CN103163902A - 一种基于地球自转轴的太阳光定向反射控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于地球自转轴的太阳光定向反射控制系统，包括控制器，控制器的输入端接有信号调理电路、信号调理电路的输入端接有太阳位置传感器，控制器的输出端接有用于带动镜面轴旋转、进而调节安装在镜面轴上的反射镜面的高度角和方位角的高度角调节伺服电机和方位角调节伺服电机，太阳位置传感器包括塔壁、安装在塔壁中的镜筒、安装在镜筒中的多个光敏电阻和安装在塔壁上且用于给多个光敏电阻供电的光电池，多个光敏电阻的输出端均与控制器相接；信号调理电路包括依次相接的放大电路、滤波电路和A/D转换电路。本发明结构紧凑，设计合理，实现成本低，使用操作便捷，对太阳位置的追踪精度高，实用性强，具有良好的实际推广价值。

Description

一种基于地球自转轴的太阳光定向反射控制系统

技术领域

本发明涉及太阳能的开发利用技术领域，尤其是涉及一种基于地球自转轴的太阳光定向反射控制系统。

背景技术

随着社会的不断发展，各行各业对能源的需求量也在大幅度提高，然而地球本身的能源蕴含量是有限的，这使得人类不得不面对能源紧缺的问题。近年来，利用太阳光作为能源的提供者已成为人们关注的焦点，光伏发电、光热发电等能量转换的方式相继出现，传统形式的光热发电系统，大多采用双轴自动跟踪的方式，这种方式虽然能够实现定向反射的功能，但是由于外界环境以及系统自身误差的影响，往往达不到理想效果，因此需要对传统双轴自动跟踪系统进行改进，解决传统双轴自动跟踪系统跟踪精度不高、控制过程复杂、抗干扰能力低的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于地球自转轴的太阳光定向反射控制系统，其结构紧凑，设计合理，实现成本低，使用操作便捷，对太阳位置的追踪精度高，实用性强，解决传统双轴自动跟踪系统跟踪精度不高、控制过程复杂、抗干扰能力低的问题，使用效果好，具有良好的实际推广价值。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于地球自转轴的太阳光定向反射控制系统，其特征在于：包括控制器，所述控制器的输入端接有信号调理电路、所述信号调理电路的输入端接有用于检测太阳位置的太阳位置传感器，所述控制器的输出端接有用于带动镜面轴旋转、进而调节安装在镜面轴上的反射镜面的高度角和方位角的高度角调节伺服电机和方位角调节伺服电机，所述太阳位置传感器包括塔壁、安装在塔壁中的镜筒、安装在镜筒中的多个光敏电阻和安装在塔壁上且用于给多个光敏电阻供电的光电池，多个所述光敏电阻的输出端均与控制器相接；所述信号调理电路包括依次相接的放大电路、滤波电路和A/D转换电路。

上述的一种基于地球自转轴的太阳光定向反射控制系统，其特征在于：所述控制器为可编程逻辑控制器或单片机。

上述的一种基于地球自转轴的太阳光定向反射控制系统，其特征在于：所述光敏电阻为～个。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明结构紧凑，设计合理，实现成本低。

2、本发明的使用操作便捷。

3、本发明将闭环控制原理与光学镜面反射原理集于一体，所采取的太阳位置传感器为粗定位与准确定位相结合的二次定位结构，通过对天体运行以及地球自转规律的把握，实现了对太阳位置的精确追踪，镜面定向反射能力以及传感器抗干扰能力大幅度提高。

4、本发明的实用性强，使用效果好，具有良好的实际推广价值。

综上所述，本发明结构紧凑，设计合理，实现成本低，使用操作便捷，对太阳位置的追踪精度高，实用性强，解决传统双轴自动跟踪系统跟踪精度不高、控制过程复杂、抗干扰能力低的问题，使用效果好，具有良好的实际推广价值。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的电路原理框图。

图2为本发明太阳位置传感器的结构示意图。

图3为本发明反射镜面在镜面轴上的安装结构示意图。

附图标记说明：

1-反射镜面；2-镜面轴；3-信号调理电路；

4-控制器；5-高度角调节伺服电机；6-方位角调节伺服电机；

7-镜筒；8-塔壁；9-光电池；

10-光敏电阻。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示，本发明包括控制器4，所述控制器4的输入端接有信号调理电路3、所述信号调理电路3的输入端接有用于检测太阳位置的太阳位置传感器，所述控制器4的输出端接有用于带动镜面轴2旋转、进而调节安装在镜面轴2上的反射镜面1的高度角和方位角的高度角调节伺服电机5和方位角调节伺服电机6，所述太阳位置传感器包括塔壁8、安装在塔壁8中的镜筒7、安装在镜筒7中的多个光敏电阻10和安装在塔壁8上且用于给多个光敏电阻10供电的光电池9，多个所述光敏电阻10的输出端均与控制器4相接；所述信号调理电路3包括依次相接的放大电路、滤波电路和A/D转换电路。

如图1、图2和图3所示，本实施例中，所述控制器4为可编程逻辑控制器或单片机。所述光敏电阻10为2～10个。

本发明的工作原理及工作过程是：多个光敏电阻10将光信号转换成电信号并输出给信号调理电路3，信号调理电路3对光敏电阻10所输出的信号进行放大、滤波和A/D转换后输出给控制器4，控制器4对信号进行比较、计算后，用于控制高度角调节伺服电机5和方位角调节伺服电机6旋转，进而来调节反射镜面的高度角和方位角，实现定向反射的功能。

其中，具体安装时，反射镜面1与镜面轴2成夹角α安装，α角可根据系统所在地的经纬度以及当地夏至日太阳高度角，利用立体几何中角度对应关系得到，太阳位置传感器所提供的太阳方位角和高度角，与系统自身设定值相比较时，成固定差值，镜面高度角每季度转过23.26°，则每天转过0.26°。本发明将闭环控制原理与光学镜面反射原理集于一体，所采取的太阳位置传感器为粗定位与准确定位相结合的二次定位结构，通过对天体运行以及地球自转规律的把握，实现了对太阳位置的精确追踪，镜面定向反射能力以及传感器抗干扰能力大幅度提高。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (3)

1.一种基于地球自转轴的太阳光定向反射控制系统，其特征在于：包括控制器(4)，所述控制器(4)的输入端接有信号调理电路(3)、所述信号调理电路(3)的输入端接有用于检测太阳位置的太阳位置传感器，所述控制器(4)的输出端接有用于带动镜面轴(2)旋转、进而调节安装在镜面轴(2)上的反射镜面(1)的高度角和方位角的高度角调节伺服电机(5)和方位角调节伺服电机(6)，所述太阳位置传感器包括塔壁(8)、安装在塔壁(8)中的镜筒(7)、安装在镜筒(7)中的多个光敏电阻(10)和安装在塔壁(8)上且用于给多个光敏电阻(10)供电的光电池(9)，多个所述光敏电阻(10)的输出端均与控制器(4)相接；所述信号调理电路(3)包括依次相接的放大电路、滤波电路和A/D转换电路。

2.按照权利要求1所述的一种基于地球自转轴的太阳光定向反射控制系统，其特征在于：所述控制器(4)为可编程逻辑控制器或单片机。

3.按照权利要求1所述的一种基于地球自转轴的太阳光定向反射控制系统，其特征在于：所述光敏电阻(10)为2～10个。

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