CN107294485B - 一种聚光镜组用伸缩杆、含该伸缩杆的调向系统及方法 - Google Patents

一种聚光镜组用伸缩杆、含该伸缩杆的调向系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种聚光镜组用伸缩杆，该聚光镜组用伸缩杆包括：杆主体、第一万向节、第二万向节和底座；所述杆主体的一端设置第一万向节，另一端设置第二万向节；所述第一万向节用来与聚光镜组相连；所述第二万向节固定在底座上；所述杆主体包括第一节和第二节，第一节和第二节为可滑动连接；所述第一节和第二节分别包括螺杆、步进电机和连杆；所述螺杆的一端设置在连杆内，另一端与步进电机相连。本发明的聚光镜组用伸缩杆结构简单，使用方便。本发明还公开了含该伸缩杆的调向系统。本发明还公开了利用该系统调向的方法。

Description

一种聚光镜组用伸缩杆、含该伸缩杆的调向系统及方法
技术领域
本发明涉及聚光光伏设施领域，尤其是一种聚光镜组用伸缩杆、含该伸缩杆的调向系统及方法。
背景技术
在现有技术中是采用静态铺设的光伏设施，即聚光镜组以固定的角度设置。由于太阳光的角度不断发生变化，导致产电量变化大，存在对光伏电池资源的浪费，同时，还导致光伏发电的平均成本居高临下。
因此，需要一种能够随太阳光角度变化的聚光镜的光伏系统，以便提高光伏发电的效率，降低光伏发电的成本。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种聚光镜组用伸缩杆。
本发明的第二个目的在于含上述聚光镜组用伸缩杆的调向系统。
本发明的第三个目的在于提供利用上述调向系统调向的方法。
为实现上述第一个目的，本发明采用以下内容：
一种聚光镜组用伸缩杆，该聚光镜组用伸缩杆包括：杆主体、第一万向节、第二万向节和底座；
所述杆主体的一端设置第一万向节，另一端设置第二万向节；所述第一万向节用来与聚光镜组相连；所述第二万向节固定在底座上；
所述杆主体包括第一节和第二节，第一节和第二节为可滑动连接；所述第一节和第二节分别包括螺杆、步进电机和连杆；所述螺杆的一端设置与连杆相连，另一端与步进电机相连。
进一步地，所述连杆经连杆固定架固定。
本发明的聚光镜组用伸缩杆结构简单，使用方便。
为实现上述第二个目的，本发明采用以下内容：
含上述聚光镜组用伸缩杆的调向系统，该调向系统包括：至少两个聚光镜组用伸缩杆、光束角度检测单元、伸缩杆状态检测单元、通信单元、数据处理单元和控制单元；
所述聚光镜组用伸缩杆包括：杆主体、第一万向节、第二万向节和底座；所述杆主体的一端设置第一万向节，另一端设置第二万向节；所述第一万向节用来与聚光镜组相连；所述第二万向节固定在底座上；所述杆主体包括第一节和第二节，第一节和第二节为可滑动连接；所述第一节和第二节分别包括螺杆、步进电机和连杆；所述螺杆的一端设置在连杆内，另一端与步进电机相连；
所述光束角度检测单元设置在聚光镜组表面，用来检测光束与聚光镜组表面的夹角数据；
所述伸缩杆状态检测单元与所述聚光镜组用伸缩杆相连，用来检测每个伸缩杆的伸缩长度以及伸缩杆与聚光镜组的夹角角度数据；
所述通信单元与光束角度检测单元、伸缩杆状态检测单元、数据处理单元相连，用来接收光束角度检测单元、伸缩杆状态检测单元检测到的数据并将检测数据发送给数据处理单元；
所述数据处理单元与通信单元、控制单元相连，用来接收通信单元发送的数据并对数据进行处理后将处理结果发送给控制单元；
所述控制单元与数据处理单元、聚光镜组用伸缩杆相连，用来依照数据处理单元的处理结果调整所述聚光镜组用伸缩杆的伸缩长度以及伸缩杆与聚光镜组的夹角角度。
本发明的调向系统可以用来动态调整聚光镜组的角度。根据太阳光束的照射角度，调整杆本体的长度来控制聚光镜组在水平方向和竖直方向的角度，以便使太阳光束照射到聚光镜组平面的角度始终保持垂直。
为实现上述第三个目的，本发明采用以下内容：
利用前述调向系统调向的方法，包括以下步骤：
1)在每个聚光镜组的下表面设置至少两个聚光镜组用伸缩杆；
2)将至少两个聚光镜组用伸缩杆均设置成具有相同的初始长度；
3)所述光束角度检测单元和伸缩杆状态检测单元分别检测光束与聚光镜组表面的夹角以及每个伸缩杆的伸缩长度和伸缩杆与聚光镜组的夹角角度数据，并将检测数据经通讯单元发送至数据处理单元；
4)所述数据处理单元对数据进行处理，计算得到光束与聚光镜组平面的角度为垂直时的伸缩杆长度和夹角角度，并将结果发送给控制单元；
5)所述控制单元依照数据处理单元的处理结果调整所述聚光镜组用伸缩杆的伸缩长度以及伸缩杆与聚光镜组的夹角角度，完成调向。
进一步地，所述聚光镜组用伸缩杆的初始长度为伸缩杆最长长度和最短长度的平均值。
本发明具有以下优点：
本发明通过调节伸缩杆的长度、角度等能动态调整聚光镜组的角度来实现太阳光束和聚光镜组平面的角度始终保持垂直，持续产出峰值电能，进而使光伏发电保持最高效率，以期实现光伏电力的成本优于煤炭电力和原子能电力。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1是本发明的聚光镜组用伸缩杆的结构示意图。
图2是本发明的聚光镜组用伸缩杆的内部结构示意图。
图3是本发明的调向系统的结构示意图。
图4是本发明的调向系统使用时的状态示意图。
图中，各附图标记为：
1-杆主体，2-第一万向节，3-第二万向节，4-底座，5-聚光镜组，6-螺杆，7-步进电机，8-连杆固定架，9-连杆，10-聚光镜组用伸缩杆，11-光束角度检测单元，12-伸缩杆状态检测单元，13-通信单元，14-数据处理单元，15-控制单元。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
实施例
如图1和2所示，是本发明的聚光镜组用伸缩杆的结构示意图。该聚光镜组用伸缩杆10包括：杆主体1、第一万向节2、第二万向节3和底座4；杆主体1的一端设置第一万向节2，另一端设置第二万向节3；第二万向节3固定在底座4上。每个底座4上固定2个杆主体1。杆主体1包括第一节和第二节，第一节和第二节为可滑动连接；第一节和第二节分别包括螺杆6、步进电机7和连杆9；所述螺杆6的一端设置与连杆9相连，另一端与步进电机7相连，连杆9经连杆固定架8固定。
图3是本发明的调向系统的结构示意图。图4是本发明的调向系统使用时的状态示意图。本发明的调向系统包括：4个聚光镜组用伸缩杆10、光束角度检测单元11、伸缩杆状态检测单元12、通信单元13、数据处理单元14和控制单元15；伸缩杆状态检测单元12与聚光镜组用伸缩杆10相连；通信单元13与光束角度检测单元11、伸缩杆状态检测单元12、数据处理单元14相连；数据处理单元14与通信单元13、控制单元15相连；控制单元15与数据处理单元14、聚光镜组用伸缩杆10相连。
利用该调向系统调向时，包括以下步骤：
1)在每个聚光镜组5的下表面设置6个、3组聚光镜组用伸缩杆10；
2)将每个伸缩杆10均设置成具有相同的初始长度(伸缩杆最长长度和最短长度的平均值)；此时，聚光镜组5处于水平0度、竖直0度；
3)光束角度检测单元11和伸缩杆状态检测单元12分别检测光束与聚光镜组5表面的夹角以及每个伸缩杆10的伸缩长度和伸缩杆10与聚光镜组5的夹角角度数据，并将检测数据经通讯单元13发送至数据处理单元14；
4)数据处理单元14对数据进行处理，计算得到光束与聚光镜组5平面的角度为垂直时的伸缩杆长度和夹角角度，并将结果发送给控制单元15；
5)控制单元15依照数据处理单元14的处理结果调整所述聚光镜组用伸缩杆10的伸缩长度以及伸缩杆与聚光镜组5的夹角角度，完成调向。
本发明依照太阳光束的照射角度调整杆本体的长度来控制聚光镜组在水平方向和竖直方向的角度，以便使太阳光束照射到聚光镜组平面的角度始终保持垂直。杆本体的长度调节依靠通过步进电机7的转动来实现连杆9的移动来实现。
使用本调向系统的光伏设施可方便安装在楼房和厂房的屋顶等。本发明的方法能使光伏发电保持最高效率，以期实现光伏电力的成本优于煤炭电力和原子能电力。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (3)

1.一种含聚光镜组用伸缩杆的调向系统，其特征在于，所述调向系统包括：至少两个聚光镜组用伸缩杆(10)、光束角度检测单元(11)、伸缩杆状态检测单元(12)、通信单元(13)、数据处理单元(14)和控制单元(15)；
所述聚光镜组用伸缩杆(10)包括：杆主体(1)、第一万向节(2)、第二万向节(3)和底座(4),所述杆主体(1)的一端设置第一万向节(2)，另一端设置第二万向节(3)；所述第二万向节(3)固定在底座(4)上，所述杆主体(1)包括第一节和第二节，第一节和第二节为可滑动连接；所述第一节和第二节分别包括螺杆(6)、步进电机(7)和连杆(9)；所述螺杆(6)的一端设置与连杆(9)相连，另一端与步进电机(7)相连；所述连杆(9)经连杆固定架(8)固定；
所述光束角度检测单元(11)设置在聚光镜组表面，用来检测光束与聚光镜组表面的夹角数据；
所述伸缩杆状态检测单元(12)与所述聚光镜组用伸缩杆(10)相连，用来检测每个伸缩杆的伸缩长度以及伸缩杆与聚光镜组的夹角角度数据；
所述通信单元(13)与光束角度检测单元(11)、伸缩杆状态检测单元(12)、数据处理单元(14)相连，用来接收光束角度检测单元(11)、伸缩杆状态检测单元(12)检测到的数据并将检测数据发送给数据处理单元(14)；
所述数据处理单元(14)与通信单元(13)、控制单元(15)相连，用来接收通信单元(13)发送的数据并对数据进行处理后将处理结果发送给控制单元(15)；
所述控制单元(15)与数据处理单元(14)、聚光镜组用伸缩杆(10)相连，用来依照数据处理单元(14)的处理结果调整所述聚光镜组用伸缩杆(10)的伸缩长度以及伸缩杆与聚光镜组的夹角角度。
2.利用如权利要求1所述的调向系统调向的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)在每个聚光镜组的下表面设置至少两个聚光镜组用伸缩杆(10)；
2)将聚光镜组用伸缩杆(10)均设置成具有相同的初始长度；
3)所述光束角度检测单元(11)和伸缩杆状态检测单元(12)分別检测光束与聚光镜组表面的夹角以及每个伸缩杆的伸缩长度和伸缩杆与聚光镜组的夹角角度数据，并将检测数据经通信单元(13)发送至数据处理单元(14)；
4)所述数据处理单元(14)对数据进行处理，计算得到光束与聚光镜组平面的角度为垂直时的伸缩杆长度和夹角角度，并将结果发送给控制单元(15)：
5)所述控制单元(15)依照数据处理单元(14)的处理结果调整所述聚光镜组用伸缩杆(10)的伸缩长度以及伸缩杆与聚光镜组的夹角角度，完成调向。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述聚光镜组用伸缩杆(10)的初始长度为伸缩杆最长长度和最短长度的平均值。
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