CN106155103A - 一种视日跟踪器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种视日跟踪器,外壳包括一半球形的空心的上盖和一底座，上盖的外表面设有多个通孔，每一个通孔上设有一个感光探头，电路板包括跟踪模块，单片机控制器以及驱动模块；跟踪模块由光电跟踪和视日跟踪相结合，第一级按视日运动轨迹通过程序跟踪，第二级采用光电传感器来矫正跟踪，驱动模块驱动步进电机和直线电机运转，分别控制绕极轴转动和俯仰角调节，以实现对太阳的自动跟踪。适合不同槽式太阳能光热发热系统的应用；追踪精度高；自动采集太阳能，自动化程度高，获取效率高效；驱动精确。

Description

一种视日跟踪器

技术领域

本发明涉及太阳能利用装置技术领域，更具体地说涉及一种视日跟踪器。

背景技术

太阳能作为一种新兴的绿色能源有着石化能源无法比拟的优越性，但辐射到地面

的阳光受到气候、纬度、经度等自然条件的影响，存在着间歇性、光照方向、光照强度随时间不断变化的问题。为充分利用太阳能，实施太阳跟踪。目前，太阳跟踪方式主要有两种：一种是光电跟踪，另一种是根据视日运动轨迹跟踪。光电跟踪是光电传感器根据入射光线的强弱变化调整采光板角度，实现太阳跟踪。光电跟踪灵敏度高，但易受外界干扰，跟踪精度和可靠性均比较低。视日运动轨迹跟踪是根据太阳运行规律获得的一天内各时刻的太阳高度和太阳方位角调整采光板角度，实现太阳跟踪。视日运动轨迹跟踪抗干扰性强，可靠性较高，但受获取太阳高度和太阳方位角过程中的误差影响以及跟踪装置精密程度的影响，跟踪精度较低。

对于太阳自动跟踪技术，人们已经做了许多研究。很多专利和文章介绍了利用各种类型传感器，设计各种机械结构，来实现跟踪太阳的目的。在太阳跟踪方面，单轴跟踪装置投资相对较少，跟踪设备结构简单。但由于入射光线不能始终与主光轴平行，收集太阳能的效果并不十分理想。

在有些太阳能设备中，如点聚焦式接收装置，则只能采用双轴跟踪装置。双轴跟踪装置可用于任何一种太阳能装置来提高其运行效率。有关双轴跟踪装置研究和应用也是比较多的。

发明内容

本发明克服了现有技术中的不足，提供了一种视日跟踪器。

本发明的目的通过下述技术方案予以实现。

一种视日跟踪器,包括外壳、设于所述外壳外表面的感光探头、及设于所述外壳内部的电路板，所述外壳包括一半球形的空心的上盖和一底座，所述上盖的外表面设有多个通孔，每一个所述通孔上设有一个所述感光探头，所述电路板包括跟踪模块，单片机控制器以及驱动模块；所述跟踪模块由光电跟踪和视日跟踪相结合，第一级按视日运动轨迹通过程序跟踪，第二级采用光电传感器来矫正跟踪；所述驱动模块驱动步进电机和直线电机运转，分别控制绕极轴转动和俯仰角调节，以实现对太阳的自动跟踪；跟踪同时实时检测风速风向、光照强度和太阳能电池参数，所述跟踪模块的视日跟踪是由视日运动轨迹控制软件计算出太阳运行轨迹，进而实时跟踪；光电跟踪是利用光电传感器来测定入射太阳光线和系统光轴间的偏差，启动跟踪模块时采用定时判断光强电压是否达到光电跟踪范围，如果达到光电跟踪范围启动光电跟踪进行修正，如果没有达到光电跟踪范围采用视日运动轨迹跟踪，当达到光电跟踪的光强时启动光电跟踪进行修正，所述风速风向检测和光照强度检测当检测到破坏性大风时，系统应使太阳能电池板转到最佳斜角位置，之后电机停转，保护太阳能电池，光照强度传感器检测当时当地的光照强度，进而判断天气状况，以便跟踪模式的切换，所述太阳能电池参数实时采集太阳能电池的温度、电压和电流，以便太阳能电池输出最大功率。

所述感光探头包括镜筒、凸透镜和光敏电阻。

所述上盖的顶部正中央设有一通孔，以中央的通孔为十字形中心点在四个方向上分别设两个通孔，九个通孔的中心延长线汇交于半球体的球心。

所述底座的上表面下凹形成放置所述电路板的空间。

所述太阳光跟踪传感器还包括与外部控制器连接的接口电缆，所述接口电缆从电路板引出到壳体外部。

本发明的有益效果为：可以根据配置参数的不同，通过PLC系统的科学计算，进行相应配置来满足当下主流槽式太阳光热发电系统的太阳跟踪应用。目前主流的槽式太阳光热发电系统聚光器的长度都是100米，120米和150米等几个不同的方案，甚至于可能达到200米长；同时每个聚光器的循环回路有4组，6组和8组等要求也不一样；所以，经过研究和实践发现不同聚光器长度，循环回路聚光器模组数以及风栽系数不同，所要求的跟踪系统会差别非常的大。由于镜面抛物线形式的区别，造成对聚焦精度和条件时间的不同。采用不同的钢结构支架造成的驱动系统的负载能力的不同。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明中电路板的连接示意图。

图中：1为上盖，2为底座，3为感光探头，4为接口电缆。

具体实施方式

下面通过具体的实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。

如图1和图2所示，其中，1为上盖，2为底座，3为感光探头，4为接口电缆。

一种视日跟踪器,包括外壳、设于外壳外表面的感光探头、及设于外壳内部的电路板，外壳包括一半球形的空心的上盖和一底座，上盖的外表面设有多个通孔，每一个通孔上设有一个感光探头，电路板包括跟踪模块，单片机控制器以及驱动模块；跟踪模块由光电跟踪和视日跟踪相结合，第一级按视日运动轨迹通过程序跟踪，第二级采用光电传感器来矫正跟踪，驱动模块驱动步进电机和直线电机运转，分别控制绕极轴转动和俯仰角调节，以实现对太阳的自动跟踪；跟踪同时实时检测风速风向、光照强度和太阳能电池参数，跟踪模块的视日跟踪是由视日运动轨迹控制软件计算出太阳运行轨迹，进而实时跟踪；光电跟踪是利用光电传感器来测定入射太阳光线和系统光轴间的偏差，启动跟踪模块时采用定时判断光强电压是否达到光电跟踪范围，如果达到光电跟踪范围启动光电跟踪进行修正，如果没有达到光电跟踪范围采用视日运动轨迹跟踪，当达到光电跟踪的光强时启动光电跟踪进行修正，风速风向检测和光照强度检测当检测到破坏性大风时，系统应使太阳能电池板转到最佳斜角位置，之后电机停转，保护太阳能电池，光照强度传感器检测当时当地的光照强度，进而判断天气状况，以便跟踪模式的切换，太阳能电池参数实时采集太阳能电池的温度、电压和电流，以便太阳能电池输出最大功率。

感光探头包括镜筒、凸透镜和光敏电阻。

上盖的顶部正中央设有一通孔，以中央的通孔为十字形中心点在四个方向上分别设两个通孔，九个通孔的中心延长线汇交于半球体的球心。

底座的上表面下凹形成放置电路板的空间。

太阳光跟踪传感器还包括与外部控制器连接的接口电缆，接口电缆从电路板引出到壳体外部。

可以根据配置参数的不同，通过PLC系统的科学计算，进行相应配置来满足当下主流槽式太阳光热发电系统的太阳跟踪应用。目前主流的槽式太阳光热发电系统聚光器的长度都是100米，120米和150米等几个不同的方案，甚至于可能达到200米长；同时每个聚光器的循环回路有4组，6组和8组等要求也不一样；所以，经过研究和实践发现不同聚光器长度，循环回路聚光器模组数以及风栽系数不同，所要求的跟踪系统会差别非常的大。由于镜面抛物线形式的区别，造成对聚焦精度和条件时间的不同。采用不同的钢结构支架造成的驱动系统的负载能力的不同。

以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种视日跟踪器,其特征在于：包括外壳、设于所述外壳外表面的感光探头、及设于所述外壳内部的电路板，所述外壳包括一半球形的空心的上盖和一底座，所述上盖的外表面设有多个通孔，每一个所述通孔上设有一个所述感光探头，所述电路板包括跟踪模块，单片机控制器以及驱动模块；所述跟踪模块由光电跟踪和视日跟踪相结合，第一级按视日运动轨迹通过程序跟踪，第二级采用光电传感器来矫正跟踪；所述驱动模块驱动步进电机和直线电机运转，分别控制绕极轴转动和俯仰角调节，以实现对太阳的自动跟踪；跟踪同时实时检测风速风向、光照强度和太阳能电池参数，所述跟踪模块的视日跟踪是由视日运动轨迹控制软件计算出太阳运行轨迹，进而实时跟踪；光电跟踪是利用光电传感器来测定入射太阳光线和系统光轴间的偏差，启动跟踪模块时采用定时判断光强电压是否达到光电跟踪范围，如果达到光电跟踪范围启动光电跟踪进行修正，如果没有达到光电跟踪范围采用视日运动轨迹跟踪，当达到光电跟踪的光强时启动光电跟踪进行修正，所述风速风向检测和光照强度检测当检测到破坏性大风时，系统应使太阳能电池板转到最佳斜角位置，之后电机停转，保护太阳能电池，光照强度传感器检测当时当地的光照强度，进而判断天气状况，以便跟踪模式的切换，所述太阳能电池参数实时采集太阳能电池的温度、电压和电流，以便太阳能电池输出最大功率。

2.根据权利要求1所述的一种视日跟踪器，其特征在于：所述感光探头包括镜筒、凸透镜和光敏电阻。

3.根据权利要求1所述的一种视日跟踪器，其特征在于：所述上盖的顶部正中央设有一通孔，以中央的通孔为十字形中心点在四个方向上分别设两个通孔，九个通孔的中心延长线汇交于半球体的球心。

4.根据权利要求1所述的一种视日跟踪器，其特征在于：所述底座的上表面下凹形成放置所述电路板的空间。

5.根据权利要求1所述的一种视日跟踪器，其特征在于：所述太阳光跟踪传感器还包括与外部控制器连接的接口电缆，所述接口电缆从电路板引出到壳体外部。