CN103713650A - 定点反射式太阳光跟踪系统 - Google Patents

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CN103713650A CN201410000466.1A CN201410000466A CN103713650A CN 103713650 A CN103713650 A CN 103713650A CN 201410000466 A CN201410000466 A CN 201410000466A CN 103713650 A CN103713650 A CN 103713650A
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Abstract

本发明涉及一种定点反射式太阳光跟踪系统，属于环保节能技术领域，包括：在由若干平面镜组成的平面镜矩阵，每个平面镜面背部设置有可对所述平面镜单独加热的加热膜；所述平面镜矩阵连接有驱动装置，所述驱动装置连接有控制器；所述控制器通过驱动装置使所述平面镜矩阵的每一块平面镜在同一平面内做平动，使所述平面镜矩阵根据所要接收阳光照射的面积来组合成任意平面图形；还包括能使所述定点反射式太阳光跟踪系统能够跟随太阳的传感器。该系统可以使得长时间得不到阳光的地方，在晴天里得到充足的阳光照射。该装置具有太阳光反射率高、低碳环保、维护方便、使用方便的特点，适合在普通家庭使用，是集环保与安全健康为一体的产品。

Description

定点反射式太阳光跟踪系统
技术领域
本发明涉及一种定点反射式太阳光跟踪系统，属于环保节能技术领域。
背景技术
目前，在太阳能利用领域，由于太阳光线的入射方向(方位角和高度角)相对于地球上的某一点位置是不断变化的，为在不同季节不同时间都能最大效率的采集太阳辐射能量，聚光装置必须采用自动跟踪装置随时跟踪太阳。通常聚光比越高对跟踪精度的要求就越高，造价也就越高。因此，从能源利用及经济性等方面综合考虑，低成本的太阳光线跟踪技术具有重要意义。
在太阳能跟踪方面，我国在1997年研制了单轴太阳跟踪器，完成了东西方向的自动跟踪，而南北方向则通过手动调节，接收器的接收效率提高了。1998年美国加州成功的研究了ATM两轴跟踪器，并在太阳能面板上装有集中阳光的透镜，这样可以使小块的太阳能面板硅收集更多的能量，使效率进一步提高。2002年2月美国亚利桑那大学推出了新型太阳能跟踪装置，该装置利用控制电机完成跟踪，采用铝型材框架结构，结构紧凑，重量轻，大大拓宽了跟踪器的应用领域。在国内近年来有不少专家学者也相继开展了这方面的研究，1992年推出了太阳灶自动跟踪系统，1994年《太阳能》杂志介绍的单轴液压自动跟踪器，完成了单向跟踪。
目前，太阳追踪系统中实现追踪太阳的方法很多，一般包括：一种是光电追踪方式，另一种是根据视日运动轨迹追踪(也叫程序跟踪)；前者是闭环的随机系统，后者是开环的程控系统。而这些技术也包括光导纤维法。此法是结合太阳跟踪，透镜聚焦等一系列专利技术，在焦点处大幅提升太阳光亮度，通过高通光率的光导纤维将光线引到需要采光的地方。能进行紫外线大幅拦截，有利于人类健康。目前产品商业运用已趋成熟，通过一组光纤把阳光引入室内。但是该方法存在效率低，造价、维护成本高等问题，还不可能很快的走进千家万户。此外，可以通过别的反光物质来实现，但是基本功能相同的一切装置都视为同一种方法。对于上述成本高的问题，需要采用更加合适的方式进行。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术的缺陷，提供一种定点反射式太阳光跟踪系统，以便能够将太阳光反射到需要阳光的地方，且能解决阴面需要阳光且光导纤维法造价高、维护难的问题，并能避免光污染。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种定点反射式太阳光跟踪系统，包括在由若干平面镜组成的平面镜矩阵，每个平面镜面背部设置有可对所述平面镜单独加热的加热膜；所述平面镜矩阵连接有驱动装置，所述驱动装置连接有控制器；所述控制器通过驱动装置使所述平面镜矩阵的每一块平面镜在同一平面内做平动，使所述平面镜矩阵根据所要接收阳光照射的面积来组合成任意平面图形；还包括能使所述定点反射式太阳光跟踪系统能够跟随太阳且能将太阳光反射到指定地点的传感器，所述传感器设置在反射的太阳光反射到指定的地方。
进一步：所述驱动装置为电机或舵机。
进一步：所述任意平面图形至少为圆弧形图形。
进一步：所述平面镜矩阵在雨天保持和地面平行或者在下雪天保持和地面垂直。
进一步：还包括为其供电的太阳能电池板，所述太阳能电池板设置在驱动装置上。
进一步：所述加热膜在检测到所述若干平面镜镜面有雾水的时候，对每块镜面加热，驱散所述镜面的雾水。
进一步：还包括对其进行微调的遥控器。
一种玻璃幕墙，包括里外的两层玻璃，所述外层玻璃组成所前所述的定点反射式太阳光跟踪系统中所述的若干平面镜。
该系统采用若干平面反光镜组组成的平面镜矩阵，有效地解决了造价过高的问题；由于是一次反射，提高了太阳能的利用效率；矩阵可以在二维自由度任意转动，可以变换成任意形状，从而有效的解决光污染问题；该装置利用若干平面镜组组成的平面镜矩阵太阳光反射系统，加上传感器的引导，将太阳光反射到需要阳光的地方。设备可以在晴天中从太阳升起到日落的时间内，跟随太阳自动的移动，将阳光反射到固定的地方。
该发明的有益效果在于：该定点反射式太阳光跟踪系统可以使其长时间得不到阳光的地方，在晴天里得到充足的阳光照射，提高太阳光的利用率。同时该装置还具有太阳光反射率高的优点。同时，该玻璃幕墙也具备定点反射式太阳光跟踪系统的优点。
附图说明
图1为该发明实施例的结构示意图。
图2为该发明实施例平面镜矩阵结构示意图。
图3为该发明实施例平面镜自动调节结构示意图。
图中标记说明，1、平面镜；2、支撑板；3、定位传感器；4、跟踪架。
具体实施方式
下面结合附图进一步阐述该发明的具体实施方式。
如图1所示的一种定点反射式太阳光跟踪系统，根据平面镜反射原理，在平面镜发射架的支撑板2上铺设有若干平面镜1，每个平面镜1面背部有加热膜可对每块平面镜1在单独加热；若干平面镜1组合起来形成平面镜矩阵，矩阵的面积和形状可以根据所要接收阳光照射的面积来随意组合，如图2所示。平面镜矩阵连接有驱动装置(未图示)，驱动装置连接有控制器(未图示)。驱动装置实质上是一种机械结构，控制器通过控制驱动装置，驱动装置然后带动平面镜矩阵的若干平面镜1在平面矩阵内平动，做任意形状的组合变动；驱动装置也在控制器控制的作用下，使整个定点反射式太阳光跟踪系统随着太阳的移动而转动，时时刻刻将太阳光反射到需要的地方。
进一步地，驱动装置可以采取电机驱动，也可以采用舵机驱动，还可以采取马达驱动等，驱动装置实质上就是一个机械动力提供装置。在本实施例中，采用电机或者舵机任意角度任意距离的调节。具体地，当平面镜矩阵为弧形时，对太阳光的反射效果最好，并且最大的限度的减少光污染。
如图3所示，在需要投射太阳光的地方安装上定位传感器3，从而使得该定点反射式太阳光跟踪系统能感应到太阳的移动而实现该系统跟随太阳的移动而转动，实现自动调节功能，该系统通过跟踪架4能够跟随太阳的同时又能将光反射到定位传感器3的放置的地方，使其若干平面镜能最大限度的吸收太阳光，提高太阳光的利用率。
进一步地，若平面镜矩阵在没有阴天、雨天或者下雪天等不能接受太阳光的日子，平面镜矩阵会自动调整姿态以防止被恶例的天气损坏。具体地，在雨天，平面镜矩阵会自动调整成与地面平行，以起到防止风吹雨打得效果；如遇到雪天或者霜冻天气，平面镜矩阵将自动的与呈地面90°的垂直状，防止雪花或者寒霜的堆积；当检测到镜子上有雾水的时候，加热膜自动开始加热，以驱散镜面的雾水。
进一步地，用户通过遥控器对可以对设备进行微调，使系统提高太阳光吸收、反射效率，以达到更加理想的效果。
进一步地，该系统中利用太能电池板(未图示)为设备提供电能，所述太阳能电池板设置在驱动装置上。因此，不需要额外的电源便能使整个系统正常工作。同时，改系统还有蓄电功能，也就是说，在有太阳光的时候，该系统会利用太阳能电池板将太阳能转化为电能，转化的电能一部分供给整个系统的正常用电需要，在满足正常供电需要的条件下，多余的电能会存储起来，供给在阴天、雨天、下雪、刮风、下雾和降霜等恶例天气情况下系统的正常用电需要和保护系统不受破坏而采取将平面镜矩阵与地面平行或者垂直等系统正常维护需要。
一种玻璃幕墙，玻璃幕墙采用里外两层玻璃，外侧的玻璃做成和前面所述的定点反射式太阳光跟踪系统一样的结构，从而使得玻璃幕墙成为和前面所说的一个大的矩阵反光设备，既可以有效的利用太阳能源，给阴面带来光明，还可以防止玻璃幕墙带来的光污染。因此，该玻璃幕墙也具备定点反射式太阳光跟踪系统的优点。
该系统采用平面反光镜组组成的二维矩阵，有效地解决了现有太阳能反射机构造价过高的问题，由于是一次反射，效果十分明显。另外平面镜矩阵可以在二维自由度任意转动，可以变换成任意形状，从而有效的解决光污染问题。该系统利用平面镜组组成的二维矩阵太阳光反射机构并加上传感器的引导，将太阳光反射到需要阳光的地方。设备可以在晴天中从太阳升起到日落的时间内，跟随太阳自动的移动，将阳光反射到固定的地方。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种定点反射式太阳光跟踪系统，其特征在于，包括由若干平面镜组成的平面镜矩阵，每个平面镜面背部设置有可对所述平面镜单独加热的加热膜；所述平面镜矩阵连接有驱动装置，所述驱动装置连接有控制器；所述控制器通过驱动装置使所述平面镜矩阵的每一块平面镜在同一平面内做平动，使所述平面镜矩阵根据所要接收阳光照射的面积来组合成任意平面图形；还包括能使所述定点反射式太阳光跟踪系统能够跟随太阳且能将太阳光反射到指定地点的传感器。
2.根据权利要求1所述的定点反射式太阳光跟踪系统，其特征在于：所述驱动装置为电机或舵机。
3.根据权利要求1所述的定点反射式太阳光跟踪系统，其特征在于：所述任意平面图形至少为圆弧形图形。
4.根据权利要求1所述的定点反射式太阳光跟踪系统，其特征在于：所述平面镜矩阵在未有阳光时保持和地面平行或者保持和地面垂直。
5.根据权利要求1所述的定点反射式太阳光跟踪系统，其特征在于：还包括为其供电的太阳能电池板，所述太阳能电池板设置在驱动装置上。
6.根据权利要求1所述的定点反射式太阳光跟踪系统，其特征在于：所述加热膜在检测到所述若干平面镜镜面有雾水的时候，对每块镜面加热，驱散所述镜面的雾水。
7.如权利要求1-6中任一项所述的定点反射式太阳光跟踪系统，其特征在于：还包括对其进行微调的遥控器。
8.一种玻璃幕墙，包括里外两层玻璃，其特征在于：所述外层玻璃组成如权利要求1-6中任一项所述的定点反射式太阳光跟踪系统中所述的若干平面镜。
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