CN106403313B - 一种抛物面槽式立轴跟踪太阳能集热器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种抛物面槽式立轴跟踪太阳能集热器，主要包括光伏电池板Ⅰ、光伏电池板Ⅱ、反射镜、真空管、真空管支架Ⅰ、真空管支架Ⅱ、步进电机、控制单元、蓄电池、冷水管、热水管、旋转主轴，所述热水管和冷水管分别安装于真空管的前后两端，真空管安装在真空管支架Ⅰ和真空管支架Ⅱ上，真空管支架Ⅰ和真空管支架Ⅱ安装在旋转主轴上；所述光伏电池板Ⅰ和光伏电池板Ⅱ分别安装于反射镜的左右两端，反射镜安装在旋转主轴上；所述控制单元、蓄电池、步进电机安装在反射镜的前端；本发明安装方便，高效节能，尤其适合农村和偏远山区的区域供暖与供热。

Description

一种抛物面槽式立轴跟踪太阳能集热器
技术领域
本发明涉及一种太阳能集热器，具体涉及一种适合农村和偏远山区供热和供暖的抛物面槽式立轴跟踪太阳能集热器。
背景技术
现有的太阳能集热器为平板式集热器和固定真空管集热器；这两种太阳能集热器难以充分利用不断变化角度的太阳光，太阳能集热器的日平均太阳能利用率及集热温度较低；并且大多数农村和山区仍然不能进行集中供热和供暖，鉴于此，目前迫切需要设计一种适合为农村和偏远山区供热和供暖的跟踪式太阳能集热器。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题与缺陷，本发明的目的在于提供一种抛物面槽式立轴跟踪太阳能集热器，以提高集热效率、便于为农村和山区的供暖与供热。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种抛物面槽式立轴跟踪太阳能集热器，包括光伏电池板Ⅰ、光伏电池板Ⅱ、反射镜、真空管、真空管支架Ⅰ、真空管支架Ⅱ、冷水管、热水管、步进电机、联轴器、控制单元、蓄电池、旋转主轴、前固定支架、后固定支架；
其特征在于，所述热水管和冷水管分别安装于真空管的前后两端，所述真空管安装在真空管支架Ⅰ和真空管支架Ⅱ上，所述真空管支架Ⅰ和真空管支架Ⅱ安装在旋转主轴上，所述光伏电池板Ⅰ和光伏电池板Ⅱ分别安装于反射镜的左右两端，所述反射镜安装在旋转主轴上，所述旋转主轴安装在前固定支架和后固定支架上；所述的光伏电池板Ⅰ和光伏电池板Ⅱ将光能转化为电能存储在蓄电池中，所述蓄电池用于为步进电机供电，所述控制单元、蓄电池、步进电机安装在反光镜的前端；所述联轴器用于连接旋转主轴和步进电机的轴。
本发明一种抛物面槽式立轴跟踪太阳能集热器的工作原理是：
首先根据将集热器南北方向安装，设置旋转主轴与水平面之间的夹角为当地纬度，然后冷水从冷水管端进入真空管，反光镜聚光至真空管并对其进行加热，同时光伏电池板Ⅰ和光伏电池板Ⅱ将太阳光能转化为电能存储在蓄电池中，当太阳光的角度发生偏转时，反光镜左右的两光伏电池板接收太阳光的强度发生变化，从而导致两光伏电池板产生的电势存在电势差，控制单元根据电势差控制步进电机的转动方向，在安装控制单元的一端观察时，若光伏电池板Ⅰ的电势与光伏电池板Ⅱ的电势差大于零，则步进电机顺时针转动，若光伏电池板Ⅰ的电势与光伏电池板Ⅱ的电势差小于零，则步进电机逆时针转动，若光伏电池板Ⅰ的电势与光伏电池板Ⅱ的电势差等于零，则步进电机静止。
本发明的有益效果是，可沿东西方向跟踪不同角度的太阳光，获得持续较高的集热效果，显著提高日平均集热效率，并且驱动反射镜旋转的动力完全来自光伏电池板转化的电能，而不需要另外布置电源及其电路，具有安装方便、高效集热、节能的特点，尤其适合为农村和偏远山区的区域供暖和供热。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明：
图1为本发明一种抛物面槽式立轴跟踪太阳能集热器的主视图。
图2为本发明一种抛物面槽式立轴跟踪太阳能集热器的左视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明：
图1为本发明一种抛物面槽式立轴跟踪太阳能集热器的主视图，包括光伏电池板Ⅰ（8）、光伏电池板Ⅱ（2）、反射镜（1）、真空管（3）、真空管支架Ⅰ（5）、真空管支架Ⅱ（11）、冷水管（6）、热水管（10）、步进电机（15）、联轴器（12）、控制单元（13）、蓄电池（14）、旋转主轴（7）、前固定支架（9）、后固定支架（4）；所述热水管（10）和冷水管（6）分别安装于真空管（3）的左右两端，所述真空管（3）安装在真空管支架Ⅰ（5）和真空管支架Ⅱ（11）上，所述真空管支架Ⅰ（5）和真空管支架Ⅱ（11）安装在旋转主轴（7）上，所述光伏电池板Ⅰ（8）和光伏电池板Ⅱ（2）分别安装于反射镜（1）的左右两端，所述反射镜（1）安装在旋转主轴（7）上，所述旋转主轴（7）安装在前固定支架（9）和后固定支架（4）上，所述控制单元（13）、蓄电池（14）、步进电机（15）安装在反射镜（1）的前端；所述联轴器（12）用于连接旋转主轴（7）和步进电机（15）的轴。
图2为本发明一种抛物面槽式立轴跟踪太阳能集热器的左视图，集热器需南北方向布置，使反光镜（1）对太阳进行东西方向追踪，旋转主轴（7）与水平面之间的倾角大小设置为当地纬度数，光伏电池板Ⅰ（8）和光伏电池板Ⅱ（2）将光能转化为电能存储在蓄电池（14）中，蓄电池（14）用于为步进电机（15）供电；控制单元（13）根据光伏电池板Ⅰ（8）和光伏电池板Ⅱ（2）的电势差控制步进电机（15）的转动与静止，在安装控制单元（13）的一端观察时，若光伏电池板Ⅰ（8）的电势与光伏电池板Ⅱ（2）的电势差大于零，则步进电机（15）顺时针转动，若光伏电池板Ⅰ（8）的电势与光伏电池板Ⅱ（2）的电势差小于零，则步进电机（15）逆时针转动，若光伏电池板Ⅰ（8）的电势与光伏电池板Ⅱ（2）的电势差等于零，则步进电机（15）停止转动或保持静止状态。
上面以具体实例予以说明本发明的结构及工作原理，本发明并不局限于以上实例，根据上述的说明内容，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种抛物面槽式立轴跟踪太阳能集热器，包括光伏电池板Ⅰ（8）、光伏电池板Ⅱ（2）、反射镜（1）、真空管（3）、真空管支架Ⅰ（5）、真空管支架Ⅱ（11）、冷水管（6）、热水管（10）、步进电机（15）、联轴器（12）、控制单元（13）、蓄电池（14）、旋转主轴（7）、前固定支架（9）、后固定支架（4）；所述热水管（10）和冷水管（6）分别安装于真空管（3）的左右两端，所述真空管（3）安装在真空管支架Ⅰ（5）和真空管支架Ⅱ（11）上，所述真空管支架Ⅰ（5）和真空管支架Ⅱ（11）安装在旋转主轴（7）上，所述光伏电池板Ⅰ（8）和光伏电池板Ⅱ（2）分别安装于反射镜（1）的左右两端，所述反射镜（1）安装在旋转主轴（7）上，所述旋转主轴（7）安装在前固定支架（9）和后固定支架（4）上，所述控制单元（13）、蓄电池（14）、步进电机（15）安装在反射镜（1）的前端；所述联轴器（12）用于连接旋转主轴（7）和步进电机（15）的轴；所述抛物面槽式立轴跟踪太阳能集热器需南北方向布置，使反光镜（1）对太阳进行东西方向追踪，旋转主轴（7）与水平面之间的倾角大小设置为当地纬度数，所述光伏电池板Ⅰ（8）和光伏电池板Ⅱ（2）将光能转化为电能存储在蓄电池（14）中，所述蓄电池（14）用于为步进电机（15）供电；所述的控制单元（13）根据光伏电池板Ⅰ（8）和光伏电池板Ⅱ（2）的电势差控制步进电机（15）的转动与静止，在安装控制单元（13）的一端观察时，若光伏电池板Ⅰ（8）的电势与光伏电池板Ⅱ（2）的电势差大于零，则步进电机（15）顺时针转动，若光伏电池板Ⅰ（8）的电势与光伏电池板Ⅱ（2）的电势差小于零，则步进电机（15）逆时针转动，若光伏电池板Ⅰ（8）的电势与光伏电池板Ⅱ（2）的电势差等于零，则步进电机（15）停止转动或保持静止状态。
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