CN100545544C - T形反光镜太阳自动跟踪复位器 - Google Patents
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Abstract
一种T形反光镜太阳自动跟踪复位器，包括支架、直流电机、传动机构、集热器反射板和位于集热器反射板上方的集热管、太阳能电池；它还包括遮光板和挡光板；遮光板背面和挡光板双面是反光镜面且呈T形结构构成T形反光镜；太阳能电池有两块，它们并排位于遮光板的正后方，挡光板设于遮光板与太阳能电池之间并将两块太阳能电池隔离开；直流电机装在支架上，直流电机的一极分别接第一太阳能电池正极和第二太阳能电池负极，直流电机的另一极分别接两块太阳能电池的另一极；太阳能电池固装于电池板转轴，集热器反射板固装于反射板转轴，两转轴可转动装于支架、与直流电机连接经传动机构同步传动。它自动跟踪太阳时角或/和高度角，反射板能自动复位，无需外接电源。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能集热器，具体的说是一种自动跟踪太阳、使其直射到集热器反射板的T形反光镜太阳自动跟踪复位器。
背景技术
地球在自转的同时，还在绕太阳公转，由于地球每天在公转轨道上改变自己的位置，看起来却好像太阳每天在改变位置。所以从地面任一观察点看太阳，每天不但自东向西不断在改变时角，同时每时刻太阳的高度角也在变化。跟踪太阳直射，就是跟踪太阳时角和高度角的变化，使集热器反射板或太阳能电池始终对准太阳直射以获取最大的太阳辐照。
多年以来，人类对太阳能的利用技术快速发展，自动跟踪太阳以充分利用太阳能的研究一直在进行。授权公开号为CN2332961Y、授权公开日为1999年8月11日的中国发明专利982212933公开了一种利用太阳能电池作动力源驱动反射镜转动的自动跟踪太阳能集热器，该太阳能集热器由支架、反射镜、集热管和跟踪驱动装置组成；跟踪驱动装置由位于集热管正后方的太阳能电池带动直流电机，经传动机构使反射镜转动，保持始终正对着移动的太阳。该产品只能自东向西单向跟踪太阳时角即只适用于集热管竖排式集热器，并且需用外接电源和复位开关使反射镜复位，所设复位开关只能在太阳正常落山时启动，如白天某时刻突然遇阴雨天气，太阳重新出来后则不能正常复位。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种装置简单、能双向自动跟踪太阳直射，集热器反射板能自动复位的T形反光镜太阳自动跟踪复位器。
为实现上述目的，本发明采用下述方案：一种T形反光镜太阳自动跟踪复位器，包括支架，直流电机，传动机构，集热器反射板和位于集热器反射板上方的集热管，太阳能电池；其特征在于：它还包括遮光板和挡光板；遮光板与挡光板的板面相互垂直、两者呈T形结构组成T形反光镜，即遮光板的背面和挡光板的双面是反光镜面；太阳能电池有两块，它们并排位于遮光板的正后方，挡光板设于遮光板与太阳能电池之间并将两块太阳能电池隔离开；直流电机装在支架上，直流电机的一极分别接第一太阳能电池的正极和第二太阳能电池的负极，直流电机的另一极分别接第一太阳能电池的负极和第二太阳能电池的正极；太阳能电池固装于电池板转轴，集热器反射板固装于反射板转轴，两个转轴可转动安装在支架上并与直流电机连接经传动机构同步传动。
采用上述技术方案，当集热管横排且带可调反射板的太阳能集热器跟踪太阳高度角时，因构成跟踪器的第一太阳能电池、第二太阳能电池上下并排位于遮光板的正后方，中间由挡光板隔开；上午当太阳能电池上方的遮光板斜对太阳时，太阳光照射到位于上方的第一太阳能电池上，第一太阳能电池经光照产生电能带动直流电机，并由传动机构同步连动太阳能电池板转轴和反射板转轴，从而使遮光板和太阳能集热器反射板转动，当遮光板和太阳能集热器反射板同转至正对太阳时，第一太阳能电池的采光面被遮光板的阴影所遮住。此时第一太阳能电池不能产生足够的电能驱动直流电机，遮光板和太阳能集热器反射板停动。
随着太阳的运动，太阳光斜射到第一太阳能电池上面积逐渐增大，第一太阳能电池经光照产生电能再次带动直流电机并由传动机构同步连动电池板转轴和集热器反射板转轴，当遮光板和太阳能集热器反射板转至正对太阳时又停动。上述过程中，第二太阳能电池始终被遮光板和挡光板的阴影所遮住，第二太阳能电池不能向直流电机供电。
中午后随着太阳的运动，太阳光照射到位于下方的第二太阳能电池上，第二太阳能电池经光照产生电能带动直流电机反向转动，并由传动机构同步连动电池板转轴和集热器反射板转轴，从而使遮光板和太阳能集热器反射板同样向相反的方向转动；当遮光板和太阳能集热器反射板同步转至正对太阳时，第二太阳能电池采光面被遮光板的阴影所遮住；此时，第二太阳能电池不能产生足够的电能驱动直流电机，遮光板和太阳能集热器反射板停动。随着太阳的运动，太阳光斜射到第二太阳能电池上的面积逐渐增大，第二太阳能电池经光照产生电能，再次带动直流电机并由传动机构同步连动电池板转轴和集热器反射板转轴，当遮光板和太阳能集热器反射板转至正对太阳时又停动。上述过程中，同样第一太阳能电池始终被遮光板和挡光板的阴影所遮住，第一太阳能电池不能向直流电机供电。
这种组成T形反光镜的遮光板和挡光板组成的T形结构，即使在特殊天气条件下如连阴多日，太阳出来后，无论是遮光板和太阳能集热器反射板停留在任何位置，阳光只能照射到其中一块太阳能电池上；因此，第一太阳能电池和第二太阳能电池不同时工作，不互相产生影响。由此可见，在本发明的控制下，太阳能集热器反射板无论春夏秋冬始终能正对太阳，从而提高了这种集热管横排太阳能集热器采光能力和集热效率，不需要人工对集热器反射板复位，真正实现了自动跟踪；本发明结构简单，跟踪可靠，无须外接电源即可常年工作。
本发明适用于带可调反射板的太阳能集热器上反射板自动跟踪太阳时角或/和高度角及太阳能发电电池板自动跟踪太阳直射的跟踪装置。
附图说明
以下结合附图和实施例进一步说明本发明。
图1是本发明实施例1的结构示意图；
图2是图1的右视图；
图3是本发明的控制电路原理图；
图4是本发明实施例2的结构示意图。
图中：1-第一太阳能电池，2-第二太阳能电池，3-遮光板，301-遮光板背面，4-挡光板，5-直流电机，6-传动机构，7-电池板转轴，8-反射板转轴，9-集热器反射板，10-集热管，11-支架，12-光控双向开关，13-光控复位开关，
具体实施方式
实施例1
如图1与图2所示：一种T形反光镜太阳自动跟踪复位器，包括支架11、直流电机5、传动机构6、集热器反射板9和位于集热器反射板9上方的集热管10、第一太阳能电池1和第二太阳能电池2；遮光板3和挡光板4；遮光板3与挡光板4的板面相互垂直、两者呈T形结构组成T形反光镜，遮光板背面301和挡光板4的双面是反光镜面；第一太阳能电池1和第二太阳能电池2上、下并排位于遮光板3的正后方，挡光板4设于遮光板3与两块太阳能电池1、2之间并将两块太阳能电池1、2隔离开；直流电机5装在支架11上，直流电机5的一极分别接第一太阳能电池1的正极和第二太阳能电池2的负极，直流电机5的另一极分别接第一太阳能电池1的负极和第二太阳能2电池的正极；二块太阳能电池1、2固装于电池板转轴7，集热器反射板9固装于反射板转轴8，电池板转轴7与反射板转轴8可转动安装在支架11上；两转轴7、8由与直流电机5连接经传动机构6同步传动。集热管10、反射板转轴8横向排布在支架11上。
由于太阳高度角的变化，直流电机5由第一太阳能电池1或第二太阳能电池2分别供电，太阳照射太阳能电池的面积大小决定直流电机5能否驱动传动机构6。这种遮光板3和挡光板4组成的T形反光镜结构，即使在特殊天气条件下如连阴多日，太阳出来后，无论是遮光板3和太阳能集热器的集热器反射板9停留在任何位置，太阳只能斜射到其中一块太阳能电池上，因此，第一太阳能电池1和第二太阳能电池2不同时工作，不互相产生影响。
参见图3：由于直流电机5在同一时刻只有一块太阳能电池供电，太阳斜射和直射的变化实际上相当于给控制电路设置了一个光控双向开关12。由遮光板3和挡光板4组成的T形反光镜，将太阳光反射到太阳能电池上，实际上相当于给控制电路设置了一对光控复位开关13。这种集热管10横排、且带可调集热器反射板9的太阳能集热器能够自动跟踪太阳高度角，使太阳能集热器的集热器反射板9始终正对太阳，最大可能的提高这种集热管横排太阳能集热器的采光能力。
实施例2
如图4所示：本实施例的集热管10竖排安装在支架11上，构成本发明的第一太阳能电池1、第二太阳能电池2左、右并排位于遮光板3的正后方，其余结构与实施例1相同，将图1旋转90°即为本实施例的结构示意图。这种集热管10竖排、且带可调集热器反射板9的太阳能集热器能够自动跟踪太阳时角，使太阳能集热器反射板9始终正对太阳，最大可能的提高这种集热管横排太阳能集热器的采光能力。
由于太阳时角的变化，直流电机5由第一太阳能电池1或第二太阳能电池2分别供电，太阳斜射到其中一块太阳能电池上，其跟踪原理同实施例1。本实施例中太阳时角的变化，相当于实施例1太阳高度角的变化。
当太阳落山后，跟踪器遮光板3正对西方。第二天日出，太阳光通过T形反光镜即遮光板背面301的反射镜面和挡光板4反射镜面反射到同侧的一块太阳能电池上产生电能驱动直流电机5反转，使跟踪装置复位，即遮光板3正面向东正对太阳。以上过程通过传动机构6同步带动太阳能集热器的集热器反射板9复位即向东正对太阳。以上过程同样适合于雨过天睛、遮光板3和太阳能集热器的集热器反射板9停在任何位置，太阳重新出来后，跟踪装置复位正对太阳和继续对太阳时角的跟踪。
实施例3
将实施例1与实施例2所述的两套跟踪器垂直组合，可实现太阳能集热器或太阳能发电电池板三维跟踪太阳直射，即同时跟踪太阳时角和高度角。使太阳能集热器反射板或太阳能发电电池板全天始终正对太阳直射，从而大大提高集热效率和采光能力。
上述三个实施例表明，本发明既可应用于集热管横排且带可调反射板的太阳能集热器跟踪太阳高度角，也可以用于集热管竖排且带可调反射板的太阳能集热器跟踪太阳时角，亦可将跟踪器垂直组合，从而用于太阳能集热器或太阳能发电电池板三维跟踪太阳直射。
Claims (5)
1、一种T形反光镜太阳自动跟踪复位器，包括支架、直流电机、传动机构、集热器反射板和位于集热器反射板上方的集热管、太阳能电池；其特征在于：它还包括遮光板(3)和挡光板(4)；所述遮光板(3)与所述挡光板(4)的板面相互垂直、两者呈T形结构组成T形反光镜，所述遮光板(3)的背面和所述挡光板(4)的双面是反光镜面；所述太阳能电池有两块，第一太阳能电池(1)和第二太阳能电池(2)并排位于所述遮光板(3)的正后方，所述挡光板(4)设于所述遮光板(3)与所述两块太阳能电池(1、2)之间并将所述两块太阳能电池(1、2)隔离开；所述直流电机(5)装在所述支架(11)上，所述直流电机(5)的一极分别接所述第一太阳能电池(1)的正极和所述第二太阳能电池(2)的负极，所述直流电机(5)的另一极分别接所述第一太阳能电池(1)的负极和所述第二太阳能电池(2)的正极；所述两块太阳能电池(1、2)固装于电池板转轴(7)，所述集热器反射板(9)安装于反射板转轴(8)，所述电池板转轴(7)与所述反射板转轴(8)可转动安装在所述支架(11)上，所述两转轴(7、8)与所述直流电机(5)连接经所述传动机构(6)同步传动。
2、根据权利要求1所述的T形反光镜太阳自动跟踪复位器，其特征在于：所述集热管(10)、所述反射板转轴(8)横向排布在所述支架(11)上，所述第一太阳能电池(1)和所述第二太阳能电池(2)上、下并排位于所述遮光板(3)的正后方。
3、根据权利要求1所述的T形反光镜太阳自动跟踪复位器，其特征在于：所述集热管(10)、所述反射板转轴(8)竖向排布在所述支架(11)上，所述第一太阳能电池(1)和所述第二太阳能电池(2)左、右并排位于所述遮光板(3)的正后方。
4、根据权利要求1、2或3所述的T形反光镜太阳自动跟踪复位器，其特征在于：太阳斜射和直射的变化给控制电路设置了一个光控双向开关(12)。
5、根据权利要求1、2或3所述的T形反光镜太阳自动跟踪复位器，其特征在于：所述遮光板(3)和所述挡光板(4)组成的T形反光镜，将太阳光反射到太阳能电池上，给控制电路设置了一对光控复位开关(13)。
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