第8章　太阳能跟踪装置

8.1　太阳能跟踪支架

太阳能跟踪支架是光伏组件的支撑结构，通过一个或两个轴旋转，以增强或增加光伏组件的输出。

目前市场上基本上有两种类型：平衡驱动支架和机械驱动支架。

8.1.1　平衡驱动支架

平衡驱动支架示意图如图8.1所示。

图8.1　平衡驱动支架示意图

平衡驱动支架利用太阳的热量改变制冷液状态，进而使平衡点通过一个轴移动。随温度上升，制冷液密度变轻，并上升到系统的最高点，以改变平衡状态。平衡驱动支架通常设计为偶数个模块，也有一些为奇数，使用自动减振器来降低风的影响，强风情况下，它们会调整至对风阻力最小的状态，倾斜角可以通过手动调整。平衡驱动支架的大优点是，其运行不需要外部电源，这意味着，正常工作情况下的低维护成本，因此适用于在偏远地区。其优缺点见表8.1。

表8.1　平衡驱动支架的优、缺点

8.1.2　机械驱动支架

机械驱动支架采用了许多不同形式的设计，但是有一个共同的特点，都采用了一定形式的电动机来驱动阵列，通过安装齿轮箱或直线驱动器来完成，这两种驱动源一般都是由基于时间或者日光传感器的微处理单元控制。

1.直线驱动器驱动单元

直线驱动器是一种机械驱动柱塞，通过改变柱塞长度来推动枢轴框架沿弧形转动，其示意图如图8.2所示。

图8.2　日出日落时直线驱动器示意图

在图8.2中，三角形ABC的边AC和CB是固定的，随着AB长度的变化，角X发生变化。直线驱动器控制边AB的长度。因实现机制简单，基于直线驱动器的太阳能跟踪装置是最常见的驱动单元形式。图8.2中，跟踪器的稳定性由三角形ABC决定。当跟踪器几乎是垂直时（向东或向西），三角形几乎不存在。因此，太阳能跟踪装置在角度的极值情况下不是很稳定，有被风损坏的可能。在大多数情况下，太阳能跟踪装置通过手工调节倾斜角，在小风区域表现良好。其优、缺点见表8.2。

表8.2　直线驱动器驱动单元的优、缺点

2.齿轮箱驱动部件

齿轮箱驱动部件跟其他类型追踪器不同，它们通过一个或两个轴驱动，并且通常在最后的驱动器上有更坚固的结构。齿轮箱驱动部件也使用微型处理器来实现自我控制，其优、缺点见表8.3，示意图如图8.3所示。

表8.3　齿轮箱驱动部件的优、缺点

图8.3　齿轮箱驱动部件示意图