一种智能砷化镓高倍聚光热电联产系统及其追日方法技术方案

本发明专利技术公开了一种智能砷化镓高倍聚光热电联产系统，包括远程总控台和至少一组热电联产阵列，热电联产阵列包括本地监控装置和至少一个热电联产单元，热电联产单元包括支架、传动机构、自供电装置、第一电路和至少一组热电联产模组；支架包括底座、立柱和框架，底座固定于安装位置，立柱的一端与底座固定连接、另一端通过传动机构与框架相连，热电联产模组设置于框架上；第一电路包括控制电路、第一定位模块，控制电路预存有与其本身对应的唯一ID以及与安装位置相对应的太阳时。本发明专利技术还提供了利用上述智能砷化镓高倍聚光热电联产系统实现的追日方法。本发明专利技术对太阳能转化率高，维修方便，能够极大的降低维护成本，适用于光伏发电技术领域。

【技术实现步骤摘要】
一种智能砷化镓高倍聚光热电联产系统及其追日方法
本专利技术属于光伏发电
，用于将太阳能转化为电能和热能，具体地说是一种智能砷化镓高倍聚光热电联产系统及其追日方法。
技术介绍
随着科学技术的进步和经济的发展，人们的环保意识日益增强，太阳能作为可再生能源，以其总能量大、长久、普遍、无污染等诸多优点受到广泛的青睐，将太阳能进行光电、光热转化并加以利用是现在人们利用太阳能的普遍的技术手段。如何提高太阳能的有效利用率成为制约光伏发电行业发展的一个主要因素，很多人选择砷化镓模组作为光电转换器件，但是现有的砷化镓模组对太阳能的利用率依然不够高。此外由于每个太阳能光伏板上有多个区块，每个区块又不止包含一个砷化镓模组，因此当某一个砷化镓模组损坏不易被发现，即使判断出有模组损坏也很难查找出其具体位置，这些不但严重影响了太阳能的转化效率还增加了维修人员的工作强度。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种太阳能转化率高，维修方便的智能砷化镓高倍聚光热电联产系统，本专利技术的另外一个目的是提供利用上述智能砷化镓高倍聚光热电联产系统实现的追日方法。本专利技术为实现上述目的，所采用的技术方案如下：一种智能砷化镓高倍聚光热电联产系统，包括远程总控台和至少一组热电联产阵列，所述热电联产阵列包括本地监控装置和至少一个热电联产单元，所述热电联产单元包括支架、传动机构、自供电装置、第一电路和至少一组热电联产模组；支架包括底座、立柱和框架，所述底座固定于安装位置，立柱的一端与底座固定连接、另一端通过传动机构与框架相连，所述传动机构包括方位子机构和俯仰子机构，所述热电联产模组设置于框架上；所述第一电路包括控制电路和第一定位模块；所述自供电装置的输出端分别与控制电路的电源输入端、第一定位模块的电源输入端、无线收发模块的电源输入端相连，第一定位模块和控制电路均与本地监控装置有线连接或者通过无线收发模块相连，本地监控装置与远程总控台无线连接；所述控制电路的方位控制信号输出端与传动机构的方位子机构的控制信号输入端相连，控制电路的俯仰控制信号输出端与俯仰子机构的控制信号输入端相连，所述控制电路预存有与其本身对应的唯一ID以及与安装位置相对应的太阳时。作为限定：所述热电联产模组包括外箱、与所述外箱对应的至少一组砷化镓聚光及接收装置，所述砷化镓聚光及接收装置包括设置在箱盖上表面的菲涅尔透镜以及设置于菲涅尔透镜下方箱体内的接收器；所述接收器包括自上而下依次设置的二次光学元件、砷化镓太阳能电池芯片、导热基板、温差发电元件和集热装置，所述菲涅尔透镜、二次光学元件、砷化镓太阳能电池芯片的纵向中心轴线在同一直线上，二次光学元件的下表面在水平面上的投影落在砷化镓太阳能电池芯片在水平面上的投影之内，所述集热装置中空且腔体内装导热介质，集热装置的内部设置有集热通道；所述箱体背板上设置有第二电路，所述第二电路包括盒体和设置于盒体内的用于测量热电联产模组输出电压的电压测量电路、比对电路、第二定位模块和信号发射装置，所述电压测量电路的信号输出端与比对电路的电压信号输入端相连，第二定位模块、比对电路均通过信号发射装置与本地监控装置相连，所述比对电路内预置有与自身对应的唯一ID。作为进一步限定：所述外箱为长方体，沿箱体底边长边方向设置有M行、N列砷化镓聚光及接收装置，所述M×N个接收器的电压输出端的连接结构为下列两种结构中的一种，（一）所述M×N个接收器的电压输出端的连接结构为串并联结构，所述串并联结构即，每行的N个接收器的电压输出端依次串联，第一列、第N列各自所包含的M个接收器的电压输出端依次串接，所述M×N个接收器的电压输出端形成的串并联结构的总的输出端与电压测量电路的电压输入端相连；（二）所述M×N个接收器的电压输出端依次串接；所述M×N个集热装置的腔体的连接结构为下列两种结构中的一种，①所述M×N个接收器的腔体的连接结构为串并联结构，所述串并联结构即，每行的N个集热装置的腔体通过管道依次串接，第一列、第N列各自所包含的M个集热装置的腔体分别通过管道依次串接；所述M×N个集热装置的腔体形成的串并联结构的总的导热介质的出口设置有第一流量计和温度计，总的导热介质的入口设置第二流量计，第一流量计、第二流量计的信号输出端分别与比对电路的第一流量信号输入端、第二流量信号输入端一一对应相连，温度计的信号输出端与比对电路的温度信号输入端相连；②所述M×N个集热装置的腔体通过管道依次串接；所述外箱的数量为S个，第一外箱～第S外箱的箱体背板上均设置有总的导热介质的出口和总的导热介质的入口，S个外箱通过各自的总的导热介质的出口和总的导热介质的入口依次串接，S个外箱形成的串接结构的两端与一个主动泵相连；所述M≥2，N≥2，S≥2。作为另一种限定：所述二次光学元件下表面的形状与所述砷化镓太阳能电池芯片光电转换的区域的形状相同。作为对二次光学元件的第二种限定：所述二次光学元件分为上部和下部，其上部为自上而下横截面直径逐渐变大的球缺/球带、下部为上大下小的圆锥/圆台/棱台；所述上部与下部一体成型，二者的连接处圆滑过渡，下部外表面镀有反光材料。作为第二种限定：所述控制电路还包括安装在框架侧面的感光装置，所述感光装置包括基座、垂直于基座上表面的遮光组件和第一～第四光照传感器，第一～第四光照传感器的信号输出端与控制电路的光感信号输入端相连，所述基座的上表面平行于框架的上表面；所述遮光组件为以下任意一种结构，a、所述遮光组件是一长方体遮光柱，该长方体遮光柱底面的一组对边平行于水平面，第一～第四光照传感器分别一一对应靠近长方体遮光柱四个侧面设置，第一光照传感器、第二光照传感器与底边平行于水平面的一组侧面相对应，第三光照传感器、第四光照传感器与另一组侧面相对应，每个光照传感器与与之对应的侧面底边两端点的连线跟该底边的夹角均为锐角；b、遮光组件包括第一～第四遮光板，第一遮光板、第二遮光板与基座的交线平行于水平面，第三遮光板、第四遮光板与基座的交线跟第一遮光板、第二遮光板与基座的交线垂直，第一～第四光照传感器于第一～第四遮光板围成的矩形轮廓的外围且分别一一对应靠近第一～第四遮光板设置，每个光照传感器跟与之对应的遮光板底线的两端点的连线与该底线的夹角均为锐角；c、所述遮光组件为一圆柱体遮光柱，第一～第四光照传感器呈正方形靠近所述圆柱体遮光柱分布，第三光照传感器和第四光照传感器的连线平行于水平面，第一光照传感器和第二光照传感器的连线跟第三光照传感器和第四光照传感器的连线垂直。作为第三种限定：立柱上还设置有角度传感器，所述角度传感器的信号输出端与控制电路的角度偏移信号输入端相连。作为第四种限定：所述框架的横杆和竖杆通过螺栓和补强板固定相连，在靠近框架边界处横杆和竖杆相连处设置有一牢固程度监测点，在所述牢固程度监测点的横杆、竖杆彼此相接的位置安装有第一距离传感器和第二距离传感器，第一距离传感器设置于横杆上，第二距离传感器设置于竖杆上；第一距离传感器和第二距离传感器的信号输出端均与控制电路的距离信号输入端相连。作为第五种限定：所述热电联产单元还包括设置于所述框架上边沿的避雷针和风速仪；所述风速仪的信号输出端与控制电路的风速信号输入端相连。一种追日方法，采用上述的智能砷化镓高倍聚光热电联产系统来实现，该方法包括依次进行的以下步骤：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能砷化镓高倍聚光热电联产系统，其特征在于：包括远程总控台和至少一组热电联产阵列，所述热电联产阵列包括本地监控装置和至少一个热电联产单元，所述热电联产单元包括支架、传动机构、自供电装置、第一电路和至少一组热电联产模组；支架包括底座、立柱和框架，所述底座固定于安装位置，立柱的一端与底座固定连接、另一端通过传动机构与框架相连，所述传动机构包括方位子机构和俯仰子机构，所述热电联产模组设置于框架上；所述第一电路包括控制电路和第一定位模块；所述自供电装置的输出端分别与控制电路的电源输入端、第一定位模块的电源输入端、无线收发模块的电源输入端相连，第一定位模块和控制电路均与本地监控装置有线连接或者通过无线收发模块相连，本地监控装置与远程总控台无线连接；所述控制电路的方位控制信号输出端与传动机构的方位子机构的控制信号输入端相连，控制电路的俯仰控制信号输出端与俯仰子机构的控制信号输入端相连，所述控制电路预存有与其本身对应的唯一ID以及与安装位置相对应的太阳时。

【技术特征摘要】
1.一种智能砷化镓高倍聚光热电联产系统，其特征在于：包括远程总控台和至少一组热电联产阵列，所述热电联产阵列包括本地监控装置和至少一个热电联产单元，所述热电联产单元包括支架、传动机构、自供电装置、第一电路和至少一组热电联产模组；支架包括底座、立柱和框架，所述底座固定于安装位置，立柱的一端与底座固定连接、另一端通过传动机构与框架相连，所述传动机构包括方位子机构和俯仰子机构，所述热电联产模组设置于框架上；所述第一电路包括控制电路和第一定位模块；所述自供电装置的输出端分别与控制电路的电源输入端、第一定位模块的电源输入端、无线收发模块的电源输入端相连，第一定位模块和控制电路均与本地监控装置有线连接或者通过无线收发模块相连，本地监控装置与远程总控台无线连接；所述控制电路的方位控制信号输出端与传动机构的方位子机构的控制信号输入端相连，控制电路的俯仰控制信号输出端与俯仰子机构的控制信号输入端相连，所述控制电路预存有与其本身对应的唯一ID以及与安装位置相对应的太阳时。2.根据权利要求1所述的一种智能砷化镓高倍聚光热电联产系统，其特征在于：所述热电联产模组包括外箱、与所述外箱对应的至少一组砷化镓聚光及接收装置，所述砷化镓聚光及接收装置包括设置在箱盖上表面的菲涅尔透镜以及设置于菲涅尔透镜下方箱体内的接收器；所述接收器包括自上而下依次设置的二次光学元件、砷化镓太阳能电池芯片、导热基板、温差发电元件和集热装置，所述菲涅尔透镜、二次光学元件、砷化镓太阳能电池芯片的纵向中心轴线在同一直线上，二次光学元件的下表面在水平面上的投影落在砷化镓太阳能电池芯片在水平面上的投影之内，所述集热装置中空且腔体内装导热介质，集热装置的内部设置有集热通道；所述箱体背板上设置有第二电路，所述第二电路包括盒体和设置于盒体内的用于测量热电联产模组输出电压的电压测量电路、比对电路、第二定位模块和信号发射装置，所述电压测量电路的信号输出端与比对电路的电压信号输入端相连，第二定位模块、比对电路均通过信号发射装置与本地监控装置相连，所述比对电路内预置有与自身对应的唯一ID。3.根据权利要求2所述的一种智能砷化镓高倍聚光热电联产系统，其特征在于：所述外箱为长方体，沿箱体底边长边方向设置有M行、N列砷化镓聚光及接收装置，所述M×N个接收器的电压输出端的连接结构为下列两种结构中的一种，（一）所述M×N个接收器的电压输出端的连接结构为串并联结构，所述串并联结构即，每行的N个接收器的电压输出端依次串联，第一列、第N列各自所包含的M个接收器的电压输出端依次串接，所述M×N个接收器的电压输出端形成的串并联结构的总的输出端与电压测量电路的电压输入端相连；（二）所述M×N个接收器的电压输出端依次串接；所述M×N个集热装置的腔体的连接结构为下列两种结构中的一种，①所述M×N个接收器的腔体的连接结构为串并联结构，所述串并联结构即，每行的N个集热装置的腔体通过管道依次串接，第一列、第N列各自所包含的M个集热装置的腔体分别通过管道依次串接；所述M×N个集热装置的腔体形成的串并联结构的总的导热介质的出口设置有第一流量计和温度计，总的导热介质的入口设置第二流量计，第一流量计、第二流量计的信号输出端分别与比对电路的第一流量信号输入端、第二流量信号输入端一一对应相连，温度计的信号输出端与比对电路的温度信号输入端相连；②所述M×N个集热装置的腔体通过管道依次串接；所述外箱的数量为S个，第一外箱～第S外箱的箱体背板上均设置有总的导热介质的出口和总的导热介质的入口，S个外箱通过各自的总的导热介质的出口和总的导热介质的入口依次串接，S个外箱形成的串接结构的两端与一个主动泵相连；所述M≥2，N≥2，S≥2。4.根据权利要求2所述的一种智能砷化镓高倍聚光热电联产系统，其特征在于：所述二次光学元件下表面的形状与所述砷化镓太阳能电池芯片光电转换的区域的形状相同。5.根据权利要求2所述的一种智能砷化镓高倍聚光热电联产系统，其特征在于：所述二次光学元件分为上部和下部，其上部为自上而下横截面直径逐渐变大的球缺/球带、下部为上大下小的圆锥/圆台/棱台；所述上部与下部一体成型，二者的连接处圆滑过渡，下部外表面镀有反光材料。6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种智能砷化镓高倍聚光热电联产系统，其特征在于：所述控制电路还包括安装在框架侧面的感光装置，所述感光装置包括基座、垂直于基座上表面的遮光组件和第一～第四光照传感器，第一～第四光照传感器的信号输出端与控制电路的光感信号输入端相连，所述基座的上表面平行于框架的上表面；所述遮光组件为以下任意一种结构，a、所述遮光组件是一长方体遮光柱，该长方体遮光柱底面的一组对边平行于水平面，第一～第四光照传感器分别一一对应靠近长方体遮光柱四个侧面设置，第一光照传感器、第二光照传感器与底边平行于水平面的一组侧面相对应，第三光照传感器、第四光照传感器与另一组侧面相对应，每个光照传感器与与之对应的侧面底边两端点的连线跟该底边的夹角均为锐角；b、遮光组件包括第一～第四遮光板，第一遮光板、第二遮光板与基座的交线平行于水平面，第三遮光板、第四遮光板与基座的交线跟第一遮光板、第二遮光板与基座的交线垂直，第一～第四光照传感器于第一～第四遮光板围成的矩形轮廓的外围且分别一一对应靠近第一～第四遮光板设置，每个光照传感器跟与之对应的遮光板底线的两端点的连线与该底线的夹角均为锐角；c、所述遮光组件为一圆柱体遮光柱，第一～第四光照传感器呈正方形靠近所述圆柱体遮光柱分布，第三光照传感器和第四光照传感器的连线平行于水平面，第一光照传感器和第二光照传感器的连线跟第三光照传感器和第四光照传感器的连线垂直。7.根据权利要求1所述的一种智能砷化镓高倍聚光热电联产系统，其特征在于：立柱上还设置有角度传感器，所述角度传感器的信号输出端与控制电路的角度偏移信号输入端相连。8.根据权利要求1所述的一种智能砷化镓高倍聚光热电联产系统，其特征在于：所述框架的横杆和竖杆通过螺栓和补强板固定相连，在靠近框架...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪霜叶，张登用，成善立，戴斌，方际宇，张鹏，常志强，
申请(专利权)人：汪霜叶，
类型：发明
国别省市：河北,13