CN105159328A - 利用地下浅层土壤温度跟踪太阳赤纬角的装置及调节方法 - Google Patents

Abstract

利用地下浅层土壤温度跟踪太阳赤纬角的装置及调节方法，其目的是利用地下浅层土壤温度的变化规律驱动装置跟踪太阳赤纬角的位置变化，提高跟踪精度，降低跟踪成本，热膨胀流体介质在地下浅层土壤温度的变化作用下热胀冷缩产生的内压强驱动液压缸活塞做往复运动，活塞杆推动旋转支架跟踪太阳赤纬角的变动，并在跟踪装置中增设了干预式温度补偿调节装置或者自动温度补偿调节装置，用于弥补由地下浅层土壤温度与太阳赤纬角变化规律之间存在的相位差；调节方法是在夏至和冬至前后一段时间内调小太阳能接收器的倾角以抵消冬季低温迟滞带来的误差，自动温度补偿调节装置则无需人为调整也能保证全年较高的精确跟踪。

Description

利用地下浅层土壤温度跟踪太阳赤纬角的装置及调节方法

技术领域

本发明属于太阳能利用技术。

背景技术

在地球某一点处的太阳直射入射光线随时在变化着,为了尽可能多地利用太阳直射辐射能，太阳能利用装置要求配备能够跟踪太阳位置的装置，多数太阳能跟踪装置以电驱动装置为主，这类装置跟踪精度高，但跟踪过程中耗能，运行和维护成本高，本发明实现了利用地下浅层土壤温度的规律性变化跟踪太阳赤纬角的变化，该跟踪装置不耗能、成本低、易维护，具有很高的应用前景和市场价值。

关于利用地下浅层土壤温度跟踪太阳赤纬角的装置及调节方法的文献还未找到。有一项技术成为与本专利技术较为类似的最新技术。该项技术是已公开的“利用温度变化自动跟踪太阳能的方法”的发明专利技术，其专利申请号为201110286643.3，该技术以环境温度的日变化规律来跟踪太阳高度角的变化，利用早晨光照补偿来减小吸热迟滞，以提高跟踪精度。该项技术明显存在着以下问题：1、太阳高度角从日出到日落都是在时刻变化着的，从日出时的只有几度到正午时分的七八十度随纬度的增高而降低，再到日落时又回到几度的高度角，变化幅度大，变化速度快，并且随着季节的不同而不同，因此对太阳高度角的跟踪要求响应速度快，而膨胀罐内流体的温度变化由于受传热热阻及装置本身的热惯性的影响和限制，温度变化速率较慢，由膨胀罐内流体温度变化驱动的踊跃装置难于及时跟踪太阳能高度角的变化速率，造成较大的跟踪误差。

2、太阳高度角与环境温度的变化一致性差。环境温度的变化存在短周期性在一天内、中期周期性在两个强对流天气变化期间，长周期性一年内，在短周期内，环境温度与太阳高度角的变化规律也存在时间上和变化特征上的差异；在中周期内，每次强降温天气过后，即使是在相近的几天内，环境温度将随着天气晴好而迅速上升，前后几天内的环境温度变化较大，而太阳高度角的变化规律基本不变；在长周期内，夏季平均气温很高，而冬季平均气温很低，夏季早晚的环境温度较冬季中午的温度还高，但夏季早晚的太阳高度角比冬季中午的太阳高度角低很多，因此太阳高度角与环境温度的变化一致性差，利用环境温度跟踪太阳赤纬角的精度就会较低。

3、天气因素对该技术跟踪精度的影响大，在晴朗且无风的天气条件下，环境温度与太阳高度角存在一定的相关性，该技术尚可跟踪，但在大风、雾天、或多云天气条件下，环境温度与太阳高度角的相关关系减弱，此时利用环境温度跟踪太阳高度角就变得不可能。

4、跟踪目标角度与所使用的环境温度之间存在时间迟滞效应，光照补偿法在解决上升段问题的同时，增加了下降段的跟踪误差，同时在天气较差的条件下，本方法不能使用。在天气晴朗且无风的条件下，环境温度随太阳高度角的升高而上升，随太阳高度角的降低而下降，但并非同步变化，而是有一个相位差，也即时间迟滞，通过环境温度跟踪太阳高度角需要解决时间迟滞问题，而通过光照补偿法解决时间迟滞问题时，太阳高度角上升段通过光照加快了膨胀罐内的温升速率，解决了一部分上升段的时间迟滞问题，但在太阳高度角下降段由于光照的存在，反而使膨胀罐内的温降速率减慢，使问题更严重，跟踪误差加大。如果在有云层遮挡或太阳直射较弱时，本方法不能发挥应有的作用。

5、太阳高度角与日环境温度之间每天都存在时间迟滞效应，因此通过环境温度跟踪太阳高度角时必须每天都进行温度补偿调节器节，调节频次高，如果手动调节则需要专人负责，费时费力且成本高；如果光照调节，则很难上升段与下降段兼顾，因此这种跟踪装置精确跟踪成本高，非精确跟踪则误差大。

发明内容

本发明的目的是利用地下浅层土壤温度的变化规律驱动装置跟踪太阳赤纬角的位置变化，提高跟踪精度，降低跟踪成本。

本发明是利用地下浅层土壤温度跟踪太阳赤纬角的装置及调节方法，利用地下浅层土壤温度跟踪太阳赤纬角的装置南北向放置，设有北支撑杆3和南支撑杆12，在南支撑杆12或者北支撑杆3上串接有伸缩式液压缸6及其活塞杆11，液压缸6的内腔与埋在地下浅层土壤10中的热膨胀罐8的内腔联通，在液压缸6和热膨胀罐8的内腔中充满有热膨胀流体介质9，在由太阳能接收器1下面的托架18、北支撑杆3、南支撑杆12和基座13所组成的多边形结构中，至少有三个旋转活动节点，本装置设有干预式温度补偿调节装置16，或者设有自动温度补偿调节装置19，干预式温度补偿调节装置16设在北支撑杆3上，或者在南支撑杆12上，或者在托架18上，或者在液压缸6上，或者在导压软管7上，或者在热膨胀罐8上，自动温度补偿调节装置19设在北支撑杆3上，或者在南支撑杆12上。

利用地下浅层土壤温度跟踪太阳赤纬角的装置的调节方法，所述的干预式温度补偿调节装置16，其调节方法为：在每年的6月1日之8月31之间，通过干预式温度补偿调节装置16分1～5次逐次缩短南支撑杆12或者伸长北支撑杆3，以便调大太阳能接收器1的倾角，总共调大5～20度；在每年的12月1日之2月28之间，通过干预式温度补偿调节装置16分1～5次逐次加长南支撑杆12，或者缩短北支撑杆3，调小太阳能接收器1的倾角，总共调小5～20度。

本发明的有益效果为：

1、本发明专利不再跟踪太阳高度角转而跟踪太阳赤纬角，太阳赤纬角以一年为周期，从冬至的南回归线到夏至的北回归线，再到南回归线，年总计变化幅度为47度，每24小时变化0.26度，因此跟踪太阳赤纬角的装置在某一天中几乎可以一动不动，其跟踪误差也小于0.26度，因此太阳赤纬角跟踪装置所要求的响应速度慢，适合以膨胀罐内液体的温度变化进行跟踪，并且跟踪精度高。

2、太阳赤纬角与地下浅层土壤温度的变化一致性好。首先，地下浅层土壤温度在一年中随太阳赤纬角的变化作有规律的变动，在北半球，当太阳能赤纬角升高时北正南负，地下浅层土壤温度也随之上升，当太阳能赤纬角降低时，地下浅层土壤温度也随之下降；其次，地下浅层土壤温度每天的变化幅度很小，这点变化特性与太阳赤纬角的变化特性非常一致；因此，太阳赤纬角与地下浅层土壤温度的变化一致性好，利用地下浅层土壤温度跟踪太阳赤纬角精度高。

3、天气变化对本装置跟踪精度的影响小。由于土壤的导热系数小及大地巨大的热惯性的存在，像刮风、下雨、降温等短期强对流天气对地下浅层土壤温度的影响很小，因此即使在这种恶劣的天气条件下，本装置也能很好地跟踪太阳赤纬角。

4、本发明采用的干预式温度补偿调节装置或者自动温度补偿调节装置都较好地解决了跟踪目标角度与所使用温度之间存在的时间迟滞效应。本发明在北支撑杆、或者是南支撑杆、或者是液压缸、或者是导压软管、或者是热膨胀罐上设有干预式温度补偿调节装置，在每年夏至前后调大太阳能接收器的倾角，在冬至前后调小太阳能接收器的倾角的方式解决了跟踪目标角度与所使用温度之间存在的时间迟滞效应，因为调节次数少，手动调节，调节方便，采用上升段前后和下降段前后两头调节，因此能同时在太阳赤纬角的上升段和下降段调整时滞效应，使得全年跟踪精度都较高；另一方面，本发明在北支撑杆、或者是南支撑杆上安装的凸轮式自动温度补偿调节装置，可以根据装置应用地区太阳赤纬角与地下浅层土壤温度变化规律之间的不一致性，特别加工出凸轮的外形形状，一次性解决太阳赤纬角与地下浅层土壤温度变化曲线之间存在的时间迟滞效应，全自动运行，尽管前期加工成本稍高，但跟踪精度高，不需人工干预调节，方便高效。两种温度补偿调节装置各有优点，都能较好地解决跟踪目标角度与所使用温度之间存在的时间迟滞效应。

5、太阳赤纬角与地下浅层土壤温度之间的时间迟滞效应每年只有一次，对于干预式温度补偿调节装置，只需在夏至和冬至前后各调节1～5次即可，因时间迟滞效应所引起的调节次数少，调节后跟踪精度高如果在夏至和冬至前后各调节4次，年跟踪最大误差可减小到2度，在部分装置中手动调节即可满足要求，因此跟踪装置成本低；对于自动温度补偿调节装置，因无需人工调整，省时省力，因此总跟踪成本也较低。

附图说明

下面根据实施例和附图对本发明专利作进一步详细说明；

图1是本发明专利的跟踪装置侧视图；

图2是安装有手动液压调节型调节装置的跟踪装置侧视图；

图3是膨胀罐与液压缸一体化的跟踪装置侧视图；

图4是三角架形跟踪装置侧视图；

图5是安装自动温度补偿调节装置的跟踪装置侧视图，附图标记及对应名称为：1、太阳能接收器；2、第一旋转活动节点；3、北支撑杆；4、第二旋转活动节点；5、第三旋转活动节点；6、液压缸；7、导压软管；8、热膨胀罐；9、热膨胀流体介质；10、土壤；11、活塞杆；12、南支撑杆；13、基座；14、注液排液口；15、阀门；16、干预式温度补偿调节装置；17、绝热层,18、托架，19、自动温度补偿调节装置。

具体实施方式

以下结合附图1-5对本发明的实施作进一步详细说明，但对相关领域的技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均有可能发生改变。所以，不应将本说明书理解为对本发明的限制。在本发明基本思想限制下的任何改变均属于本发明范畴之内，本发明的专利保护范围应有权利要求限制。

如图1、图2、图3、图4、图5所示，本发明提供了一种利用地下浅层土壤温度跟踪太阳赤纬角的装置及调节方法，其具体实施方式是：该装置南北向放置，设有南北两组支撑杆：北支撑杆3和南支撑杆12，在南支撑杆12或者北支撑杆3上串接有伸缩式液压缸6及其活塞杆11，液压缸6的内腔与埋在地下浅层土壤10中的热膨胀罐8的内腔联通，在液压缸6和热膨胀罐8的内腔中充满有热膨胀流体介质9，在由太阳能接收器1下面的托架18、北支撑杆3、南支撑杆12和基座13所组成的多边形结构中，至少有三个旋转活动节点，本装置或者设有干预式温度补偿调节装置16，或者设有自动温度补偿调节装置19，干预式温度补偿调节装置16设在北支撑杆3、或者是南支撑杆12、或者是托架18、或者是液压缸6、或者是导压软管7、或者是热膨胀罐8上，自动温度补偿调节装置19设在北支撑杆3上，或者是南支撑杆12上。

如图1、图2、图3、图4、图5所示，热膨胀罐8在土壤10中的埋深在5cm～100cm之间，或者将热膨胀罐8放置在地面以上位置，但加装30cm厚以上的绝热层17，以防止环境温度的短期波动对其造成的影响。

如图1、图2、图3、图4、图5所示，液压缸6或者通过导压软管7与热膨胀罐8相联通，或者直接安装在热膨胀罐8上，液压缸6的内腔直接与热膨胀罐8的内腔相连接。

如图1、图3、图4、图5所示，在导压软管7或热膨胀罐8上设有注液排液口14和阀门15。

如图1、图2、图3、图4所示，干预式温度补偿调节装置16或者是螺杆调节装置，或者是滑套调节装置,或者是滑块调节装置,或者是液压调节装置、或者是气压调节装置。

如图5所示，自动温度补偿调节装置19是凸轮调节装置，凸轮调节装置的轴心固定，活塞杆11的外端点与凸轮盘面上的一点相连接，活塞杆11的往复运行驱动凸轮绕其轴心做圆周运动，连接凸轮边缘最远点和最近点的连线与连接活塞杆11端点运动轨迹最远点和最近点的连线之间的夹角为10～60度，连接凸轮边缘线距中心最远点和最近点的连线将凸轮边缘线分为上升部分与下降部分两部分，安装在南支撑杆12上的凸轮调节装置在活塞杆11处于最低位时凸轮边缘线距中心最远的点朝下，安装在南支撑杆12上的凸轮调节装置的上升部分的边缘线距中心的距离大于下降部分的边缘线距中心的距离，安装在北支撑杆3上的凸轮调节装置与安装在南支撑杆12上的凸轮调节装置相反，托架18的一端与不安装液压缸6的南支撑杆12或者北支撑杆3连接，另一端沿凸轮的上部边缘线或下部边缘线运动。

如图1、图2、图5所示，在液压缸6和导压软管7的外表面或者设有绝热层17。

如图1、图2、图3、图4所示，干预式温度补偿调节装置16的调节方法是：在每年的6月1日之8月31之间，通过干预式温度补偿调节装置16分1～5次逐次缩短南支撑杆12或者伸长北支撑杆3,以便调大太阳能接收器1的倾角，总共调大5～20度；在每年的12月1日之2月28之间，通过干预式温度补偿调节装置16分1～5次逐次加长南支撑杆12，或者缩短北支撑杆3，调小太阳能接收器1的倾角，总共调小5～20度。

下面结合具体的实施例对本发明专利技术进行进一步说明。

实施例1

如图1所示，该装置南北向放置，设有南北两组支撑杆：北支撑杆3和南支撑杆12，在南支撑杆12上串接有伸缩式液压缸6及其活塞杆11，液压缸6的内腔与埋在地下浅层土壤10中的热膨胀罐8的内腔联通，在液压缸6和热膨胀罐8的内腔中充满有热膨胀流体介质9，在由太阳能接收器1下面的托架18、北支撑杆3、南支撑杆12和基座13所组成的多边形结构中，有三个旋转活动节点，在南支撑杆12上设有螺杆调节型干预式温度补偿调节装置16。

热膨胀罐8在土壤10中的埋深为50cm，液压缸6通过导压软管7与热膨胀罐8相联通，在导压软管7上设有注液排液口14和阀门15，在与热膨胀流体介质9直接接触的地面以上的装置，如液压缸6、导压软管7等外表面设置有绝热层17，以减少环境温度对热膨胀流体介质9温度的影响。

其干预式温度补偿调节方法的是：在每年的7月1日之7月15之间，通过干预式温度补偿调节装置16一次性将南支撑杆12缩短一定长度,以使太阳能接收器1的倾角在原基础上增大16度；在每年的1月5日之1月20之间，再通过干预式温度补偿调节装置16一次性加长南支撑杆12，以使太阳能接收器1的倾角在原基础上减小16度。

实施例2

如图2所示，在实施例1的基础上，将螺杆液压型干预式温度补偿调节装置16改装到热膨胀罐8上，热膨胀罐8在土壤10中的埋深为30cm，液压缸6通过导压软管7与热膨胀罐8相联通，该装置不设单独的注液排液口14和阀门15，而是以螺杆液压型干预式温度补偿调节装置16作为注液排液口14和阀门15，在地面以上的装置外表面设置有绝热层17，以减少环境温度对热膨胀流体介质9温度的影响。

其干预式温度补偿调节方法改为：在每年的6月1日之8月31之间，通过干预式温度补偿调节装置16分2次逐次缩短南支撑杆12,以便调大太阳能接收器1的倾角，总共调大5度；在每年的12月1日之2月28之间，再通过干预式温度补偿调节装置16分2次逐次加长南支撑杆12，调小太阳能接收器1的倾角，总共调小5度。

实施例3

如图3所示，在实施例1的基础上，将干预式温度补偿调节装置16改为滑套调节装置，将干预式温度补偿调节装置16改装到北支撑杆3上，热膨胀罐8在土壤10中的埋深为100cm，液压缸6直接与热膨胀罐8相联通，注液排液口14和阀门15改在热膨胀罐8，在地面以上的装置外表面不设绝热层17。

其干预式温度补偿调节方法改为：在每年的6月1日之8月31之间，通过干预式温度补偿调节装置16分3次逐次伸长北支撑杆3,以便调大太阳能接收器1的倾角，总共调大15度；在每年的12月1日之2月28之间，再通过干预式温度补偿调节装置16分3次逐次缩短北支撑杆3，调小太阳能接收器1的倾角，总共调小15度。

实施例4

如图4所示，在实施例1的基础上，将干预式温度补偿调节装置16改为滑块调节装置，将干预式温度补偿调节装置16改装到北支撑杆3上，热膨胀罐8在土壤10中的埋深为80cm，液压缸6通过导压软管7与热膨胀罐8相联通，注液排液口14和阀门15改在导压软管7，在地面以上的装置外表面不设绝热层17。

其干预式温度补偿调节方法改为：在每年的6月1日之8月31之间，通过干预式温度补偿调节装置16分4次逐次伸长北支撑杆3,以便调大太阳能接收器1的倾角，总共调大12度；在每年的12月1日之2月28之间，再通过干预式温度补偿调节装置16分4次逐次缩短北支撑杆3，调小太阳能接收器1的倾角，总共调小12度。

实施例5

如图1～图4所示，在实施例1的基础上，将干预式温度补偿调节装置16改为液压调节装置，将干预式温度补偿调节装置16改装到导压软管7上，热膨胀罐8在土壤10中的埋深为5cm，液压缸6通过导压软管7与热膨胀罐8相联通，无注液排液口14和阀门15，在地面以上的装置外表面设有绝热层17。

其干预式温度补偿调节方法改为：在每年的6月1日之8月31之间，通过干预式温度补偿调节装置16分5次逐次缩短南支撑杆12,以便调大太阳能接收器1的倾角，总共调大20度；在每年的12月1日之2月28之间，再通过干预式温度补偿调节装置16分5次逐次加长南支撑杆12，调小太阳能接收器1的倾角，总共调小20度。

实施例6

如图1～图4所示，在实施例1的基础上，将干预式温度补偿调节装置16改为滑块调节装置，将干预式温度补偿调节装置16改装到太阳能接收器1的托架18上，热膨胀罐8放置在地面以上，液压缸6直接与热膨胀罐8相联通，注液排液口14和阀门15直接安装在热膨胀罐8上，在地面以上的装置外表面设有30cm厚聚胺脂绝热层17。

其干预式温度补偿调节方法改为：在每年的6月1日之8月31之间，通过干预式温度补偿调节装置16分2次逐次缩短南支撑杆12,以便调大太阳能接收器1的倾角，总共调大18度；在每年的12月1日之2月28之间，再通过干预式温度补偿调节装置16分2次逐次加长南支撑杆12，调小太阳能接收器1的倾角，总共调小18度。

实施例7

如图1～图4所示，在实施例1的基础上，将干预式温度补偿调节装置16改为气压调节装置，将干预式温度补偿调节装置16改装到热膨胀罐8上，热膨胀罐8放置在地面以上，液压缸6直接与热膨胀罐8相联通，不设注液排液口14和阀门15，在地面以上的装置外表面设有30cm厚聚胺脂绝热层17。

其干预式温度补偿调节方法改为：在每年的6月1日之8月31之间，通过干预式温度补偿调节装置16分3次逐次缩短南支撑杆12,以便调大太阳能接收器1的倾角，总共调大10度；在每年的12月1日之2月28之间，再通过干预式温度补偿调节装置16分2次逐次加长南支撑杆12，调小太阳能接收器1的倾角，总共调小10度。

实施例8

如图1～图4所示，在实施例1的基础上，将伸缩式液压缸6及其活塞杆11改为安装在北支撑杆3上，并在活塞杆11和北支撑杆3联接处设有一个活动转盘,活塞杆11和北支撑杆3分别连接在转盘直径的两端，当活塞杆11向上运行时,北支撑杆3向下运行,反之则反之。

在南支撑杆12上设有螺杆调节型干预式温度补偿调节装置16

其干预式温度补偿调节方法改为：在每年的6月1日之8月31之间，通过干预式温度补偿调节装置16分4次逐次缩短南支撑杆12,以便调大太阳能接收器1的倾角，总共调大16度；在每年的12月1日之2月28之间，再通过干预式温度补偿调节装置16分2次逐次加长南支撑杆12，调小太阳能接收器1的倾角，总共调小16度。

实施例9

如图5所示，在实施例1的基础上，将干预式温度补偿调节装置16改为凸轮式自动温度补偿调节装置19，并安装在南支撑杆12上，其他与实施例1相同，连接凸轮边缘最远点和最近点的连线与连接活塞杆11端点运动轨迹最远点和最近点的连线之间的夹角为60度。本装置全年无需人为干预调整，跟踪装置也能进行精确跟踪。

实施例10

如图5所示，在实施例9的基础上，将凸轮式自动温度补偿调节装置19改为安装在北支撑杆3上，凸轮调节装置在活塞杆11处于最低位时凸轮边缘线距中心最远的点朝上，凸轮调节装置的上升部分的边缘线距中心的距离较下降部分的边缘线距中心的距离近，连接凸轮边缘最远点和最近点的连线与连接活塞杆11端点运动轨迹最远点和最近点的连线之间的夹角为10度。本装置全年无需人为干预调整，跟踪装置也能进行精确跟踪。

Claims (8)

1.利用地下浅层土壤温度跟踪太阳赤纬角的装置，其特征是：该装置南北向放置，设有北支撑杆（3）和南支撑杆（12），在南支撑杆（12）或者北支撑杆（3）上串接有伸缩式液压缸（6）及其活塞杆（11），液压缸（6）的内腔与埋在地下浅层土壤（10）中的热膨胀罐（8）的内腔联通，在液压缸（6）和热膨胀罐（8）的内腔中充满有热膨胀流体介质（9），在由太阳能接收器（1）下面的托架（18）、北支撑杆（3）、南支撑杆（12）和基座（13）所组成的多边形结构中，至少有三个旋转活动节点，本装置设有干预式温度补偿调节装置（16），或者设有自动温度补偿调节装置（19），干预式温度补偿调节装置（16）设在北支撑杆（3）上，或者在南支撑杆（12）上，或者在托架（18）上，或者在液压缸（6）上，或者在导压软管（7）上，或者在热膨胀罐（8）上，自动温度补偿调节装置（19）设在北支撑杆（3）上，或者在南支撑杆（12）上。

2.根据权利要求1所述的利用地下浅层土壤温度跟踪太阳赤纬角的装置，其特征是：热膨胀罐（8）在土壤（10）中的埋深在5cm～100cm之间；或者将热膨胀罐（8）放置在地面以上位置，加装30cm厚以上的绝热层（17），以防止环境温度的短期波动对其造成的影响。

3.根据权利要求1所述的利用地下浅层土壤温度跟踪太阳赤纬角的装置，其特征是：液压缸（6）通过导压软管（7）与热膨胀罐（8）相联通，或者直接安装在热膨胀罐（8）上，液压缸（6）的内腔直接与热膨胀罐（8）的内腔相连接。

4.根据权利要求1所述的利用地下浅层土壤温度跟踪太阳赤纬角的装置，其特征是：在导压软管（7）或热膨胀罐（8）上设有注液排液口（14）和阀门（15）。

5.根据权利要求1所述的利用地下浅层土壤温度跟踪太阳赤纬角的装置，其特征是：干预式温度补偿调节装置（16）是螺杆调节装置，或者是滑套调节装置，或者是滑块调节装置，或者是液压调节装置，或者是气压调节装置。

6.根据权利要求1所述的利用地下浅层土壤温度跟踪太阳赤纬角的装置，其特征是：自动温度补偿调节装置（19）是凸轮调节装置，凸轮调节装置的轴心固定，活塞杆（11）的外端点与凸轮盘面上的一点相连接，活塞杆（11）的往复运行驱动凸轮绕其轴心做圆周运动，连接凸轮边缘最远点和最近点的连线与连接活塞杆（11）端点运动轨迹最远点和最近点的连线之间的夹角为10～60度，连接凸轮边缘线距中心最远点和最近点的连线将凸轮边缘线分为上升部分与下降部分两部分，安装在南支撑杆（12）上的凸轮调节装置在活塞杆（11）处于最低位时凸轮边缘线距中心最远的点朝下，安装在南支撑杆（12）上的凸轮调节装置的上升部分的边缘线距中心的距离大于下降部分的边缘线距中心的距离，安装在北支撑杆（3）上的凸轮调节装置与安装在南支撑杆（12）上的凸轮调节装置相反，托架（18）的一端与不安装液压缸（6）的南支撑杆（12）或者北支撑杆（3）连接，另一端沿凸轮的上部边缘线或下部边缘线运动。

7.根据权利要求1所述的利用地下浅层土壤温度跟踪太阳赤纬角的装置，其特征是：在液压缸（6）和导压软管（7）的外表面设有绝热层（17）。

8.利用地下浅层土壤温度跟踪太阳赤纬角的装置的调节方法，其特征在于所述的干预式温度补偿调节装置（16），其调节方法为：在每年的6月1日之8月31之间，通过干预式温度补偿调节装置（16）分1～5次逐次缩短南支撑杆（12）或者伸长北支撑杆（3）,以便调大太阳能接收器（1）的倾角，总共调大5～20度；在每年的12月1日之2月28之间，通过干预式温度补偿调节装置（16）分1～5次逐次加长南支撑杆（12），或者缩短北支撑杆（3），调小太阳能接收器（1）的倾角，总共调小5～20度。