一种槽式太阳能集热器自动跟踪太阳轨迹的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种槽式太阳能集热器自动跟踪太阳轨迹的方法及装置。该方法是在槽式太阳能集热器上设置一个支点套管，将支点套管固定在基架的支承轴上，在支点套管上设置两个曲轴，通过日踪传感器或ＤＰＵ控制器经液压控制装置控制两个液压缸推动或拉动两个曲轴绕支承轴旋转，调整槽式太阳能集热器的姿态。由于本发明专利技术采用日踪传感器或ＤＰＵ控制器作为太阳跟踪系统的控制，不但在有太阳的晴天槽式太阳能集热器可以正常工作，在并且在无太阳的阴天也能保证槽式太阳能集热器正常工作，在夜晚槽式太阳能集热器能够自动返回到早上开始接收阳光热能的初始状态。本发明专利技术通用性好，跟踪精度高，聚光性好，集热效率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种自动跟踪方法及装置，特别是一种槽式太阳能集 热器自动跟踪太阳轨迹的方法及装置。
技术介绍
在太阳能热发电系统中，将太阳的光能通过聚光，使其集中在一 点或一条线上，在集中的一点或一条线上设置吸热器或集热管，对吸 热器或集热管中的储热介质进行加热，再通过热交换将储热介质的热 量传给做功介质，介质带动汽轮机做功发电。为了提高集热效率，首 先要提高反射体的聚光性，另外还要保证反射体接收阳光面始终正对 着太阳，这样就需要一个能够自动跟踪太阳的装置。现有技术中，有采用机械传动技术的，其跟踪精度不高，且装置使用时间越长，跟踪误差越大；有仅采用光线跟踪装置的，阴天或光 线不好时，槽式集热器不能使用；还有采用一些简单的控制技术等等， 与本专利技术相比，在通用性、自动化程度、跟踪精度等方面有一定的局 限性和差距。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种槽式太阳能集热器自动跟踪太阳轨 迹的方法及装置，它可以不用人工干预，自动完成对太阳的跟踪，跟 踪精度高，聚光性好，因此也可以大大的提高槽式太阳能集热器的集 热效率。本专利技术是按以下技术方案实现的。本专利技术为一种槽式太阳能集热器自动跟踪太阳轨迹的方法，该方 法是在槽式太阳能集热器上设置一个支点套管，将支点套管固定在基架的支承轴上，在支点套管上设置两个曲轴，通过日踪传感器或DPU 控制器经液压控制装置控制两个液压缸推动或拉动两个曲轴绕支承 轴旋转，调整槽式太阳能集热器的姿态。上述的槽式太阳能集热器自动跟踪太阳轨迹的方法中，所述的日 踪传感器用于有太阳的晴天控制槽式太阳能集热器的姿态；DPU控制 器用于无太阳的阴天控制槽式太阳能集热器的姿态；DPU控制器还用 于夜晚控制槽式太阳能集热器自动回位至太阳升起时的接收位置。前述的槽式太阳能集热器自动跟踪太阳轨迹的方法中，所述的 DPU控制器是一个DCS系统的分布处理单元，该单元根据给定的太阳 仰角公式自动计算液压缸的伸縮量，为液压缸提供槽式太阳能集热器 跟踪太阳轨迹运动的设定值，并将槽式太阳能集热器的实际位置值与 设定值比较，根据比较结果通过调节液压缸的伸縮量使槽式太阳能集 热器的姿态保持到精确的给定位置。前述的槽式太阳能集热器自动跟踪太阳轨迹的方法中，所述的太 阳仰角公式以日出方向的水平线为0度角；太阳仰角公式为sin(h〇)=sin( S ) Xsin(O)十cos( S ) Xcos(①)Xcos( t ) 式中h〇太阳高度角； S-太阳赤纬角；S =23.45X sin(360X (284+n)/365)n:积日， 一年中的天数，从l月1日到要计算日的天数，即计 算日的日期在当年内的顺序号； O:地理讳度；太阳时角，以正午时，t二O计算。 前述的槽式太阳能集热器自动跟踪太阳轨迹的方法中，所述的槽式太阳能集热器为南北向放置，液压缸控制槽式太阳能集热器由东至 西旋转，使槽式太阳能集热器的接收面始终正对着太阳。按照前述的槽式太阳能集热器自动跟踪太阳轨迹的方法构建的 一种槽式太阳能集热器自动跟踪太阳轨迹的装置，包括槽式反射镜， 槽式反射镜的截面为弧形，槽式反射镜的焦点上设有集热管，集热管经支架与槽式反射镜连接；槽式反射镜固定在槽架上，槽架上设有支 点套管，支点套管经支承轴与基架连接；支点套管上设有曲轴，曲轴 经液压缸与基架连接。上述的槽式太阳能集热器自动跟踪太阳轨迹的装置中，所述的支 点套管上设有两个曲轴，两个曲轴分别经液压缸与基架连接。前述的槽式太阳能集热器自动跟踪太阳轨迹的装置中，所述的液 压缸与液压控制装置液压连接，液压控制装置与日踪传感器或DPU控 制器通过智能测控装置电气连接。本专利技术有如下技术优势1) 可以全自动地、精确地跟踪太阳的运动轨迹，从而提高槽式太 阳能集热器的集热效率。2) 由于本专利技术采用日踪传感器或DPU控制器作为太阳跟踪系统 的控制，不但在有太阳的晴天槽式太阳能集热器可以正常工作，在并 且在无太阳的阴天也能保证槽式太阳能集热器正常工作，在夜晚槽式 太阳能集热器能够自动返回到早上开始接收阳光热能的初始状态。3) 由于采用了液压传动系统，提高了槽式太阳能集热器的跟踪精 度和使用寿命。4) 采用智能测控装置，通过硬接线与液压控制装置连接，通过 通讯方法经DCS模件与DPU控制器连接，接受指令和传输现场数据。 这种控制模式，当运用于大规模的槽式集热器的控制时，既可节约大 量的控制电缆，又可以保证控制的可靠性。5)当遭遇恶劣天气时，可以一键命令，快速将集热器的反射镜调 整到安全位置，具有很强的保护功能。 附图说明图l为本专利技术的结构示意图； 图2是本专利技术的立体示意图； 图3是图2中A的局部放大图。附图中的标记为1-槽式反射镜，2-集热管，3-支架，4-槽架， 5-支点套管，6-支承轴，7-基架，8-曲轴，9-液压缸，10-液压控制 装置，11-日踪传感器，12-DPU控制器，13-智能测控装置。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术作进一步的详细说明，但不作为对本发 明的限制。一种槽式太阳能集热器自动跟踪太阳轨迹的方法，如图1、图2 和图3所示。该方法在安装时，将槽式太阳能集热器为南北向放置， 通过液压缸9控制槽式太阳能集热器由东至西旋转，使槽式反射镜的 接收面始终正对着太阳。因为槽式太阳能集热器的反射镜是一个长条 形的曲面板，与锅盖式的集热器不同，在对正太阳时，只需要改变槽 式太阳能集热器的仰角，而不需要同时改变方位角，因此控制槽式太 阳能集热器比控制锅盖式的集热器简单。为了能够使槽式反射镜旋 转，不断的改变仰角，在槽式太阳能集热器上设置一个支点套管5， 槽式太阳能集热器在旋转时以支点套管5为轴旋转，支点套管5固定 在基架7的支承轴6上，在支点套管5上设置两个曲轴8，日踪传感 器ll (日踪传感器采用市售产品、可在市场购买)或DPU控制器12 经智能测控装置13与液压控制装置10电气连接，液压控制装置10 控制两个液压缸9推动或拉动两个曲轴8绕支承轴6旋转，调整槽式 太阳能集热器的姿态，因为跟踪日光的运动速度很缓慢，如果只设置 一个曲轴8，当曲轴8旋转到死点位置时，由于没有运动惯性，曲轴8到了运动死点液压缸9无法推动或拉动曲轴8，因此设置两个曲轴 8，当一个曲轴8位于死点位置时，另一个曲轴8不在死点位置，可 以用另一个液压缸9推动或拉动另一个曲轴8，使槽式太阳能集热器 能够不间断的跟踪太阳运动。本专利技术的日踪传感器10主要用于有太 阳的晴天控制槽式太阳能集热器的姿态；DPU控制器12用于无太阳 的阴天控制槽式太阳能集热器的姿态；在白天，槽式太阳能集热器由 东至西旋转，第二天，槽式太阳能集热器仍然要从东至西的运动，所 以DPU控制器还负责在夜晚控制槽式太阳能集热器自动回位至太阳 升起时的接收位置，为第二天的跟踪作好准备。所述的DPU控制器 12是一个DCS系统的分布处理单元，该单元根据给定的太阳仰角公 式自动计算液压缸的伸縮量，为液压缸提供槽式太阳能集热器跟踪太 阳轨迹运动的设定值，同时还要协调两个液压缸的配合，在具体执行 时，需要将槽式太阳能集热器的实际位置值不断的与设定值比较，根 据比较结果通过调节液压缸的伸縮量使槽式太阳能集热器的姿态保 持到精确的给定位置。在没有太阳的阴天，日踪传感器无法正常工作，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种槽式太阳能集热器自动跟踪太阳轨迹的方法，其特征在于：该方法是在槽式太阳能集热器上设置一个支点套管，将支点套管固定在基架的支承轴上，在支点套管上设置两个曲轴，通过日踪传感器或ＤＰＵ控制器经液压控制装置控制两个液压缸推动或拉动两个曲轴绕支承轴旋转，调整槽式太阳能集热器的姿态。

【技术特征摘要】
1、一种槽式太阳能集热器自动跟踪太阳轨迹的方法，其特征在于该方法是在槽式太阳能集热器上设置一个支点套管，将支点套管固定在基架的支承轴上，在支点套管上设置两个曲轴，通过日踪传感器或DPU控制器经液压控制装置控制两个液压缸推动或拉动两个曲轴绕支承轴旋转，调整槽式太阳能集热器的姿态。2、 根据权利要求1所述的槽式太阳能集热器自动跟踪太阳轨迹 的方法，其特征在于所述的日踪传感器用于有太阳的晴天控制槽式 太阳能集热器的姿态；DPU控制器用于无太阳的阴天控制槽式太阳能 集热器的姿态；DPU控制器还用于夜晚控制槽式太阳能集热器自动回 位至太阳升起时的接收位置。3、 根据权利要求2所述的槽式太阳能集热器自动跟踪太阳轨迹 的方法，其特征在于所述的DPU控制器是一个DCS系统的分布处理 单元，该单元根据给定的太阳仰角公式自动计算液压缸的伸縮量，为 液压缸提供槽式太阳能集热器跟踪太阳轨迹运动的设定值，并将槽式 太阳能集热器的实际位置值与设定值比较，根据比较结果通过调节液 压缸的伸縮量使槽式太阳能集热器的姿态保持到精确的给定位置。4、 根据权利要求3所述的槽式太阳能集热器自动跟踪太阳轨迹 的方法，其特征在于所述的太阳仰角公式以日出方向的水平线为O 度角；太阳仰角公式为sin(h〇)=sin( S) Xsin(①)十cos( S ) Xcos (①)Xcos( t ) 式中-h〇太阳高度角； S-太阳赤纬角；S =23. 45X sin (360...

【专利技术属性】
技术研发人员：李和平，黄湘，赵芫桦，章素华，王令怡，邵文远，姜怒涛，宋广，徐静，
申请(专利权)人：中国华电工程集团有限公司，北京华电工程设计有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]