【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种光热电厂太阳光反射板自动跟随系统。
技术介绍
1、目前，塔式太阳能热发电是在地面上布置大量定日镜，形成球面镜组，从而自动跟踪太阳。在定日镜中确定建造高塔的合适位置，在塔顶安装集热器，将太阳光反射的焦点集中在塔顶的集热器上，提高接收设施传热介质的温度，通过管道将地面的蒸汽输送到蒸汽发生器，为驱动汽轮发电机组提供动力。早期的集热器中传热的介质为水，该系统造价较低，且设计回路简易，但存在储热和集热效能差且发电效率较低的问题。该系统主要是根据矢量坐标系分析太阳、集热塔和每组太阳反射镜的相对位置。并且依靠光照传感器来判断太阳光照强度。因此，根据计算得到的反射板的偏转角，确保反射光的单位矢量最大限度地聚集在集热塔的接收设施中。这种方式相比其他类型的发电系统能产生更多的蒸汽，缩短热管回路提高了热效率，依靠这些优点可用于大规模商业建设。但是此种方法因为定日镜距离集热器较远，聚焦存在困难，所以要极高的精度。
2、目前对于太阳主流的跟踪方式有两种，一种是视日运动轨迹跟踪，一种为光电跟踪。两种方式各有利弊，下面就这两种主流的跟踪方式进行分析和比较。
3、视日运动轨迹方式：
4、视日轨迹跟踪主要是依据地球与太阳的运动规律，依靠天文算法来计算太阳运行的轨道，本质上来说它是一种利用角度来跟踪的方式，通过高度角和方位角来确定太阳位置。具体过程是在控制器中加入编写好的视日轨迹跟踪程序，通过控制器的计算得到太阳的位置，具体过程如图16所示。为了减少计算出现的误差，一般来说我们会将控制器计算出的太阳角度与实际太
5、光电跟踪方式
6、为了保证定日镜工作的正常运行，不受环境因素的影响，在视日轨迹跟踪方式的基础上提出了一种采用光电传感器跟踪的方式。
7、光电传感器主要采用了四象限光电管，光敏传感器等。光电跟踪启用时，光电传感器将镜面转动方向发送给控制系统，控制系统通过对信号的处理来控制镜面入射光与反射光以及镜面法线的角度。如果控制过程中产生误差且大于系统设置的参考值时，垂直和水平的舵机会产生相应动作，直到误差值在误差范围内。
8、这个过程中太阳的位置会不断变化，入射光的角度和镜面反射角度也会产生误差，当偏差角度存在时，光电传感器会重新运行之前的动作，不断控制就会对太阳位置进行高精度跟踪。如图16所示。
9、四象限光电探测器是基于四象限定位法而设计的光电探测装置，将圆形探测装置分为a、b、c、d四个象限，并在四个象限各放入一个感光元件，如图17所示。a对应东南方，b对应西南方，c和d分别对应西北和东北方向，这样就确保对于不同方向的入射光的感知。入射光照射在感光元件上，四个感光元件输出的信号也会产生相应的变化。
10、在国内外大部分应用中，主要是以光电追踪为主，在光电追踪因为天气或者环境原因运行产生误差时启用视日轨迹跟踪来控制追踪方向和角度。光电追踪主要是将光敏元件放在反射镜中央上方，反射光变换不同角度时光敏元件输出的信号也会产生变化，输出的信号经过a/d转换之后经过放大发送给控制器，从而计算出应变化的偏离角。为了控制误差，通常是将计算得到的偏离角与指定精度比较，若产生较大差距，则向控制器发送信号调整高度-方位角，直到偏离角度在误差范围内。随着时间推移，太阳的位置变化后控制器计算得到的偏离角又大于精度，则重复上述动作调整，以确保偏离角度在控制精度范围内。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种光热电厂太阳光反射板自动跟随系统，利用单片机作为核心控制器来控制定日镜跟踪太阳，四象限光电传感器和硅光电池检测到的太阳的信号，从而确定太阳位置，随后根据控制器中计算的角度来控制舵机的转动，实现对太阳的跟踪。
2、上述的目的通过以下的技术方案实现：
3、一种光热电厂太阳光反射板自动跟随系统，其组成包括：单片机，所述的单片机通过信号采集线路分别与阴晴检测电路、方向角追踪舵机和高度角追踪舵机连接，所述的方向角追踪舵机和所述的高度角追踪舵机分别与光电传感器连接，
4、所述的单片机分别驱动m1舵机和m2舵机，所述的m1舵机和所述的m2舵机分别与机械执行机构连接。
5、所述的光热电厂太阳光反射板自动跟随系统，所述的单片机分别与振荡电路、复位电路、a/c转换电路和时钟模块连接，所述的a/c转换电路与信号放大电路连接，所述的信号放大电路与所述的光电传感器连接。
6、所述的光热电厂太阳光反射板自动跟随系统，所述的单片机分别与m1舵机驱动电路和m2舵机驱动电路连接，m1舵机驱动电路与m1舵机连接，m2舵机驱动电路与m2舵机连接。
7、所述的光热电厂太阳光反射板自动跟随系统，所述的单片机为塑封方型扁平式封装的at89c51单片机。
8、本专利技术的有益效果：
9、1.本专利技术塔式光热电厂中定日镜自动跟随太阳的装置。此装置可以在光热发电系统中提高太阳热能的利用率。利用视日轨迹跟踪和光电跟踪相结合方式，以单片机为控制核心、利用四象限光电传感器、舵机来完成设计要求。保证了熔盐塔吸收热量效率达到最大化。通过视日轨迹跟踪和光电传感器跟踪对太阳的位置进行实时跟踪，以确保太阳能的接收效率能大大提高。
10、2.本专利技术可以在光热发电系统中提高太阳热能的利用率。利用视日轨迹跟踪和光电跟踪相结合方式，以单片机为控制核心、利用四象限光电传感器、舵机来完成设计要求。保证了熔盐塔吸收热量效率达到最大化。
11、3.本专利技术通过提高太阳能的接收率来提高发电效率。将太阳能的光能转化为热能。主要依靠定日镜将太阳光聚集在集热器上，通过集热器热传导加热水产生蒸汽推动汽轮机发电。在接收太阳光辐射的过程中，考虑到地球自转和公转的因素来确定太阳的实时位置，采用视日轨迹跟踪和光电跟踪结合的方式，通过传感器控制器来控制舵机转动，这样就不会因为太阳位置的变化而影响太阳辐射的接收。
12、4.本专利技术通过四象限光电传感器将感知到太阳光光线后，将定日镜镜面法线的方向同太阳光线的矢量方向作比较，将偏差角度通过处理计算得出，同时将其保存在控制器中，然后根据预先写入的控制程序控制舵机带动双轴旋转台来跟踪太阳。若天气突然产生较大变化，硅光电池将会发出信号给控制器变更追踪方式，将追踪方式更换为视日轨迹跟踪。
13、5.本专利技术采用的是两种跟踪方案结合的方式，弥补了单一使用一种方法产生的缺点。一般情况下，将视日轨迹跟踪方式作为候补跟踪方式，在因为天气，环境，昼夜变换过程中使得光电跟踪方式失灵时，启用视日轨迹跟踪，在天气，环境等状况良好时，主要采用光电跟踪方式。由于系统是采用闭环控制，此两种方本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种光热电厂太阳光反射板自动跟随系统，其组成包括：单片机，其特征是：所述的单片机通过信号采集线路分别与阴晴检测电路、方向角追踪舵机和高度角追踪舵机连接，所述的方向角追踪舵机和所述的高度角追踪舵机分别与光电传感器连接，
2.根据权利要求1所述的光热电厂太阳光反射板自动跟随系统，其特征是：所述的单片机分别与振荡电路、复位电路、A/C转换电路和时钟模块连接，所述的A/C转换电路与信号放大电路连接，所述的信号放大电路与所述的光电传感器连接。
3.根据权利要求2所述的光热电厂太阳光反射板自动跟随系统，其特征是：所述的单片机分别与M1舵机驱动电路和M2舵机驱动电路连接，M1舵机驱动电路与M1舵机连接，M2舵机驱动电路与M2舵机连接。
4.据权利要求2所述的光热电厂太阳光反射板自动跟随系统，其特征是：所述的单片机为塑封方型扁平式封装的AT89C51单片机。
【技术特征摘要】
1.一种光热电厂太阳光反射板自动跟随系统，其组成包括：单片机，其特征是：所述的单片机通过信号采集线路分别与阴晴检测电路、方向角追踪舵机和高度角追踪舵机连接，所述的方向角追踪舵机和所述的高度角追踪舵机分别与光电传感器连接，
2.根据权利要求1所述的光热电厂太阳光反射板自动跟随系统，其特征是：所述的单片机分别与振荡电路、复位电路、a/c转换电路和时钟模块连接，所述的a/c转换电路与信号...
【专利技术属性】
技术研发人员：任康，
申请(专利权)人：华能陇东能源有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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