一种降低了致动成本的用于提供定日镜阵列或CPV/PV模块的实时控制的系统和方法，本发明专利技术降低了校准和重新定位各个表面的固定成本。这同时省去了推动大追踪器发展的核心工程的采用，并且使系统和方法能够成本有效地追踪小表面。除了较低的最初成本之外，小的定日镜或太阳能追踪器能够更容易预组装、大量生产和运送。较小的机构也能够通过简单的手工工具安装并且不需要安装者租用昂贵的起重机或安装设备。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及太阳能追踪和校准装置，并且具体地，涉及一种要求持续地重新定位以保持与太阳对准的聚光型光电追踪系统。
技术介绍
在降低太阳能价格的尝试中，关于降低以两个自由度精确地重新定位和校准表面的成本得到了许多发展。在聚光型太阳能热系统中，定日镜阵列利用双轴线重新定位机构，以通过使定日镜的法向矢量平分当前太阳位置和目标之间的角度来将太阳光重新定向至中央塔。随后，由中央塔产生的热能够用于产生用于工业应用的蒸汽或用于共用电网的电。聚光型光电(CPV)系统利用双轴线机构获得垂直于CPV表面的矢量与太阳能位置矢量重合的位置。当CPV表面调准到太阳时，内部光学器件能够将太阳光聚集到小的高效光电电池。双轴线定位系统还使平板光电(PV)系统能够通过太阳能追踪产生更多功率。与固定的斜置系统相比，双轴线PV系统在年度计算的基础上多产生35-40%的能量。尽管这种能量产生的增长看上去吸引人，但当前的技术忽视了通过使总的系统资金和维修成本增加40-50%才能实现双轴线太阳能追踪的价值。针对控制和校准单独表面的问题的传统方案落入以下三个主要策略之一中:主动单独致动、模块或镜联动、以及被动控制。在主动单独致动模式中，每个双轴线系统需要两个马达、一微处理器、一后备电源、现场配线以及一电子系统来控制并校准每个表面。此外，所有部件必须承载20多年的寿命，并且系统要求针对恶劣的安装环境密封。在分摊控制单独表面的固定成本的尝试中，传统工程师的在单独致动范例中的观点是建立了 150平方米(m2)的定日镜和225平方米的PV/CPV追踪器。尽管以此大小降低了控制成本，但大追踪器对钢、底座和安装的要求提高。另一种方法试图通过将具有缆线或机械联接件的多个表面在一起联动来解决固定控制成本问题。尽管这有效地分摊了马达致动成本，但其对土地平整度的要求严格、极大地复杂化安装过程，并且由于机械联接件的所需刚度而承担较大钢成本。由于制造和安装中的常见的地面沉降和不完整性，定日镜和CPV系统要求增加了系统复杂性和维护成本的单独调节。利用液压流体、双金属带或仿生材料来追踪太阳的被动系统限于平板光电应用，并且当与单独致动或联动的系统相比时表现不佳。此外，这些系统不能执行对用于能量产出和地面覆盖比率的太阳能场进行优化的倒向追踪算法。
技术实现思路
一些实施方式的总的目的是提供一种低成本太阳能追踪系统，其能够以两个自由度精确地控制和校准表面，而不设单独的微处理器、方位驱动、上升驱动、中央控制系统或备用电源。这些部件由具有可调节地取向的机械位置锁定机构和自主地调节一长排(100+)单独的镜、CPV模块或平板太阳能面板的单个机器人控制器替代。一些实施方式的第二总的目的是通过将校准传感器系统与机器人控制器联结，使得该装置能够确定镜、CPV模块或太阳能面板的精确取向并且根据现场布局、已知目标和/或当前太阳位置对其进行调节，来消除对单独太阳能校准传感器的需要。一些实施方式的第三总的目的是在机器人控制器不重新定位机械位置锁定机构时锁定机械位置锁定机构的位置。在其复杂程度最小的水平时，机械位置锁定机构包括单个可变形的联接件或具有高摩擦的接头。一些实施方式的第四总的目的是利用机械位置锁定机构中的齿轮或齿轮系系统以将两个输入轴的旋转重新定位转换成表面的两个自由度。表面的取向能够通过使用外部制动系统或通过将齿轮或齿轮系系统设计成其不能被反向驱动来锁定。一些实施方式的第五总的目的是使用磁或电磁交接部调节单独的机械位置锁定机构，磁或电磁交接部消除了机器人控制器直接接触支承精确控制的表面的机械交接部的要求。一些实施方式的第六总的目的是通过预组装多排位置锁定机构，并且通过使用杆底座以消除平整安装场地的需要而显著降低安装成本和复杂性。—些实施方式的第七总的目的是利用结合充电机构的机载能量储存系统向机器人控制器提供功率。一些实施方式的第八总的目的是利用消除对机载能量储存的要求的带电轨或系链线系统向机器人控制器提供功率。一些实施方式的第九总的目的是结合用于太阳能热功率的中央接收器、中央光伏接收器、用于水脱盐和工业蒸汽应用的中央接收器利用该定日镜重新定位系统，或者成本有效地追踪CPV模块或PV面板。一种用于控制多个太阳能表面的系统，包括:支承梁或轨道；联结到第一支承结构的第一端的多个太阳能表面的第一太阳能表面，其中，所述第一支承结构的第二端联结到轨道梁的第一位置并且所述第一支承结构包括第一位置锁定机构；联结到第二支承结构的第一端的多个太阳能表面的第二太阳能表面，其中，所述第二支承结构的第二端联结到轨道的第二位置并且所述第二支承结构包括第二位置锁定机构；和机器人控制器，包括用于将所述机器人控制器定位在轨道上的驱动系统，驱动系统在所述机器人控制器定位在轨道的所述第一位置附近时修正第一太阳能表面的方向，并且在机器人控制器定位在所述轨道的第二位置附近时修正第二太阳能表面的方向。所列的本专利技术的这些总的目的不是排他性的并且不意于限制本专利技术的范围。本说明书中描述的特征和优点不是包括一切的，并且特别地，本领域普通技术人员鉴于附图和说明书将清楚许多附加特征和优点。此外，应当注意，本说明书中使用的语言原则上出于可读性和教导目的进行选择，而非选择用以描绘或限制创造性主题。附图说明图1是能够操作本专利技术的一实施方式所处的环境的图示。图2是具有根据一实施方式的机械位置锁定机构的光伏(PV)表面的图示。图3是根据一实施方式的机械位置锁定机构的更详细的图示。图4是根据一实施方式的机械位置锁定机构的分解视图的图示。图5是根据一实施方式附接到支承梁的机械位置锁定系统的图示。图6是根据一实施方式的支承梁地面安装系统的图示。图7是根据一实施方式与机械位置锁定机构交接的二级齿轮系系统的图示。图8是与机械位置锁定机构交接的二级齿轮系系统的另一实施方式的图示。图9是利用致动的制动机构的二级齿轮系系统的另一实施方式的图示。图10是根据一实施方式的电磁交接部的图示。图11是根据一实施方式经由基于接触的充电系统向机器人控制器提供功率的系统的图示。图12是根据一实施方式经由带电轨向机器人控制器提供功率的系统的图示。图13是根据一实施方式的机器人控制器的图示。图14是根据一实施方式的移除了其顶部机架的机器人控制器的更详细的图示。图15是根据一实施方式的机器人控制器的电磁交接系统的更详细的图示。图16是根据一实施方式使用机械交接部校准和/或调节每个位置锁定机构的机器人控制器的图示。图17是根据一实施方式使用两个电磁交接部校准和/或调节每个位置锁定机构的机器人控制器的图示。图18是根据一实施方式的机器人控制器的图示。图19是根据一实施方式利用机械调节交接部的机器人控制器的图示。图20是根据一实施方式利用两个电磁调节交接部的机器人控制器的图示。附图仅出于图示的目的描绘本专利技术的各种实施方式。本领域技术人员从下面的讨论将容易地认识到，可以采用这里图示的结构和方法的替代实施方式而不脱离这里描述的本专利技术的原理。具体实施例方式现在参照附图描述本专利技术的一优选实施方式，其中相同的附图标记表示相同或功能相似的元件。在说明书中，关于“一种实施方式”或“一实施方式”是指与实施方式相关描述的具体特征、结构或特征被包括在本专利技术的至少一种实施方式中。措词“在一种实施方式中”或“一本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.05.28 US 61/349,697;2010.07.15 US 61/364,729;1.一种用于控制多个太阳能表面的系统，包括: 用于支承控制器的轨道； 联结到第一支承结构的第一端的多个太阳能表面的第一太阳能表面，其中，所述第一支承结构的第二端邻近所述轨道的第一位置并且所述第一支承结构包括第一位置锁定机构； 联结到第二支承结构的第一端的多个太阳能表面的第二太阳能表面，其中，所述第二支承结构的第二端邻近所述轨道的第二位置并且所述第二支承结构包括第二位置锁定机构；和 机器人控制器，包括驱动系统，所述驱动系统用于将所述机器人控制器定位在所述轨道上并且在所述机器人控制器定位在所述轨道的所述第一位置附近时修正所述第一太阳能表面的方向，以及在所述机器人控制器定位在所述轨道的所述第二位置附近时修正所述第二太阳能表面的方向。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一太阳能表面的尺寸小于4平方米，并且所述第二太阳能表面的尺寸小于4平方米。3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述机器人控制器还包括: 位置感测装置，用于识别所述机器人控制器何时定位在所述第一位置或第二位置附近； 调准模块，设置成在所述第一位置附近时与所述第一位置锁定机构互相作用，并且设置成在所述第二位置附近时与所述第二位置锁定机构互相作用。4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述第一位置锁定机构包括: 第一内部联接结构，用于响应于与所述调准模块的互相作用使所述第一太阳能表面运动； 第一外部联接结构，围绕所述第一内部联接结构的一部分定位，用于响应于与所述调准模块的互相作用使所述第一太阳能表面运动。5.根据权利要求4所述的系统， 其中，所述第一内部联接结构调节所述第一太阳能表面的方位取向；并且 其中，所述第一外部联接结构调节所述第一太阳能表面的上升取向。6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述第一内部联接结构包括与所述调准模块互相作用的第一内部联接齿轮。7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述第一外部联接结构包括与所述调准模块互相作用的第一外部联接齿轮。8.根据权利要求3所述的系统，其中，所述调准模块使用机械交接部与所述第一位置锁定机构互相作用。...
【专利技术属性】
技术研发人员：T·卡瑞尔，W·伯哈里，
申请(专利权)人：克博蒂克斯公司，
类型：
国别省市：
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