锁定阻尼器或刚性结构以将联接到扭矩管的太阳能电池板配置在固定倾斜位置中，以防止对止动件的破坏并锁定到基底位置中，太阳能电池板在具有空气高速流动的环境中基本上没有摆动。在示例中，锁定阻尼器相对于空气或风的方向以期望的角度固定多个太阳能模组中的每一个。

在示例中，该设备具有配置在插件盒中的控制设备，该插件盒设置在地下区域中，以保护控制设备。在示例中，插件盒是由合适的材料制成，该插件盒被密封和/或在环境上适于保护控制设备。

在操作中，该设备具有驱动装置，该驱动装置线性地驱使扭矩管以使每个太阳能模组分别相对于入射的电磁辐射具有有利的位置。在示例中，将电气连接部件和电源(例如，120V，60Hz，240V)联接到驱动装置。当然，可以有变型。

图4a和图4b为根据本实用新型的实施方式的扭矩管的简化的侧视图。如图所示，每个扭矩管在每一端具有多个开口，用于固定到夹具上或固定到驱动装置缸体上。每个扭矩管也具有用于夹具的多个开口，该夹具被配置成将扭矩管保持到与多个太阳能模组联接的框架上。

图5为在本实用新型的示例中的偏置旋转齿轮驱动器的分解图。如图所示，该设备具有内座圈结构。在示例中，内座圈结构包括被联接到主体区域的圆柱形区域。在示例中，主体包括配置有多边结构的偏置开口区域，多边结构例如三角形、正方形、五边形、六边形或其它形状以及尺寸。在示例中，该设备具有外座圈结构，该外座圈结构被联接用以包绕内座圈结构，并且被配置成联接内座圈结构，以允许内座圈结构围绕空间圆弧区域以旋转的方式移动。在示例中，在扭矩管上的多边结构包括第一球端结构和第二球端结构，该多边结构允许在扭矩管和内座圈结构之间的联接以使各自围绕不同的轴线或相同的轴线旋 转。

在示例中，该设备具有扭矩管套筒，该扭矩管套筒以偏置的方式配置在内座圈结构的中心区域和外部区域之间的区域上，并且被配置成插入在偏置开口区域内。

在示例中，扭矩管套筒具有配置有多边结构的部分公部，多边结构例如三角形、正方形、五边形、六边形等。在示例中，多边母开口区域被配置在偏置开口区域内。该母区域和扭矩管的多边结构紧密联接以使扭矩管牢固地接合到内座圈结构中，使得扭矩管套筒被锁定在多边母开口区域内，同时允许扭矩管套筒在围绕所述空间圆弧区域的任一点处围绕由圆锥形区域限定的空间区域枢转。在示例中，扭矩管不能相对于母区域移动，或在其它示例中，扭矩管不能在母区域内自旋或扭转。在示例中，驱动器被联接至内座圈结构，以使扭矩管围绕圆弧区域移动。如图所示，公区域从内座圈的一侧插入，直到公区域通过止动区域止动。

在示例中，扭矩管套筒被配置成围绕第一轴线旋转，而内座圈结构围绕第二轴线旋转，并且内座圈结构经由在多边母开口区域和扭矩管的多边结构之间的联接与扭矩管套筒接合，使得在扭矩管套筒围绕第一轴线旋转期间，扭矩管套筒的扭转力被传递到内座圈结构。在示例中，第一轴线可以以线性对齐方式与第二轴线对齐，或可替选地，第一轴线可以不同于第二轴线，使得可通过任一轴线而形成实心圆锥体区域。圆锥体在第一轴线和第二轴线之间的连接点处具有顶点，并且具有限定圆锥体的圆弧，该圆弧可以达到20度或14度，以及在两者之间的其它尺寸。当然，可以有其它变型、修改和替代。该组件的其它细节被提供在整个本说明书中，尤其是在下文中。

图6为在本实用新型的示例中的偏置旋转齿轮驱动器的剖视图。如图所示，包括多个开口的环形圈夹具沿多边公区域的一侧设置，而在母区域的一侧上的止动件使多边公区域保持在适当的位置，并且多边公区域被夹在止动件和环形圈夹具之间。多个紧固件，例如螺栓，每一个紧固件使夹具在保持适当的位置。当然，可以有其它变型、修改和替代。

图7为在本实用新型的示例中的偏置旋转齿轮驱动器的简化侧视图。如图所示的是扭矩管套筒或扭矩管被配置在内座圈区域中，并且能够围绕一个区域枢转以围绕内座圈区域的每侧的圆锥形区域移动。

图8为在本实用新型的示例中的偏置旋转齿轮驱动器的简化俯视图。如图所示的是扭矩管套筒或扭矩管被配置在内座圈区域中，并且能够围绕一个区域枢转以围绕内座圈区域的每侧的圆锥形区域移动。

图9为在本实用新型的示例中的偏置旋转齿轮驱动器的简化前视图。如图所示，该组件具有主体区域，该主体区域具有与扭矩管套筒的公区域紧密联接的偏置母区域。

图10为在本实用新型的示例中的偏置旋转齿轮驱动器的简化前视图(剖视图)。如图所示，剖视图示出了多个齿轮构件和/或驱动构件，其分别促进和/或阻碍内座圈区域的运动。当然，可以有其它变型、修改和替代。

在示例中，本实用新型的部件和元件可由合适的材料制成，例如钢、铝或其它合金。附加地，这种钢和/或合金和/或铝能够被铸造、冲压、或焊接、或以它们的组合方式被加工。当然，可以有其它变型、修改和替代。在示例中，驱动马达是可操作的，以使扭矩管围绕旋转中心移动，并且基本上不具有负载。在示例中，驱动马达以基本上自第一径向位置至第二径向位置的相同的力使扭矩管围绕旋转中心移动。

如本文中所使用的，术语“第一”、“第二”、“第三”或“第n”以应该被广义地解释的方式使用，且并不一定是指次序。在示例中，术语也可以被用来指次序，或可被用来指类似的或相同的步骤和/或元件。当然，可以有其它变型、修改和替代。

应当理解，本文所描述的示例和实施方式仅用于说明的目的，并且对于本领域的技术人员来讲，基于此存在多种修改或变化，其被包括在本申请的精神和范围内以及在所附的权利要求书的范围内。

Claims (15)

1.一种太阳能跟踪设备，所述设备包括：

内座圈结构，所述内座圈结构包括被联接到主体区域的圆柱形区域，所述主体区域包括偏置开口区域；

外座圈结构，所述外座圈结构被联接用以包围所述内座圈结构，并且被配置成联接所述内座圈结构以允许所述内座圈结构围绕空间圆弧区域以旋转的方式移动；

扭矩管套筒，所述扭矩管套筒以偏置的方式配置在所述内座圈结构的中心区域和外部区域之间的区域上，并且被配置成插入在所述偏置开口区域内，所述扭矩管套筒具有配置有多边结构的部分公部；

多边母开口区域，所述多边母开口区域被配置在所述偏置开口区域内，并且紧密联接所述扭矩管的所述多边结构，以使所述扭矩管牢固地接合到所述内座圈结构中，使得所述扭矩管被锁定在所述多边母开口区域内，使得所述扭矩管和所述多边母开口区域彼此一致地移动，而不能相对于彼此移动；以及

驱动器，所述驱动器被联接至所述内座圈结构，以使所述扭矩管围绕圆弧区域移动；

其中，所述扭矩管套筒被配置成围绕第一轴线旋转，而所述内座圈结构围绕第二轴线旋转，并且所述内座圈结构通过在所述多边母开口区域和所述扭矩管的所述多边结构之间的联接与所述扭矩管套筒接合，使得在所述扭矩管套筒围绕所述第一轴线旋转期间，所述扭矩管套筒的扭转力被传递到所述内座圈结构。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述驱动器包括回转齿轮装置，所述回转齿轮装置包括蜗轮，所述蜗轮可操作地联接至所述内座圈结构的包括多个齿轮的部分，而所述内座圈结构的其余部分是平滑的；所述扭矩管的所述多边结构包括第一球端结构和第二球端结构。

3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述外座圈结构由刚性的钢结构构 造而成且成形为环形套筒，所述环形套筒具有用于回转齿轮装置的主毂区域、以及包括平坦区域的支撑结构，所述平坦区域用于支柱结构。

4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述驱动器包括回转齿轮装置，所述回转齿轮装置传递扭矩用以使所述内座圈结构从第一空间区域旋转到第二空间区域，然后从所述第一空间区域摇摆运动到所述第二空间区域以跟踪太阳能源的运动。

5.根据权利要求1所述的设备，其中，使用轴承装置或轴瓦装置将所述内座圈结构联接到所述外座圈结构，用以将所述内座圈结构联接到所述外座圈结构用于径向运动。

6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述内座圈包括多个齿轮结构；还包括配置在所述齿轮结构的内部区域内的轴承组件或轴瓦组件。

7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述扭矩管套筒配置有使用圆柱形轴承组件的区域，以便于围绕所述空间圆弧的运动并且便于垂直于所述空间圆弧的运动以使所述内座圈结构枢转。

8.根据权利要求1所述的设备，其中，所述外座圈结构包括在与蜗轮组件垂直的方向上配置的主毂区域；且所述设备还包括夹具构件，以将所述内座圈结构夹在所述夹具构件和所述外座圈结构之间。

9.根据权利要求1所述的设备，其中，所述外座圈结构包括在与蜗轮组件垂直的方向上配置的主毂区域，所述蜗轮组件被联接至电动机驱动器。

10.根据权利要求1所述的设备，还包括被联接至所述扭矩管套筒的扭矩管；且还包括配置在所述扭矩管上的多个太阳能电池板。

11.一种太阳能跟踪设备，所述设备包括：

内座圈结构，所述内座圈结构包括被联接到主体区域的圆柱形区域，所述主体区域包括偏置开口区域；

外座圈结构，所述外座圈结构被联接用以包围所述内座圈结构，并且被配置成联接所述内座圈结构以允许所述内座圈结构围绕空间圆弧区域以旋转的方式移动；

扭矩管套筒，所述扭矩管套筒以偏置的方式配置在所述内座圈结构的中心区域和外部区域之间的区域上，并且被配置成插入在所述偏置开口区域内，所述扭矩管套筒具有配置有多边结构的部分公部；

多边母开口区域，所述多边母开口区域被配置在所述偏置开口区域内，并且紧密联接所述扭矩管的所述多边结构，以使所述扭矩管牢固地接合到所述内座圈结构中，使得所述扭矩管套筒被锁定在所述多边母开口区域内，同时允许所述扭矩管套筒在围绕所述空间圆弧区域的任一点处围绕由圆锥形区域限定的空间区域枢转；以及

驱动器，所述驱动器被联接至所述内座圈结构，以使所述扭矩管围绕圆弧区域移动。

12.根据权利要求11所述的设备，其中，所述驱动器包括回转齿轮装置，所述回转齿轮装置包括蜗轮，所述蜗轮可操作地联接至所述内座圈结构的包括多个齿轮的部分，而所述内座圈结构的其余部分是平滑的。

13.根据权利要求11所述的设备，其中，所述外座圈结构由刚性的钢结构构造而成且成形为环形套筒，所述环形套筒具有用于回转齿轮装置的主毂区域、以及包括平坦区域的支撑结构，所述平坦区域用于支柱结构。

14.根据权利要求11所述的设备，其中，所述驱动器包括回转齿轮装置，所述回转齿轮装置传递扭矩用以使所述内座圈结构从第一空间区域旋转到第二空间区域，然后从所述第一空间区域摇摆运动到所述第二空间区域以跟踪太阳能源的运动。

15.根据权利要求11所述的设备，其中，所述内座圈包括多个齿轮结构；并且其中，所述外座圈结构包括配置在与蜗轮组件垂直的方向上的主毂区域；且所述设备还包括夹具构件，以将所述内座圈结构夹在所述夹具构件和所述外座圈结构之间。