线传动式连动跟踪光线方法及其反射聚光光伏发电 【技术领域】
本发明属于太阳能自动跟踪及其聚光光伏领域。背景技术 太阳能利用系统采用跟踪技术可以增加产能降低投资， 而且对于聚光的太阳能利 用方案跟踪是必须的， 另外， 太阳能发电随着成本下降将得到普遍推广， 而发电系统采用跟 踪后可以延长每天的发电高峰时间， 在夏天还可以延长每天的发电时间， 可以缓解对电网 稳定的冲击， 因此低成本高精度跟踪技术对普遍利用太阳能有着极其重要意义。然而目前 太阳能领域的跟踪技术主要模式依然是基于 “方位角 + 升角” 控制的双轴双电机的独立跟 踪控制方式， 跟踪控制成本一直高居不下， 常常通过增大电池板或聚光镜面的面积降低单 位功率的跟踪成本， 却增大了抗风难度与施工及维护成本， 对降低太阳能利用成本效果不 明显。近几年有一些太阳能跟踪领域的新技术新理论的提出， 但是对降低太阳能利用的综 合成本没有实质性突破。
申请号为 200810182738.9 的发明专利申请 《低成本太阳能跟踪聚光发电方法》 提 出了连杆连动式太阳能反射聚光方法， 是对跟踪理论的根本突破， 反射镜按角平分线式定 向反射原理安装， 只需控制角平分线式定向反射机构中的跟踪摇杆与太阳光线同步偏转就 可以实现按设定方向的定向反射。全部反射镜阵列通过连杆机构互相连接统一连动， 一个 阵列的控制系统只需控制两个电机实现二维跟踪聚光 ( 而传统的方法需要控制全部反射 镜数量的二倍的电机 )， 可望大幅度降低跟踪成本。但是， 连杆连动的跟踪方式使太阳能利 用装置的偏转空间有所局限， 而连杆重量即增加跟踪电耗也影响控制精度， 因此太阳能跟 踪方案仍有很大的改进空间。
跟踪聚光技术的一个重要用途是太阳能聚光光伏， 一般需要对电池有良好散热， 目前技术方案主要采用水冷或空冷效果有限不适合较高倍率聚光， 采用普通热管冷却虽有 提出可是因技术难度与成本的因素没有实用的方案。
发明内容 本发明的目的 ： 大幅度降低降低太阳能跟踪成本及太阳能利用成本。
本发明的技术方案 ： 利用太阳光线偏转很慢及一般在 ±90°左右的范围内有限 偏转的特点， 通过低成本的钢丝绳传动、 链传动或带传动等线传动装置， 利用线与轮组合可 实现任何空间角度拉动传动的特点， 正反向分别都采用拉动传动拖动太阳能利用装置跟踪 光线偏转或者返回复位。线传动即可以控制单独的太阳能利用装置也可以通过互相串连、 并联或串连与并联相结合的连动的方式实现太阳能利用装置阵列式连动跟踪， 尤其采用钢 丝绳传动时可彻底降低跟踪成本。
为实现线传动式跟踪反射聚光低成本方案， 采用改进的角平分线式定向反射原 理， 角平分线式定向反射机构的跟踪摇杆的转轴按与地球极轴平行的方式安装， 即跟踪摇 杆采用极轴跟踪方式， 在一些特殊位置， 采用平行连杆机构的等效跟踪摇杆满足跟踪机构
各部件自由的工作空间。 这样， 因为极轴跟踪的特点， 跟踪摇杆的方位角跟踪为与地球自转 对应的匀速旋转规律， 而高度角为与地球公转对应的一年只有在 ±23.5°范围变化一个周 期， 所有反射镜的跟踪摇杆都同步工作。 显然， 即使每个反射镜的跟踪摇杆都直接采用电机 控制也比传统的复杂的控制方案有实质性优势， 而用线传动方式取代平行连杆式使连动跟 踪无论投资成本还是跟踪性能都是实质性突破。
在低倍反射聚光领域， 线传动式跟踪系统按时钟控制的开环方式就可以满足跟踪 精度要求而不需要增加传感器反馈系统， 是最经济的跟踪方式， 而低倍聚光最主要的用途 是低倍聚光光伏。采用光伏电池背板散热措施满足电池聚光下正常工作， 可充分发挥线传 动式连动跟踪方法的低成本优势而使太阳能发电成本大幅度下降。
线传动式跟踪的具体解决方案灵活多样， 具体将结合实施例进一步说明。
本发明的优点 ：
1. 提出最简单的以钢丝绳为主要方式的线传动式连动跟踪解决方案将彻底降低 太阳能跟踪成本。
2. 充分发挥线传动的低成本优势， 可尽可能采用大半径传动， 减小构件应力， 增加 太阳能利用装置的跟踪稳定性及抗风性能。 3. 以并联方式为主的连动方式， 而且母线可采用钢筋钢管等刚性件， 可避免误差 与变形累积， 确保太阳能跟踪阵列有足够的稳定性与跟踪精度。
4. 提供了从普通太阳能装置到反射聚光系统， 从屋顶到地面的各种线传动式跟踪 的完全解决方案， 具有普遍的适用性。
5. 一个连动跟踪阵列可以做到单轴跟踪只须有一个电机或者双轴跟踪只须两个 电机， 整个阵列除主动轮外无需减速机构， 可实现无油润滑直接传动， 更容易适应荒漠地 区， 抗风沙寿命长传动效率高。
6. 充分发挥了连动跟踪的超低成本优势， 将对太阳能产业包括各种太阳能光伏发 电 ( 如普通光伏的单轴或双轴跟踪、 低倍及高倍聚光光伏等 )、 中高温甚至低温太阳能热利 用及太阳能热发电等各领域产生重要影响。
附图说明
图 1 是单台太阳能利用装置采用半轮式线传动跟踪原理图 ；
图 2 是单列双母线并联方式的线传动式连动跟踪原理图 ；
图 3 是多列双母线并联方式的线传动式连动跟踪原理图 ；
图 4 与图 5 是两种线传动导向轮安装方式 ；
图 6 是两种单母线并联方式的线传动式连动跟踪原理图 ；
图 7 是一种多列单母线并联方式原理图 ；
图 8 是一种串联方式的线传动式连动跟踪的示意图 ；
图 9 与图 10 是按竖直拉驱动方式的线传动式连动跟踪两种位置图 ；
图 11 是竖直拉传动方式的线传动式连动跟踪的双母线连接驱动原理图 ；
图 12 是斜直拉驱动方式的线传动式跟踪原理图 ；
图 13 是斜直拉驱动方式的几何计算分析图 ；
图 14 是斜直拉驱动方式的凸轮式张紧补偿原理图 ；图 15 是太阳能利用装置上增加了线支撑架的两种工作状态示意图 ； 图 16 是采用斜直拉驱动的太阳能利用装置线作用点高于受光面的示意图 ； 图 17 与 18 是可用于线传动极轴式双轴跟踪的悬臂斜轴支架示意图 ； 图 19 是悬臂斜轴与三脚支架结合处采用销轴连接的偏心旋转结构示意图 ； 图 20 是线传动式跟踪系统反馈补偿装置的螺母螺杆执行机构原理图 ； 图 21 与图 22 是角平分线式定向反射机构原理图。 图 23 是跟踪摇杆采用平行连杆结构的等效机构原理图 ； 图 24 是角平分线式定向反射机构的跟踪摇杆采用极轴式跟踪示意图 ； 图 25 是具有背板液槽散热功能的聚光电池组件示意图 ； 图 26 是电池板散热液槽结构简图 ； 图 27 是水平轴单轴跟踪支架上的反射镜阵列实现跟踪聚光示意图 ； 图 28 是圆盘支架采用线传动式跟踪示意图 ； 图 29 棘轮机构式线传动方式示意图 ； 图 30 棘轮机构式线传动方式连动示意图 ； 图 31 圆盘支架导轨示意图。具体实施方式
实施例 1， 半轮线传动式跟踪及其阵列串并联连动 ：
如附图 1 所示的单台太阳能利用装置采用线传动跟踪原理图， 太阳能利用装置 1 安装了大直径半轮 2， 由主动轮 4 通过钢丝绳 3 的绕合传动拖动半轮即拖动太阳能利用装置 1 跟踪太阳光线偏转， 主动轮 4 与绕合的钢丝绳直接利用摩擦力传动， 适合任何太阳能利用 装置的单轴跟踪。 因为其跟踪角度一般都在 ±90°范围内， 太阳能利用装置采用半轮传动， 可尽可能增大轮直径甚至可以超过太阳能利用装置的宽度， 增加减速比减小传动应力且节 约材料， 拖动主动轮的减速电机成本也大幅下降。半轮并不局限只是 180 度的圆周， 可视传 动需要大于或小于 180 度。
附图 2 是单列双母线并联方式的线传动式连动跟踪原理图， 拖动半轮旋转的钢丝 绳经过导向轮 5 及连接扣 6 与母线钢丝绳 7 连接， 与母线并联的太阳能利用装置统一由母 线主动轮 8 拖动实现线传动式连动跟踪， 图中所示太阳能利用装置与母线钢丝绳都是水平 布置的， 半轮及其传动钢丝绳是竖直平面内安装的。
附图 3 是多列双母线并联方式的线传动式连动跟踪原理图， 支线母线 9 通过导向 轮与总线母线 10 连接最终由总母线主动轮 11 拖动实现整个阵列的线传动式连动跟踪。
附图 4 与附图 5 是两种导向轮安装方式， 附图 4 中导向轮 12 适合引导太阳能利用 装置与母线之间的钢丝绳连接， 附图 5 适合引导母线与母线之间的连接。
附图 6 是两种单母线并联方式的线传动式连动跟踪原理图， 在下图的连接方式 中， 增大半轮直径甚至可以不用导向轮， 是比较简单的线传动模式。 通过图示两种连接方式 有机组合， 跟踪阵列的母线可以按 “S” 形串连， 整体可实现 “凹” 字形的串连式闭路连动跟 踪。
图 7 是一种多列单母线并联方式的复合并联原理图， 由主动轮 13 拖动整个跟踪阵 列， 并联可以减少传动系统累积误差。图 8 是一种单母线串联方式的线传动式连动跟踪的示意图， 线和轮 ( 图中虚线所 示 ) 的绕合中增加了二者锁定点 14， 转轮可安装在太阳能装置传动轴上的传动方式， 比较 适合小型或者微型连动跟踪阵列。
本实施例中以钢丝绳传动说明了线传动跟踪的特点， 事实上具有线传动特点的各 种链传动、 皮带传动等也可以， 尤其在连动跟踪阵列的主动轮传动机构中采用链传动或者 双齿条齿轮传动等可满足大扭矩需要。而在线传动式跟踪系统中的母线直线段， 可以采用 钢管或钢筋等直线刚性件增加传动的可靠性。
本实施例所述的线传动式单轴跟踪方法， 不仅适合光伏领域也适合光热领域， 如 太阳能热水器的低温光热及槽式聚光的中高温光热领域等。
实施例 2， 竖直拉线传动方式 ：
为了进一步降低跟踪投资成本省掉半轮， 采用如附图 9 与图 10 所示的按竖直拉驱 动方式的线传动式连动跟踪方法， 太阳能利用装置 20 由竖直方向的钢丝绳 21 拖动经过辊 筒式导向轮 22 与母线连接 ( 图中母线未显示 )， 这种连动跟踪过程中钢丝绳之间的距离总 是在变化的， 辊筒导向轮的长度须满足跟踪过程中钢丝绳在其上的横向位移范围。与实施 例 1 所述跟踪阵列中母线之间的连接传动方式类似， 但是为适应钢丝绳间距变化特点， 附 图 11 显示了竖直拉传动方式的双母线连接原理及主动轮的传动方式， 用实线与虚线区别 两个方向的母线钢丝绳。当主动轮 24 拖动转盘 23 旋转时两个方向的母线将以同样的运动 规律传动， 在非主动轮位置的母线交汇处， 采用同样的转盘互相连接即可。 实施例 3， 斜直拉线传动方式 ：
如附图 12 所示的斜直拉驱动方式的线传动式跟踪原理， 可以避免实施例 2 中母线 间距存在位移的麻烦。 但是斜直拉传动方式的一个特点是随着太阳能利用装置的偏转角度 变化， 两侧钢丝绳的伸长量与缩短量不等量变化， 须增加张紧补偿装置。
附图 13 是斜直拉驱动方式的几何计算分析图， AC 为太阳能利用装置上钢丝绳作 用点距离， AB 与 BC 为两侧钢丝绳的斜拉长度延长到交点的理论长度， O 为偏转中心， 为太 阳能装置偏转角， 设定 OA ＝ OC ＝ R 及 OB ＝ H， 两侧斜拉绳的长度之和为 L， 容易确定下面 的关系式 ：
L ＝ AB+BC 可以确定， 当太阳能装置水平位置即时 L 最大， 即
一般情况， 角的变化范围为 一种特殊情况是， 当 A、 B 及 C 点分布在同一圆周上时， 即图中 B 点上移为 B’ 点时，R ＝ H， 上式可简化为 ：
附图 14 是斜直拉驱动方式的凸轮式张紧补偿原理图， 横梁 25 上安装了凸轮 26， 在工作时， 随着横梁 25 的偏转， 凸轮转动作用于滑杆 28 上的导轮 27 推动滑杆另一端张紧 轮 29 使钢丝绳保持在张紧状态。采用这样的补偿装置， 当横梁斜拉机构与跟踪阵列中太阳 能利用装置的斜拉机构的几何尺寸相同且同步时， 当符合 A、 B、 C 三点在同一圆周上的情况 时， 凸轮使滑杆向下产生的位移 S 应该是 ΔL 的 1/2， 即凸轮设计应符合下式 ：
( 一般情况)R： 圆周半径， 是钢丝绳两端锁定点到太阳能装置转轴的距离 ；
太阳能利用装置跟踪倾角。
在工程实施中， 张紧轮 29 可同时做跟踪系统的主动轮， 当与整个线传动式跟踪阵 列连接时可做整个阵列的主动轮， 导向轮安装方式采用附图 4 所示结构可以使钢丝绳的延 长线交点总是落在支点轴心上， 满足理论模型的要求。 斜直拉线传动式连动跟踪阵列采用实施例一中的双母线并联方式时， 整体跟踪系 统只需在母线之间安装一套补偿装置即可， 因此有希望是最经济的一种跟踪方法。存在的 一个缺点是随着太阳能利用装置偏转角增加到 45 度以后， 钢丝绳力矩作用距离会迅速减 小， 直至增大到 90 度时作用距离为 0。为此， 如附图 15 太阳能利用装置上增加了线支撑架 30 以增加大角度偏转时的线支撑点， 在图示的两种工作状态下总是保持较大的力矩作用距 离， 但是凸轮设计需要做出相应的调整， 与前面的计算过程类似， 只是作用点的分布与角度 变化范围不同了。理论上， 甚至可以增加线支撑架 2 个或更多。
附图 16 是采用斜直拉驱动方式的太阳能利用装置线作用点高于受光面的示意 图， 这样可以使偏转角 大于 ±90°范围。
补偿装置除凸轮外， 也可以通过控制器控制电动装置使附图 14 中的张紧轮 29 按 计算规律产生补偿位移， 或者采用其它方法。
实施例 4， 线传动极轴式跟踪 ( 双轴及单轴 ) ：
如附图 17 与附图 18 是悬臂斜轴支架结构， 由一对支腿 33( 也可以是水泥墩等其 它支撑方式 ) 支撑悬臂斜轴成为三脚悬臂支架， 太阳能电池板 31 分两部分对称安装在横轴 上， 在悬臂轴上固定安装线轮 32 通过主动轮 34 的线传动使其偏转， 通过减速电机 37 与螺 母螺杆机构 36 控制与横轴固定安装的摇杆 35 实现对横轴转动的控制， 进而满足电池板的 双轴二维跟踪。线轮 32 可以是整轮也可以是半轮， 也可以将线轮 32 换成横梁按斜直拉方 式控制斜轴跟踪。
附图 19 所示的是悬臂旋转轴与支架结合点 38 和 39 采用销轴连接方式， 太阳能利 用装置的横轴安装于悬挂点 40， 可以使电池板二维偏转机构都采用销轴连接， 无须轴承无 须润滑而传动阻力很小， 因此这种悬臂斜轴与支架结合处采用销轴连接的偏心旋转结构可 以适应大小各种型式的太阳能利用装置。
这种悬臂斜轴便于安装为与地球极轴平行 ( 倾角 θ 等于当地纬度 ) 实现极轴跟 踪， 南北方向的高度角跟踪一年只变化一个周期， 而对于一天时间内可以认为是不变化的， 只需要一天甚至几天微调一次。因此可以简化控制系统， 节能并且更容易保证控制精度。
显然悬臂斜轴跟踪支架也适合于单轴跟踪方式， 即太阳能利用装置直接安装在斜 轴山上， 没有横轴， 以此类推也适合其它类型的斜轴单轴跟踪方式。
实施例 5， 增加了反馈补偿机构的高精度线传动跟踪 ：
如附图 20 所示， 为提高跟踪精度增加了反馈补偿装置的线传动式跟踪， 采用了螺 母螺杆执行机构。工作时钢丝绳 49 随母线拖动太阳能利用装置 45 跟踪偏转， 当跟踪精度 低于要求时， 控制系统根据对传感器的信号处理后发出补偿信号， 使电动补偿执行机构 48 带动螺母螺杆 47 开始工作， 控制钢丝绳两个传动线端同时左向或者右向的位移， 完成补偿 动作后停止， 等待控制系统下一次信号。为实现螺母螺杆只平动不旋转， 增加了方杆 46 经 过方孔连接钢丝绳。
因为补偿过程太阳能利用装置总是偶然微调动作， 加上螺母螺杆高减速比， 执行 器电机一般采用成本很低的普通微型减速电机的即可， 在高精度跟踪领域同样可以发挥低 成本优势， 可用于聚光电池跟踪发电、 碟式聚光跟踪和平面反射镜聚光等领域的高精度双 轴跟踪， 以及槽式线聚焦等高精度单轴式跟踪领域发挥低成本高精度优势。
实施例 6， 空间角平分线原理的线传动平面反射镜跟踪聚光 ：
如附图 21 表示一种采用空间角平分线原理的平行对称的连杆滑块式定向反射机 构， 反射镜 61 由指向接收器 67 的立轴 64 支撑， 垂直镜面摇杆 65 与反射镜 61 垂直固定连 接。对称的滑杆机构使垂直镜面摇杆 65 成为立轴所在目标线与指向太阳 ( 与光线平行 ) 的跟踪摇杆 66 所在直线的角平分线。这样， 连杆机构控制跟踪摇杆 66 二维偏转保持与太 阳光线平行， 就可以使反射光线按照反射原理始终沿立轴 64 的方向指向接收器 67。 而所有 反射镜阵列中与太阳光线平行的跟踪摇杆必然是同步平行的， 因此可以将跟踪摇杆 66 通 过连动机构带动同步跟踪太阳， 组成太阳能定点反射聚光阵列。 附图 22 所示的等腰三角形滑杆机构， 可以看作是由附图 21 简化演变的结果， 是简 化的角平分线定向反射机构， 这些在专利申请 200810182738.9 中有详细说明。
但是， 对于聚光平面镜阵列， 随着反射镜相对聚光点位置南北不同分布， 有的反射 镜跟踪机构会出现附图 23 所示的相对位置情况， 为了避免跟踪摇杆的转轴与反射镜垂直 摇杆撞车， 这种情况的跟踪摇杆采用了如图所示等效的平行连杆机构 68。 按此原理， 理论上 任何空间位置的跟踪摇杆都可以通过等效的平行连杆机构满足控制要求， 这事实上是一种 几何关系的等效平移。
附图 24 是定向反射机构采用了三角支撑悬臂斜轴结构的传动装置控制跟踪摇 杆， 以便于适应线传动式连动跟踪系统通过控制跟踪摇杆实现太阳能反射聚光， 便于跟踪 摇杆采用极轴式跟踪聚光。
上述这种跟踪摇杆与平面镜互相连动的定向反射机构都是跟踪摇杆为主动件， 镜 面被动反射聚光。在原理上， 当反射镜主动偏转， 一种方法是电动机构直接带动反射镜偏 转， 另一种方法是采用线传动方式如附图 1 所示的方式带动反射镜偏转， 或者整体反射镜 阵列采用线传动式连动跟踪， 当增加角平分线定向反射机构时跟踪摇杆成为被动件， 可以 根据其是否与阳光平行判断跟踪是否准确。因此角平分线定向反射机构可以用做传感器， 并且通过平行连杆机构等效平移到反射镜的一侧避免反射镜挡光， 以增加实用性。
实施例 7， 线传动连动跟踪聚光光伏 ：
连动跟踪定向反射聚光系统可以将接收器布置在系统的正上方， 当用于聚光电池
发电时， 电池板可以正面朝下水平固定布置， 这为聚光电池采用重力回流式热管原理冷却 创造了很方便的条件。如附图 25 所示具有背板布置有散热功能的聚光电池组件示意图， 其中 B 图是 A 图的左视示意图。太阳能电池板 74 的背面布置有散热液体槽 73。散热管路 72 连通成封闭的循环通道， 内部填充适量液体工质后抽除空气密封形成热管式散热器。液 体工质在金属盒 73 内受热蒸发， 上升到散热管路后通过散热金属膜片 71 将热量传到空气 中， 并且逐步冷凝受重力作用回流到金属盒中形成热管式循环， 图中箭头线表示工质循环 方向。为保证冷凝液重力回流畅通散热管路的直径不能太小应大于可能满流 ( 冷凝液充满 管径 ) 的直径， 一般应大于 8 毫米。
为了满足散热要求， 在此原理上可以采用各种类似的热管组合的结构方式。附图 25 中的 C 图与 D 图表示两种不同的循环管路结构， C 有利于促进循环， B 比较简单。如果适 应碟式反射镜等聚光系统， 散热系统也可以随电池一起倾斜变化， 背板液体槽需做好密封 措施就。
附图 26 表示背板槽内有导热液体， 散热热管的吸热端布置在散热液体中， 这要求 在背板上做好绝缘与防漏。目前， 因为普通单 ( 多 ) 晶硅太阳能电池组件的背板膜的散热 绝缘性能都是重要质量指标以适应露天使用， 技术发展很快， 甚至可以做到 0.1 毫米 ( 厚 度与电路电压也有关系， 电压越高厚度也要求高些 )， 而电池板厚度也在向接近 0.1 毫米发 展， 因此目前技术发展趋势特别支持这种散热方案。这使普通光伏电池聚光散热发电有着 很好的应用前景， 太阳能发电成本由此有望大幅度下降。当背板槽加盖后还可以适应电池 倾斜的聚光情况， 如碟式聚光及水平单轴支架上的反射镜聚光。
综上所述， 当用于太阳能聚光光伏时， 可以在电池组件背板槽内装有散热液体， 散 热液体采用了以下散热方式之一，
(1) 自然散热， 例如散热液体为水可以定期补水定期清洗 ；
(2) 水冷散热， 吸热管布置在液体中 ；
(3) 自然循环式热管散热， 吸热管布置在液体中 ；
(4) 远传热管散热， 吸热管布置在液体中 ；
(5) 空调回收热量， 吸热管布置在液体中。
实施例 8， 水平轴支架与圆盘支架的线传动跟踪 ：
如附图 27 所示， 水平轴单轴跟踪支架 84 上的反射镜阵列 83 的跟踪机构 ( 为简单 明了， 图中未显示 ) 按角平分线式定向反射原理安装， 跟踪摇杆采用单轴一维跟踪。这样， 跟踪支架 84 由线传动式连动跟踪系统控制水平轴偏转使支架高度角正对太阳， 而角平分 线定向反射机构控制反射镜跟踪方位角， 使反射镜阵列总是聚光到由支架 82 支撑的接收 器 81 内。这样的优势是简化了角平分线式定向反射跟踪系统， 使其更有利于使用各种线传 动方式， 比较适合大型工程， 每列大型反射镜支架可以布置多个接收器。
附图 28 是圆盘支架采用线传动式跟踪的适用于各种太阳能利用装置的跟踪， 圆 盘由主动轮 86 按线传动方式拖动跟踪方位角， 太阳能利用装置安装在转盘上的横轴 85 上 通过另外的线传动或其它方式控制高度角。当用于反射聚光时， 转盘上反射镜的同样按角 平分线式定向反射原理安装即可， 即跟踪摇杆只需一维跟踪。 最大的优点是， 当聚光接收器 安装在转盘转轴上空时， 接收器位置是不变的， 可以直接安装在固定支架上而成为特殊的 定点聚光方式。 另外， 整个系统重心低抗风强更适合屋顶太阳能跟踪， 当然也适合地面太阳能工程。 对于大型圆盘支架系统， 也可以采用棘轮机构连动方式驱动圆盘各个支撑滚轮的 线传动方式。附图 29 是双向棘轮机构与推拉索机构组合的传动与控制示意图， 由棘轮 88 双向棘爪 89 及其下面的钢珠和弹簧以及摇柄 90 组成棘轮机构， 通过钢丝绳 91 带动摇柄 90 往复动作使棘轮产生定向转动， 推拉索 93 通过滑杆 92 控制棘爪的位置实现棘轮机构转动 的正反控制， 左右两图显示相反工作状态。太阳能跟踪控制系统可以通过钢丝绳连接滑杆 94 控制推拉索 93 实现对跟踪方向的控制。 也可以用拉索加弹簧复位的机构替代推拉索， 另 外摇柄 90 也可以采用拉索或推拉索机构控制。当圆盘采用多个滚轮支撑的轮轨式转动方 式时， 采用附图 30 所示的棘轮机构连动方法实现棘轮减速机构对多个支撑滚轮的控制， 通 过钢丝绳 91 带动棘轮摇柄 90 按类似于平行连杆的方式同步往复动作， 但棘轮机构与滚轮 一起均匀分布于圆盘的圆周各处， 通过钢丝绳 95 控制棘轮的转向。当圆周分布棘轮少时， 牵动棘轮的钢丝绳左右有角度， 可增加导向轮解决。
采用棘轮机构的线传动可减少电动减速机构， 理论上也可以直接驱动太阳能利用 装置， 例如将附图 1 的驱动轮换成棘轮驱动轮跟踪阵列就可以互相按附图 30 的方式工作。 用于圆盘支架可以通过增加棘轮驱动的滚轮数量， 如附图 31 所示增加同心轨道 96 数量 ( 图中为 2 个 ) 或增加每个轨道对应的棘轮驱动的滚轮数量， 以减少支撑架构件强度降低圆 盘支架成本。
本发明涉适用范围广， 用途灵活多样， 不局限于实施例所述范围。