一种太阳能集热器自动追日的方法和系统技术方案

一种太阳能集热器自动追日的方法和系统，本发明专利技术的系统包括智能控制单元，二象限光电检测器，信号调理及放大电路，电控模块，伺服电机，减速器和槽式抛物面反射镜；该电控模块给伺服电机、刹车器提供相应的工作信号指令，驱动槽式抛物面反射镜对准太阳，本发明专利技术以时钟程序控制为主，二象限光电检测器实时对比监测为辅，作“闭环”反馈式的控制，得到稳定而可靠的追日跟踪控制效果。本发明专利技术用机械传动方式取代现有的油压方式，使集热器在追光过程中转动和定位更加稳定，不受外界因素干扰，同时本发明专利技术无须建造油压站，节省施工投入，施工更加便利。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种太阳能集热器自动追日
，尤其是指一种 槽式太阳能集热器一维自动追日系统的控制以及机械传动装置。
技术介绍
随着科学技术的日新月异，许多能源不断地被开发应用，而太阳 能更是其中 一种近乎取用不尽的能源，其越来越受到当今社会的关 注，进而成为未来重点开发之新兴能源
传统太阳能集热器是采用固定式集热方式，因"余弦效应"，其 受光集热板在日照期间仅在某一时间段达到最高日照率，其余时间则 无法行之有效地收集日照光能，使整天的光能收集率不高，因此，如 何提高光能收集率随之成为业者今后亟待改善之课题。槽式太阳能热利用系统是利用槽式抛物面聚光反射镜将太阳光 聚焦成一条线来加热集热管中的工作介质，然后热介质与水进行热交换产生过热蒸汽，驱动蒸汽机发电，通常采用10 0至15 0米长的10 OKWe 为单元的集热器，通过复加组成平行的阵列，达到设计的发电能力。 作为聚焦式集热器，槽式太阳能集热器必须进^f亍太阳能自动跟踪，随 着太阳光的偏移，4吏槽式抛物反射面的太阳光能够同步的聚焦在线型 集热管上，并满足一定的聚焦跟踪精度，否则无法集热。当今，业界提供了各种各样太阳能集热器追日系统，例如可参阅 中国专利申请第CN1734206号、CN101067520A所公开相应的资料； 另外，如何使集热器中集热板转动/定位方面稳定也是目前业者所必 需解决之问题。槽式太阳能集热系统最大的特点是只需一维追日，使它的控制和追日驱动成本比必须多维追日的塔式或碟式太阳能集热器低，且一般 是利用液压系统进行驱动。然而借助液压装置存在一定的缺陷，如必 须先建立大型油压站，其建造费用大，且液压装置中的伸缩油压杆会 因风沙及灰尘的4曼入，导致油压系统控制不精确现象发生，况且一旦 油压稍有一点泄露也会直接影响到定位不稳定，在如风力的外力干扰 下就会发生位移，故给追光系统实施带来困扰。
技术实现思路
本专利技术针对上述现有技术所存在之缺失，主要目的在于提供一种 太阳能集热器自动追日的方法和系统，本专利技术的 一 维自动追日系统的 控制及机械传动装置，既可做到精确追日，又可有效地保证聚光器在 追日过程中转动/固定之稳定性。为实现上述之目的，本专利技术采取如下技术方案 实施一种太阳能集热器自动追日的方法，所述方法包括如下步骤 a.首先设置可转动的槽式抛物面反射镜，槽中有设置太阳能集热 器的位置；b. 然后设置一智能控制单元，所述智能控制单元包括一追日控制 模块，所述追日控制模块测算出槽式抛物面反射镜指向太阳的实 时夹角；c. 再设置一个二象限光电检测器，由二象限光电检测器实时检测 太阳光线，以此调节修正追日控制模块所测算实时夹角的偏差；d. 将智能控制单元再连接一电控模块，该电控模块与机械传动机 构连接，驱动槽式抛物面反射镜对准太阳。上述方法中，所述追日控制模块包括一时钟程序控制模块，所述 时钟程序控制模块按计算的太阳运动规律来控制机械传动机构的运动。上述方法中，所述步骤C中二象限光电检测器实时检测太阳光线，然后将信号输出到信号调理及放大电路所述信号调理及放大电 路对二象限光电检测器的微弱信号进行放大，并转化成0 ~ 5V信号， 送入A/D转换器进行处理。上述方法中，所述步骤b中，时钟程序控制模块将月份信息、日 期信息、时钟信息送至智能控制单元；上述方法中，所述智能控制单元中还包括一太阳季节轨迹模块， 在所述步骤b中，所述太阳季节轨迹模块从智能控制单元取回月份信 息，根据一年四季太阳轨迹的不同，输出季节参数到智能控制单元参 与运算。上述方法中，所述电控模块可以是PLC电控模块或单片机电控模 块；所述电控模块向机械传动机构中传输的工作信号指令，是控制伺 服电机、刹车器开停的指令。根据上述方法设计制造一种太阳能集热器自动追日的系统，所述 系统包括槽式抛物面反射镜，槽中有设置太阳能集热器的位置，所述 系统还包括一才几4成传动纟几构，一智能控制单元，一个二象限光电检测器，一电控模块，所述智能控制单元包括一追日控制模块和连接二象限光电检测 器，所述智能控制单元亦连接电控模块，所述电控模块连接机械传动 机构，所述机械传动机构驱动槽式抛物面反射镜。上述系统中，所述机械传动机构包括伺服电机、减速器、刹车器、 槽式抛物面反射镜偏转齿轮；所述槽式抛物面反射镜偏转齿轮与减速 器的传动齿轮啮合；刹车器包括电磁线圈抱闸方式，该刹车器的刹车 轮与上述槽式抛物面反射镜偏转齿轮均套装于同 一旋转主轴上。7上述系统中，减速器依次由高速轴、中间齿轮以及低速轴啮合而成，该低速轴与传动齿轮啮合，而高速轴则与联轴器啮合。上述系统中，刹车器包括一基座，该基座上安装有两可张开/闭合的控制杆，其中一控制杆的外侧设有电磁线圈组件，位于两控制杆之间具有一弹簧组件，且两控制杆的内侧各固装有一抱闸片，该抱闸片设于刹车轮外围。本专利技术与现有技术相比，其最大优点在于保证了精确的追日控制，本专利技术以时钟程序控制为主，采用传感器实时监测作反馈的"闭环"控制方式，这种控制方式对时间程序进行了累积误差修正，使之在任何气候条件下都能得到稳定而可靠的跟踪控制。而且，通过机械传动方式取代现有的油压方式，使聚光器在追光过程中转动/固定更具较佳的稳定性，且不受外界因素之干扰其工作，同时无须建造大型油压站，使之^7V小，有利于施工。附图说明图1是本专利技术太阳能集热器自动追日的方法和系统中智能控制单元内嵌程序运行步骤方框图2是本专利技术太阳能集热器自动追日的方法和系统中光电检测部分原理方框图3是本专利技术太阳能集热器自动追日的方法和系统整体机械示意图4是本专利技术图3的太阳能集热器自动追日的方法和系统中加上聚光板后A向右旋90°的侧视示意图5是本专利技术的简易电连接原理示意图6是本专利技术图3的B-B左旋90°之侧视示意图7是本专利技术太阳能集热器自动追日的方法和系统中时钟程序控制;f莫块原理方框图。81、 伺服电机2、 减速器 21、联轴器 22、高速轴 23、中间齿轮 24、 低速轴25、传动齿轮3、 偏转齿轮4、 刹车器 41、基座 42、 42，、 控制杆 43、电磁线圈 组件44、弹簧组件45、抱闸片 46、刹车轮5、 电控模块6、 聚光板支撑杆7、 槽式抛物面反射镜71、聚光板72、集热管支架73、集热管8、 旋转主轴9、 电子振荡时钟计时器10、 二象限光电检测器具体实施例方式下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步描述。 请参阅图1~图7所示实施一种太阳能集热器自动追日的方法，所述方法包括如下步骤a. 首先设置可转动的槽式抛物面反射镜7,槽中有设置太阳能集 热器73的位置；b. 然后设置一智能控制单元120，所述智能控制单元120包括一 追日控制模块，所述追日控制模块测算出槽式抛物面反射镜7指 向太阳的实时夹角；c. 再设置一个二象限光电检测器10,由二象限光电检测器10实 时检测太阳光线，以此调节修正追日控制模块所测算实时夹角的9偏差；d.将智能控制单元120再连接一电控模块5,该电控模块5与机 械传动机构连接，驱动槽式抛物面反射镜7对准太阳。 所述追日控制模块包括一时钟程序控制模块100,所述时钟程序 控制模块100按计算的太阳运动规律来控制机械传动机构的运动。所述步骤c中二象限光电检测10器实时检测太阳光线，然后将 信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能集热器自动追日的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：　ａ．首先设置可转动的槽式抛物面反射镜，槽中有设置太阳能集热器的位置；　ｂ．然后设置一智能控制单元，所述智能控制单元包括一追日控制模块，所述追日控制模块测算出槽式抛物面反射镜指向太阳的实时夹角；　ｃ．再设置一个二象限光电检测器，由二象限光电检测器实时检测太阳光线，以此调节修正追日控制模块所测算实时夹角的偏差；　ｄ．将智能控制单元再连接一电控模块，该电控模块与机械传动机构连接，驱动槽式抛物面反射镜对准太阳。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：易建和，刘浩，
申请(专利权)人：东莞市康达机电工程有限公司，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]