凯登能源新型太阳能双轴跟踪装置的跟踪原理说明
技术项目综述：作为跟踪技术的本质，就是要“用最少的成本，最低的能耗，最可靠的运行，让光伏电池组件生产更多的电能，最大限度提高电站投资商的投入产出比”，从而使自身具有更广泛的市场利用价值。基于以上原则，我们开发研制了一系列的太阳能双轴跟踪装置，并获得了相应的国际和国内发明专利。目前已经批量试验性投入生产。详细介绍如下：
１.跟踪系统的结构及原理：该系列跟踪装置采用了一种全新的、自主知识产权的运转结构，让电池组件固定架通过十字旋转轴和支撑架连接，使得电池组件固定架在十字旋转轴的约束下仅可以绕轴俯仰角旋转或左右角旋转；在十字旋转轴的左右角旋转支撑轴上，固定安装一个支架，该支架就可以随太阳能电池组件支撑架的俯仰角旋转而同步旋转，但是不会随太阳能电池组件支撑架的左右角旋转而旋转；控制电池组件固定架左右旋转的驱动装置就安装在这个支架上，这样就建立一个与天球面相对应的坐标系。通过俯仰角旋转驱动装置和左右角旋转驱动装置的协调转动，形成若干个与太阳在天球面上的不同位置相吻合的对应点，并由这些点连接而成一条与太阳的日运行轨迹相吻合的曲线，实现对太阳光的准确跟踪。
２．跟踪系统运行的稳定性和节能性：由于该跟踪装置自身精巧的构造设计，将电池组件和电池组件固定架的重量全部落在了旋转轴上，并由支撑架承担，通过重力平衡设计，使得该跟踪系统在左右角和俯仰角两方面的跟踪动力需求，仅仅是为了克服自身的惯性和对抗风力等外部力量，不必像现有的跟踪装置，其水平旋转轴上还要承担装置自身的全部重量，大大减小了跟踪系统的运行功率。两个大半径的齿圈，不仅提高了减速比，加大了驱动系统的驱动功率，而且为电池组件固定架提供了更多的支撑，在涡轮蜗杆的共同作用下，减小了电池组件固定架的晃动，即提高了装置运行的稳定性，又增加了装置本身的抗风性。三角形的支撑架不但稳定性高于直立柱状的支撑，而且更容易调整水平面，提高跟踪的精确性。
３．施工安装要求：由于采用了小功率支架设计，单组面积在16平方米左右，而且整个支架系统都是标准件栓接构造，最大的单体组合件的重量也不高于50公斤，组装方便。在施工时不需要大型运输和吊装设备，因此也不需要修建专用道路，只需要对地基进行特殊处理，因此地形适应性强。
在硬质地基条件下，采用钢筋混凝土材质的方形基座；在软质地
基的条件下，采用3根深度螺旋桩与支撑架栓接。连接处采用上下双层螺丝结构的可调节式，以便于安装时调节跟踪支架的水平位置；支撑架的三条支脚部的固定螺孔设计为圆弧形，以便于安装时调节跟踪支架的左右角。
４．系统的抗风性：由于光伏电站大多位于我国光照条件好的西
北地区，多大风天气，所以系统的工作状态抗风等级按照10级以上设计，防护状态下的抗风等级在12级以上。
具体表现为：加大支撑架和电池组件固定架的用钢量，增加强度，在每块电池组件之间留有风道。采用小功率的支架设计，单组面积在12平方米左右，使系统的高度降低，承风面减小，最大限度减小风阻系数。由于用地量是由电池组件的总面积决定的，所以小的跟踪支架不但不会增加土地占用量，反而因为其灵活性，能够更好地结合地形条件布置，使土地比采用大功率支架时，得到更有效的利用。
５．控制系统：依据合理的运转结构设计，将跟踪装置的控制程序有效地分解为两个简单的独立又相互关联的开环程序，有利于采用功能更加全面的中心集中控制，完善整个电站系统的智能化管理，增加电站系统运行的可靠性。
由于装置采用了两个大半径的驱动齿圈，大大减小了装置的运行误差；而且由于两个驱动齿圈是开放式的，因此十分方便在齿圈的极限位置设置一个能够将装置的日运行误差清零及准确定位的离合开关，保证电站中所有跟踪装置运行的一致性；每个独立的跟踪装置都有检修断开及手动控制接口设计，方便了日常的维修养护。
通过GPS确定准确的经纬度位置和当地时间，确切保障跟踪基础的精确性；设置针对大风、暴雪、冰雹、沙尘等极端恶劣气象天气进行调整的功能，并结合管理人员通过气象预报、预警系统、以及自身判断而进行的人工应急操作，真正实现电站控制的智能化，做到大风天气时针对风向最佳角度规避；沙尘和下雪时避免组件表面覆盖；降雨时根据雨量和风向调节到最佳冲刷角度；光照条件不足时装置停止运行等，最大限度地避免了依靠装置自身设置的感应系统，因瞬间突发异常使反应滞后，对电池组件和整个系统造成损害。保证电池组件和整个系统的使用寿命。
６.质量保证：因为整个跟踪系统的主要构件由热浸锌钢材组成，旋转部分采用的是免维护轴及轴套，可以保证使用25年以上，其它包括驱动部件中的主要易损件：如控制板、蜗轮蜗杆减速箱、直流电机等，全部由易拆解结构组成，维修更换十分方便，在备有备用部件的前提下，一般技术人员即可完成。对于1MW以上的跟踪电站所使用的跟踪支架，因为非不可抗力导致的故障及部件损坏，我们终身免费维修更换。
７.驱动系统及驱动功率：308倍减速电机，减速比40:1减速箱，31.6:1齿圈，总减速比为380000：1以上，因此，两个功率4瓦的电机就可以驱动该跟踪装置，大大降低了跟踪能耗；同时，由于跟踪精度是通过霍尔电磁元件统计电机的转数实现的，大的减速比也极大地提高了跟踪精度。
8．知识产权状态：对于我们开发的一系列太阳能双轴跟踪装置，我们公司拥有完全的自主知识产权，国家发明专利1项获批，2项已经通过实际审查,待批;6项实用新型专利已经发了证书,国际发明专利PCT2011/000029已经获批,进入了国家阶段,并向PCT组织的47个会员国和地区提交正式发明专利申请：如美国、加拿大、巴西、日本、韩国、澳大利亚、泰国、印度、南非及欧洲专利局38个成员国。
在2012年5月16日-18日举办的第六届国际太阳能光伏大会暨（上海）展览会上，公司展出的新型太阳能双轴跟踪装置，被评为展会“十大亮点技术”，得到国内外专家及客商的一致好评，被认为是目前世界上最简单，成本最低的可靠、有效的太阳能跟踪系统，其结构也被众多与会的国内外专家认定为太阳能跟踪的终极基础结构。
该太阳能双轴跟踪装置目前已经在泰国、印度、巴基斯坦、新西兰以及国内的上海神舟电力、佛山职业学院、镇江升阳绿能、内蒙古电力集团、中科院过程物理研究所北京延庆新能源基地、北京太阳能研究所、山东力诺瑞特、山西金日金日新能源等多处安装了试验装置，并与澳大利亚、英国、意大利、塞尔维亚、日本、美国、塞浦路斯等国家的客户洽谈中。
技术优势：我公司研发的太阳能双轴跟踪系统，由于采用了一种全新的旋转方式，省去了传统跟踪装置中价值昂贵的回转驱动装置，在相同性能条件下，价格可以比国外同类产品低70%以上，仅为国内同类产品的50%；采用双轴跟踪系统以后，发电量比目前通用的固定安装至少提高40%以上。除了成本优势，该产品另外还有许多自身的优点： 1、跟踪精度更高：＜0.25°（最小控制范围：0.1°）
2、自身能耗更少：电机运行功率仅7瓦,日跟踪耗电量＜0.01瓦
3、适用范围更广：水平角度＞270°，俯仰角度＞120°
4、控制程序更简单: 完全时钟控制，运行更稳定
5、运输安装更方便:不需要大型施工机械，
6、对施工场地要求更低：
7、抗风性能更好：
8、整体结构更合理：维修养护更容易：
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