本實(shí)用新型涉及光伏發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及帶跟蹤功能的光伏發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

眾所周知，由于地球的自轉(zhuǎn)，在經(jīng)度方向形成了每天日起日落的現(xiàn)象。若是固定的平行于地平線安裝的太陽(yáng)能電池板，只有在中午前后太陽(yáng)垂直于電池板時(shí)電池板才能夠發(fā)揮出最大效率，在其余時(shí)段由于角度的偏差，太陽(yáng)能電池板的受光面積大幅下降，其發(fā)電效率亦隨之成比例的大幅下降。

再者，由于春夏秋冬的季節(jié)更替，太陽(yáng)光的入射角在緯度方向也形成了47°的變化（南北回歸線相加）,同樣的由于角度的偏差，太陽(yáng)能電池板的受光面積亦大幅下降，其發(fā)電效率也就隨之成比例的大幅下降。

兩者相互疊加后的綜合損失在30%以上，如何挽回這30%，這就是本系統(tǒng)的中心目的。

現(xiàn)在市場(chǎng)上已經(jīng)有商品化的跟蹤系統(tǒng)，架構(gòu)上都是有一個(gè)固定支座，上面有一個(gè)太陽(yáng)能電池板支架，其中心安裝有兩套蝸輪蝸桿組成的可以自動(dòng)跟蹤的機(jī)械結(jié)構(gòu)（稱為雙軸太陽(yáng)能跟蹤系統(tǒng)）。由于機(jī)械結(jié)構(gòu)的過(guò)于復(fù)雜，一套機(jī)構(gòu)的價(jià)格為被機(jī)構(gòu)自身驅(qū)動(dòng)的電池板價(jià)格的5～10倍，完全是本末倒置。由于經(jīng)濟(jì)上的不合理性（并非技術(shù)原因），使得自動(dòng)跟蹤技術(shù)難以推進(jìn)下去。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，公開(kāi)了一種能夠二維方向旋轉(zhuǎn)的框架式太陽(yáng)能跟蹤系統(tǒng)，其能夠?qū)崿F(xiàn)太陽(yáng)跟蹤發(fā)電功能，且成本較低。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：能夠二維方向旋轉(zhuǎn)的框架式太陽(yáng)能跟蹤系統(tǒng)，包含用于安裝多組光伏板的上框架；上框架兩端通過(guò)大卡軸安裝在下基座上。

所述下基座的兩端設(shè)置有用于驅(qū)動(dòng)所述上框架繞大卡軸擺動(dòng)的俯仰驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，可以驅(qū)使其仰角在緯度方向?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)跟蹤；

所述俯仰驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包含直流減速電機(jī)，所述直流減速電機(jī)的輸出軸連接俯仰驅(qū)動(dòng)絲杠，俯仰驅(qū)動(dòng)絲杠的兩端安裝在軸承座上并可轉(zhuǎn)動(dòng)，俯仰驅(qū)動(dòng)絲杠上嚙合安裝俯仰驅(qū)動(dòng)螺母，俯仰驅(qū)動(dòng)螺母的一端通過(guò)鉸接軸安裝在驅(qū)動(dòng)支架的導(dǎo)向槽上；所述導(dǎo)向槽為通孔，所述通孔的橫截面為腰型孔；所述鉸接軸滑動(dòng)安裝在所述導(dǎo)向槽上；所述驅(qū)動(dòng)支架與所述上框架固定連接；

所述上框架上均布有多組光伏板，每組光伏板的兩端均通過(guò)小卡軸安裝在上框架上；所述小卡軸的軸線方向與所述大卡軸的軸線方向垂直；

所述每組光伏板的底部設(shè)置延伸支架，延伸支架的底端同時(shí)鉸接安裝在同一個(gè)聯(lián)動(dòng)桿上，所述聯(lián)動(dòng)桿與所述大卡軸的軸線平行；

所述上框架的底部設(shè)置有用于驅(qū)動(dòng)所述聯(lián)動(dòng)桿擺動(dòng)的驅(qū)動(dòng)組件，所述聯(lián)動(dòng)桿擺動(dòng)后可以帶動(dòng)所有光伏板以各自的小卡軸為中心在經(jīng)度方向?qū)崿F(xiàn)仰角方向的同步轉(zhuǎn)動(dòng)跟蹤。

進(jìn)一步的是：所述用于驅(qū)動(dòng)所述聯(lián)動(dòng)桿擺動(dòng)以實(shí)現(xiàn)經(jīng)度跟蹤的驅(qū)動(dòng)組件包含固定安裝在上框架底部的直流減速電機(jī)以及用于驅(qū)動(dòng)大框架在緯度方向旋轉(zhuǎn)以實(shí)現(xiàn)緯度跟蹤的安裝于下底座上的驅(qū)動(dòng)組件，所述直流減速電機(jī)的輸出軸與絲杠連接，絲杠的兩端轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在軸承座上，所述絲杠上嚙合組裝有絲杠螺母，所述絲杠螺母上鉸接安裝有驅(qū)動(dòng)桿，驅(qū)動(dòng)桿的一端鉸接安裝在絲杠螺母上，驅(qū)動(dòng)桿的另一端鉸接安裝在所述聯(lián)動(dòng)桿上。

進(jìn)一步的是：所述多組光伏板中的最末一個(gè)光伏板上安裝有陽(yáng)光傳感器，且該光伏板上與小卡軸的組裝位置設(shè)置有經(jīng)度仰角位置傳感器；在與大卡軸的組裝位置設(shè)置有緯度仰角位置傳感器；所述下基座上安裝有控制器。

進(jìn)一步的是：所述控制器內(nèi)設(shè)置有單片機(jī)，所述陽(yáng)光傳感器的緯度信號(hào)線連接在單片機(jī)的緯度仰角偏差信號(hào)引腳上，陽(yáng)光傳感器的經(jīng)度信號(hào)線連接在單片機(jī)的經(jīng)度仰角偏差信號(hào)引腳上；所述單片機(jī)上還連接有經(jīng)度方向手動(dòng)調(diào)整開(kāi)關(guān)、緯度方向手動(dòng)調(diào)整開(kāi)關(guān)和手/自動(dòng)控制轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)；所述單片機(jī)還通過(guò)分別驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)放大器連接每一個(gè)直流減速電機(jī)；所述驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)放大器與直流減速電機(jī)的連接線上設(shè)置有限位開(kāi)關(guān)信號(hào)線，限位開(kāi)關(guān)設(shè)置在所述上框架和俯仰驅(qū)動(dòng)絲杠上；所述單片機(jī)還連接有經(jīng)度仰角位置傳感器和緯度仰角位置傳感器；所述單片機(jī)通過(guò)24V電源供電。

進(jìn)一步的是：光伏板在經(jīng)度方向沿著小卡軸的旋轉(zhuǎn)范圍為-45°～+45°。

進(jìn)一步的是：光伏板在緯度方向沿著大卡軸的旋轉(zhuǎn)范圍為-45°～+45°。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本實(shí)用新型公開(kāi)的一種能夠二維方向旋轉(zhuǎn)的框架式太陽(yáng)能跟蹤系統(tǒng)，本實(shí)用新型整體屬于能夠二維方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的大框架架構(gòu)，整體支架分為上框架和下基座。一個(gè)上框架上可以安裝幾塊至幾十塊太陽(yáng)能電池板，這幾十塊電池板可以同步在二維方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，一切以大框架作為共用主軸而沒(méi)有通常的各自獨(dú)立的垂直主軸，使得結(jié)構(gòu)主體的成本大幅下降。

另外在每個(gè)旋轉(zhuǎn)方向各自安裝兩個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以進(jìn)行同步跟蹤驅(qū)動(dòng)，在結(jié)構(gòu)上通過(guò)用力方向的變換來(lái)使得直線運(yùn)動(dòng)變換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使得旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的成本亦大幅下降。

再就是由于大框架為共用母體，所載電池板的數(shù)量變化僅僅對(duì)大框架的長(zhǎng)度有所影響，其所用的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)數(shù)量不變，還是每個(gè)旋轉(zhuǎn)方向各自安裝一至兩個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，這就使得整體結(jié)構(gòu)綜合成本下降為電池板的幾分之一。由于其經(jīng)濟(jì)上的可行性將使得這一技術(shù)能夠大面積推廣及開(kāi)花。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的一種具體實(shí)施方式的運(yùn)行狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖，其反映了早上九點(diǎn)時(shí)刻的電池板仰角；

圖2為本實(shí)用新型的一種具體實(shí)施方式的運(yùn)行狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖，其反映了中午十二點(diǎn)時(shí)刻的電池板仰角；

圖3為本實(shí)用新型的一種具體實(shí)施方式的運(yùn)行狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖，其反映了下午三點(diǎn)時(shí)刻的電池板仰角；

圖4為本實(shí)用新型的一種具體實(shí)施方式的左視方向的結(jié)構(gòu)示意圖，其反映了緯度方向冬季12月份的電池板仰角狀態(tài)；

圖5為本實(shí)用新型的一種具體實(shí)施方式的左視方向的結(jié)構(gòu)示意圖，其反映了緯度方向夏季六七月份的電池板仰角狀態(tài)；

圖6為本實(shí)用新型的跟蹤控制原理圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：

1-軸承座，2-絲杠，3-絲杠螺母，4-直流減速電機(jī)，5-控制器，6-經(jīng)度仰角位置傳感器，7-陽(yáng)光傳感器，8-上框架，9-大卡軸，10-小卡軸，11-電源，12-聯(lián)動(dòng)桿，13-驅(qū)動(dòng)支架，14-導(dǎo)向槽，15-俯仰驅(qū)動(dòng)絲杠，16-俯仰驅(qū)動(dòng)螺母，17-緯度仰角位置傳感器；61-經(jīng)度仰角位置傳感器，62-緯度仰角位置傳感器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例描述本實(shí)用新型具體實(shí)施方式：

需要說(shuō)明的是，本說(shuō)明書所附圖中示意的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說(shuō)明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本實(shí)用新型可實(shí)施的限定條件，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本實(shí)用新型所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)仍落在本實(shí)用新型所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。

同時(shí)，本說(shuō)明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語(yǔ)，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本實(shí)用新型可實(shí)施的范圍，其相對(duì)關(guān)系的改變或調(diào)整，在無(wú)實(shí)質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本實(shí)用新型可實(shí)施的范疇。

如圖1～6所示，其示出了本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式；如圖所示，本實(shí)用新型公開(kāi)的能夠二維方向旋轉(zhuǎn)的框架式太陽(yáng)能跟蹤系統(tǒng)，其特征在于：包含用于安裝多組光伏板的上框架；上框架兩端通過(guò)大卡軸安裝在下基座上。

所述下基座的兩端設(shè)置有用于驅(qū)動(dòng)所述上框架繞大卡軸擺動(dòng)的俯仰驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，可以驅(qū)使其仰角在緯度方向?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)跟蹤；

所述俯仰驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包含直流減速電機(jī)，所述直流減速電機(jī)的輸出軸連接俯仰驅(qū)動(dòng)絲杠，俯仰驅(qū)動(dòng)絲杠的兩端安裝在軸承座上并可轉(zhuǎn)動(dòng)，俯仰驅(qū)動(dòng)絲杠上嚙合安裝俯仰驅(qū)動(dòng)螺母，俯仰驅(qū)動(dòng)螺母的一端通過(guò)鉸接軸安裝在驅(qū)動(dòng)支架的導(dǎo)向槽上；所述導(dǎo)向槽為通孔，所述通孔的橫截面為腰型孔；所述鉸接軸滑動(dòng)安裝在所述導(dǎo)向槽上；所述驅(qū)動(dòng)支架與所述上框架固定連接；

所述上框架上均布有多組光伏板，每組光伏板的兩端均通過(guò)小卡軸安裝在上框架上；所述小卡軸的軸線方向與所述大卡軸的軸線方向垂直；

所述每組光伏板的底部設(shè)置延伸支架，延伸支架的底端同時(shí)鉸接安裝在同一個(gè)聯(lián)動(dòng)桿上，所述聯(lián)動(dòng)桿與所述大卡軸的軸線平行；

所述上框架的底部設(shè)置有用于驅(qū)動(dòng)所述聯(lián)動(dòng)桿擺動(dòng)的驅(qū)動(dòng)組件，所述聯(lián)動(dòng)桿擺動(dòng)后可以帶動(dòng)所有光伏板以各自的小卡軸為中心在經(jīng)度方向?qū)崿F(xiàn)仰角方向的同步轉(zhuǎn)動(dòng)跟蹤。

優(yōu)選的，如圖所示：所述用于驅(qū)動(dòng)所述聯(lián)動(dòng)桿擺動(dòng)以實(shí)現(xiàn)經(jīng)度跟蹤的驅(qū)動(dòng)組件包含固定安裝在上框架底部的直流減速電機(jī)以及用于驅(qū)動(dòng)大框架在緯度方向旋轉(zhuǎn)以實(shí)現(xiàn)緯度跟蹤的安裝于下底座上的驅(qū)動(dòng)組件，所述直流減速電機(jī)的輸出軸與絲杠連接，絲杠的兩端轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在軸承座上，所述絲杠上嚙合組裝有絲杠螺母，所述絲杠螺母上鉸接安裝有驅(qū)動(dòng)桿，驅(qū)動(dòng)桿的一端鉸接安裝在絲杠螺母上，驅(qū)動(dòng)桿的另一端鉸接安裝在所述聯(lián)動(dòng)桿上。

優(yōu)選的，如圖所示：所述多組光伏板中的最末一個(gè)光伏板上安裝有陽(yáng)光傳感器，且該光伏板上與小卡軸的組裝位置設(shè)置有經(jīng)度仰角位置傳感器；在與大卡軸的組裝位置設(shè)置有緯度仰角位置傳感器；所述下基座上安裝有控制器。

優(yōu)選的，如圖所示：所述控制器內(nèi)設(shè)置有單片機(jī)，所述陽(yáng)光傳感器的緯度信號(hào)線連接在單片機(jī)的緯度仰角偏差信號(hào)引腳上，陽(yáng)光傳感器的經(jīng)度信號(hào)線連接在單片機(jī)的經(jīng)度仰角偏差信號(hào)引腳上；所述單片機(jī)上還連接有經(jīng)度方向手動(dòng)調(diào)整開(kāi)關(guān)、緯度方向手動(dòng)調(diào)整開(kāi)關(guān)和手/自動(dòng)控制轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)；所述單片機(jī)還通過(guò)分別驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)放大器連接每一個(gè)直流減速電機(jī)；所述驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)放大器與直流減速電機(jī)的連接線上設(shè)置有限位開(kāi)關(guān)信號(hào)線，限位開(kāi)關(guān)設(shè)置在所述上框架和俯仰驅(qū)動(dòng)絲杠上；所述單片機(jī)還連接有經(jīng)度仰角位置傳感器和緯度仰角位置傳感器；所述單片機(jī)通過(guò)24V電源供電。控制器的陽(yáng)光傳感器安裝在太陽(yáng)能電池板上面并隨之旋轉(zhuǎn)。傳感器根據(jù)太陽(yáng)的入射光的角度給出信號(hào)，通過(guò)單片機(jī)計(jì)算并與現(xiàn)有的仰角傳感器信號(hào)進(jìn)行比較，對(duì)于角度差異的信號(hào)通過(guò)已編程序處理后驅(qū)動(dòng)放大器來(lái)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上的直流減速電機(jī)，并且通過(guò)傳感器來(lái)確定系統(tǒng)的跟蹤調(diào)整是否到位。系統(tǒng)還通過(guò)控制器內(nèi)的單片機(jī)程序控制，使得機(jī)構(gòu)在執(zhí)行當(dāng)日任務(wù)結(jié)束后的每天夜間恢復(fù)到第二天的初始狀態(tài)。本實(shí)施例具有手動(dòng)跟蹤和自動(dòng)跟蹤雙重控制功能。

優(yōu)選的，如圖所示：光伏板在經(jīng)度方向沿著小卡軸的旋轉(zhuǎn)范圍為-45°～+45°（45°以外由于占用面積過(guò)大而不予考慮）。

優(yōu)選的，如圖所示：光伏板在緯度方向沿著大卡軸的旋轉(zhuǎn)范圍為-45°～+45°。

上面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施方式作了詳細(xì)說(shuō)明，但是本實(shí)用新型不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本實(shí)用新型宗旨的前提下做出各種變化。

不脫離本實(shí)用新型的構(gòu)思和范圍可以做出許多其他改變和改型。應(yīng)當(dāng)理解，本實(shí)用新型不限于特定的實(shí)施方式，本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求限定。