CN103853162A

CN103853162A - 碟式太阳能热发电用太阳跟踪智能控制系统

Info

Publication number: CN103853162A
Application number: CN201210500373.6A
Authority: CN
Inventors: 胡剑峰
Original assignee: Xian Dayu Optoelectronic Technology Co Ltd
Current assignee: Xian Dayu Optoelectronic Technology Co Ltd
Priority date: 2012-11-29
Filing date: 2012-11-29
Publication date: 2014-06-11

Abstract

本发明公开了一种碟式太阳能热发电用太阳跟踪智能控制系统，包括远程监控计算机和现场控制器，现场控制器包括MSP430单片机、供电电池、晶振电路、复位电路、SD卡数据存储电路、触摸式液晶显示屏和3G无线通信模块，MSP430单片机的输入端接有模拟量信号输入接口、开关量信号输入接口和时钟模块，模拟量信号输入接口上连接有太阳方位角传感器和风速传感器，开关量信号输入接口上连接有东限位开关、西限位开关、高限位开关和低限位开关，MSP430单片机的输出端接有东西方位步进电机驱动器、高低方位步进电机驱动器和声光报警器。本发明智能化程度高，跟踪精度高，太阳光采集效率高，节约资源，保护环境，便于推广使用。

Description

碟式太阳能热发电用太阳跟踪智能控制系统

技术领域

本发明涉及太阳能发电技术领域，尤其是涉及一种碟式太阳能热发电用太阳跟踪智能控制系统。

背景技术

随着传统化石能源（煤、石油、天然气）储量的日益减少，以及由于使用化石能源所带来的环境污染问题，直接威胁着人类的生存和发展，重视和发展可再生、环保能源已成为各国政府的共识。太阳能具有分布广泛，储量无限，收集利用清洁，CO₂零排放的优点引起人们广泛关注。

当前太阳能热发电按照太阳能采集方式可划分为：太阳能塔式聚热发电、太阳能槽式聚热发电、太阳能碟式斯特林机组发电。其中太阳能碟式斯特林机组可自动两维跟踪太阳，光电转换效率最高，启动损失小，它是目前太阳能发电效率最高的系统，发电效率达到30％以上，几乎不用水，输出效率达26％（有自身跟踪机构耗电）。大多集中于碟式太阳能发电系统和光伏发电系统，其跟踪方式也基本采用混合控制方式完成，所用传感器件多采用光敏电阻或光电二极管，这些器件由于本身的一些限制，比如易发生散射和反射，制作工艺的差异，易受环境污染等原因。造成传感器灵敏度偏低，因而整个系统的跟踪精度不高，容易引起误跟踪。

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，提供一种碟式太阳能热发电用太阳跟踪智能控制系统，其结构简单，设计合理，智能化程度高，操作简单，跟踪精度高，采集太阳光的效率高，经济效益高，节约资源，保护环境，使用效果好，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种碟式太阳能热发电用太阳跟踪智能控制系统，其特征在于：包括远程监控计算机和与所述远程监控计算机无线连接并通信的现场控制器，所述现场控制器包括MSP430单片机和为系统中各用电模块供电的供电电池，以及与所述MSP430单片机相接的晶振电路、复位电路、SD卡数据存储电路、触摸式液晶显示屏和3G无线通信模块，所述MSP430单片机的输入端接有模拟量信号输入接口、开关量信号输入接口和用于为系统提供实时时钟信号的时钟模块，所述模拟量信号输入接口上连接有用于对太阳方位角进行实时检测的太阳方位角传感器和用于对风速进行实时检测的风速传感器，所述开关量信号输入接口上连接有用于对东西方位角跟踪机构向东转动进行限位的东限位开关、用于对东西方位角跟踪机构向西转动进行限位的西限位开关、用于对高低方位角跟踪机构向高转动进行限位的高限位开关和用于对高低方位角跟踪机构向低转动进行限位的低限位开关，所述MSP430单片机的输出端接有用于驱动东西方位角跟踪机构中的东西方位步进电机的东西方位步进电机驱动器、用于驱动高低方位角跟踪机构中的高低方位步进电机的高低方位步进电机驱动器和用于在东西方位角跟踪机构和高低方位角跟踪机构转动超过极限位置时发出声光报警信号的声光报警器。

上述的碟式太阳能热发电用太阳跟踪智能控制系统，其特征在于：所述MSP430单片机为芯片MSP430F169。

上述的碟式太阳能热发电用太阳跟踪智能控制系统，其特征在于：所述时钟模块主要有芯片DS1302构成。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明的结构简单，设计合理。

2、本发明的智能化程度高，操作简单，用户只需通过触摸式液晶显示屏设置好超限值，系统自动完成调节跟踪太阳光。

3、本发明的跟踪精度高，采集太阳光的效率高。

4、本发明的经济效益高，节约资源，保护环境。

5、本发明的使用效果好，便于推广使用。

综上所述，本发明结构简单，设计合理，智能化程度高，操作简单，跟踪精度高，采集太阳光的效率高，经济效益高，节约资源，保护环境，使用效果好，便于推广使用。

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。

附图标记说明:

1—远程监控计算机； 2—现场控制器； 2-1—声光报警器；

2-2—MSP430单片机； 2-3—供电电池； 2-4—晶振电路；

2-5—复位电路； 2-6—SD卡数据存储电路；

2-7—触摸式液晶显示屏； 2-8—3G无线通信模块；

2-9—模拟量信号输入接口； 2-10—开关量信号输入接口；

2-11—时钟模块； 2-12—太阳方位角传感器；

2-13—风速传感器； 2-14—东限位开关； 2-15—西限位开关；

2-16—高限位开关； 2-17—低限位开关；

2-18—东西方位步进电机驱动器； 2-19—东西方位步进电机；

2-20—高低方位步进电机； 2-21—高低方位步进电机驱动器。

具体实施方式

如图1所示，本发明包括远程监控计算机1和与所述远程监控计算机1无线连接并通信的现场控制器2，所述现场控制器2包括MSP430单片机2-2和为系统中各用电模块供电的供电电池2-3，以及与所述MSP430单片机2-2相接的晶振电路2-4、复位电路2-5、SD卡数据存储电路2-6、触摸式液晶显示屏2-7和3G无线通信模块2-8，所述MSP430单片机2-2的输入端接有模拟量信号输入接口2-9、开关量信号输入接口2-10和用于为系统提供实时时钟信号的时钟模块2-11，所述模拟量信号输入接口2-9上连接有用于对太阳方位角进行实时检测的太阳方位角传感器2-12和用于对风速进行实时检测的风速传感器2-13，所述开关量信号输入接口2-10上连接有用于对东西方位角跟踪机构向东转动进行限位的东限位开关2-14、用于对东西方位角跟踪机构向西转动进行限位的西限位开关2-15、用于对高低方位角跟踪机构向高转动进行限位的高限位开关2-16和用于对高低方位角跟踪机构向低转动进行限位的低限位开关2-17，所述MSP430单片机2的输出端接有用于驱动东西方位角跟踪机构中的东西方位步进电机2-19的东西方位步进电机驱动器2-18、用于驱动高低方位角跟踪机构中的高低方位步进电机2-20的高低方位步进电机驱动器2-21和用于在东西方位角跟踪机构和高低方位角跟踪机构转动超过极限位置时发出声光报警信号的声光报警器2-1。

本实施例中，所述MSP430单片机2-2为芯片MSP430F169。所述时钟模块2-11主要有芯片DS1302构成。

本发明的工作过程是：用户通过触摸式液晶显示屏2-7设置东西方位角跟踪机构和高低方位角跟踪机构转动极限值，太阳方位角传感器2-12采集太阳方位角通过模拟量信号输入接口2-9传输到MSP430单片机2-2，风速传感器2-13采集风速通过模拟量信号输入接口2-9传输到MSP430单片机2-2，东限位开关2-14采集东西方位角跟踪机构东向限位值通过开关量信号输入接口2-10传输到MSP430单片机2-2，西限位开关2-15采集东西方位角跟踪机构西向限位值通过开关量信号输入接口2-10传输到MSP430单片机2-2，高限位开关2-16采集高低方位角跟踪机构的高限位值通过开关量信号输入接口2-10传输到MSP430单片机2-2，低限位开关2-17采集高低方位角跟踪机构的低限位值通过开关量信号输入接口2-10传输到MSP430单片机2-2，MSP430单片机2-2分析处理太阳角度、风速、东西、高低的数据，并通过东西方位步进电机驱动器2-18控制东西方位步进电机2-19带动东西方位角跟踪机构东西运动和通过高低方位步进电机驱动器2-21控制高低方位步进电机2-20带动高低方位角跟踪机构上下运动，完成整个装置实时跟踪太阳光，MSP430单片机2-2存储数据到SD卡数据存储电路2-6并通过3G无线通信模块2-8传输到远程监控计算机1供用户监控，当东西方位角跟踪机构和高低方位角跟踪机构转动超过极限位置时声光报警器2-1发出声光报警信号。

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

1.一种碟式太阳能热发电用太阳跟踪智能控制系统，其特征在于：包括远程监控计算机（1）和与所述远程监控计算机（1）无线连接并通信的现场控制器（2），所述现场控制器（2）包括MSP430单片机（2-2）和为系统中各用电模块供电的供电电池（2-3），以及与所述MSP430单片机（2-2）相接的晶振电路（2-4）、复位电路（2-5）、SD卡数据存储电路（2-6）、触摸式液晶显示屏（2-7）和3G无线通信模块（2-8），所述MSP430单片机（2-2）的输入端接有模拟量信号输入接口（2-9）、开关量信号输入接口（10）和用于为系统提供实时时钟信号的时钟模块（2-11），所述模拟量信号输入接口（2-9）上连接有用于对太阳方位角进行实时检测的太阳方位角传感器（2-12）和用于对风速进行实时检测的风速传感器（2-13），所述开关量信号输入接口（2-10）上连接有用于对东西方位角跟踪机构向东转动进行限位的东限位开关（2-14）、用于对东西方位角跟踪机构向西转动进行限位的西限位开关（2-15）、用于对高低方位角跟踪机构向高转动进行限位的高限位开关（2-16）和用于对高低方位角跟踪机构向低转动进行限位的低限位开关（2-17），所述MSP430单片机（2-2）的输出端接有用于驱动东西方位角跟踪机构中的东西方位步进电机（2-19）的东西方位步进电机驱动器（2-18）、用于驱动高低方位角跟踪机构中的高低方位步进电机（2-20）的高低方位步进电机驱动器（2-21）和用于在东西方位角跟踪机构和高低方位角跟踪机构转动超过极限位置时发出声光报警信号的声光报警器（2-1）。

2.按照权利要求1所述的碟式太阳能热发电用太阳跟踪智能控制系统，其特征在于：所述MSP430单片机（2-2）为芯片MSP430F169。

3.按照权利要求1所述的碟式太阳能热发电用太阳跟踪智能控制系统，其特征在于：所述时钟模块（2-11）主要有芯片DS1302构成。