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Abstract

本发明公开了一种可用于聚光太阳能装备的悬浮柱系统，包括：中心柱、聚光太阳能装备、气囊、压缩机、气体罐、水平调向机构、充电电池和控制单元。本发明的悬浮柱系统利用低密度气体使聚光太阳能装备悬浮到高空大气层，使其不受云尘影响；该悬浮柱系统在高空中自主定位和调向，发生故障时可自主导航到维护站。

Description

一种可用于聚光太阳能装备的悬浮柱系统
技术领域
本发明涉及聚光太阳能装备辅助器材技术领域，尤其是一种适用于聚光太阳能装备的悬浮柱系统。
背景技术
聚光太阳能发电设施通常安装在地面上，受云尘的影响，实际发电时间会大打折扣。现有技术中，有将聚光太阳能装备发送到卫星中以避开云尘，但把装备送入太空的成本高昂。
因此，需要一种可用于聚光太阳能装备的悬浮柱系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可用于聚光太阳能装备的悬浮柱系统。
为实现上述目的，本发明采用以下内容：
一种可用于聚光太阳能装备的悬浮柱系统，包括：中心柱、聚光太阳能装备、气囊、压缩机、气体罐、水平调向机构、充电电池和控制单元；所述聚光太阳能装备固定在中心柱的顶端；所述气囊围绕中心柱外侧设置，纵截面为水滴形形状，其内充满低密度气体；所述压缩机与气体罐、气囊相连；所述压缩机、气体罐均与控制单元相连；所述水平调向机构设置在中心柱上、位于气囊的下方，包括风叶和水平调向电机，水平调向电机与控制单元相连；所述充电电池由聚光太阳能装备充电，为压缩机供电。
进一步地，所述中心柱为圆柱形管状结构。
进一步地，所述聚光太阳能装备包括聚光镜组、聚光光伏电池盒和伸缩调向杆，聚光镜组在其上表面经连杆连接有聚光光伏电池盒，在其下表面经伸缩调向杆连接固定在中心柱的顶端。
进一步地，所述系统还包括无线信号发射器，用于向位于地面的无线信号接收器终端提供数据收发。
进一步地，所述系统还包括无线电能发射器，用于将聚光太阳能装备产出的多余电力以无线形式传送到地面接收站。
进一步地，所述系统还包括摄像机，用于在高空中拍摄清晰的地面照片并传送到地面。
进一步地，所述水平调向电机与充电电池相连，受充电电池供电。
本发明具有以下优点：
本发明的悬浮柱系统利用低密度气体使聚光太阳能装备悬浮到高空大气层，使其不受云尘影响；该悬浮柱系统在高空中自主定位和调向，发生故障时可自主导航到维护站。
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是本发明的悬浮柱系统的结构示意图。
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
一种可用于聚光太阳能装备的悬浮柱系统，包括：中心柱1、聚光太阳能装备、气囊3、水平调向机构4、充电电池5、无线信号发射器6、无线电能发射器7、摄像机8、机柜9和控制单元。
中心柱1为圆柱形管状结构。
聚光太阳能装备包括聚光镜组21、聚光光伏电池盒22和伸缩调向杆23，用于将太阳能转换成电能，产生的电能一部分用于为充电电池5充电和水平调向电机供电，另一部分经无线电能发射器7传输回地面。聚光镜组21在其上表面经连杆连接有聚光光伏电池盒22，在其下表面经伸缩调向杆23连接固定在中心柱1的顶端。
气囊3围绕中心柱1外侧设置，纵截面为水滴形形状，其内充满氦等低密度气体。在机柜9内设有压缩机31和备用气体罐32。压缩机31与气囊3内部相连，用于控制气囊3内的低密度气体的量。气囊3可以使用现有技术中的热气球气囊。压缩机31和备用气体罐32均与控制单元连接，受控制单元控制来开启或关闭。
水平调向机构4包括风叶和水平调向电机。水平调向电机4用于控制悬浮柱系统在水平方向的前后左右移动，安装在中心柱1上、位于气囊3的下方，通过电机控制风叶转动来实现悬浮柱系统的水平移动。它可以是内置电池供电，也可以是与充电电池5相连。水平调向电机与控制单元连接，受控制单元控制来开启或关闭。
在水平调向风叶4下方的中心柱1上安装有机柜9。
充电电池5安装在机柜9内，用于向悬浮柱系统的各部件提供电力。充电电池5与聚光太阳能装备相连，当其电力不足时，通过聚光太阳能装备进行充电。
无线信号发射器6安装在机柜9内，用于向位于地面的无线信号接收器终端提供数据收发。无线信号发射器6可以是现有公开的任意可进行无线信号传输的装置，在此对其具体组成不进行限定。无线信号发射器6与控制单元连接，受控制单元控制来开始信号发射或终止信号发射。
无线电能发射器7安装在机柜9内，用于将聚光太阳能装备产出的多余电力以无线形式传送到地面接收站。无线电能发射器7可以是现有公开的任意可进行无线电能传输的装置，在此对其具体组成不进行限定。无线电能发射器7与控制单元连接，受控制单元控制来开始电能发射或终止电能发射。
摄像机8用于在高空中拍摄清晰的地面照片并传送到地面。摄像机8的图像传输可采用现有公开的任意可进行图像传输和显示的技术来实现，在此对其具体方式不进行限定。摄像机8与控制单元连接，受控制单元控制来开始摄像或终止摄像。
现对该悬浮柱系统的运行过程进行简述。
1、系统从地面升空
1-1)升空前，把低密度气体以高压形式填入备用气体罐32中；
1-2)以整个悬浮柱系统的重力为基准，向气囊3内填入低密度气体；
1-3)当悬浮力大于重力后，断开加气管，放开固定在地面站上的拉绳，使系统受浮力升空；
1-4)在升空过程中，启动压缩机31，把气囊3内的低密度气体压缩填充到备用气体罐32中以减少浮力，减缓上升速度；或者，启动压缩机31，把备用气体罐32内的低密度气体充入气囊3中以提升浮力，提升上升速度。
1-5)待系统升空到目标高度后，通过压缩机31把气囊3内的低密度气体压缩填充到备用气体罐32中以减少浮力，使浮力和重力保持平衡，让系统停留在目标高度处。
2、系统在高空中的升降控制
2-1)内置系统触发升降任务(一般是实际位置偏离设定位置时或者需要移动到地面维护时发生)；
2-2)启动压缩机31，把气囊3内的低密度气体压缩填充到备用气体罐32中以减少浮力，使系统下降；或者，启动压缩机31，把备用气体罐32内的低密度气体充入气囊3中以提升浮力，使系统上升；
2-3)待系统下降或上升到达目标高度后，通过压缩机31把气囊3内的低密度气体压缩填充到备用气体罐32中以减少浮力，使浮力和重力保持平衡，让系统停留在目标高度处。
3、系统在高空中的前后移动
3-1)内置系统触发前后左右移动任务(一般是实际位置偏离设定位置时或者需要移动到地面维护时发生)；
3-2)根据目标坐标，水平旋转风叶的方向；
3-3)调整风叶方向后，转动风叶获得推进反作用力；
3-4)到达目标坐标后，停止旋转风叶。
4、系统返回地面站维护
4-1)内置系统触发地面维护任务(一般是气囊内压力下降或到达所设定的维护周期如2个月时触发)；
4-2)在电能充足的前提下，把系统移动到与地面站所处的位置对应的高空点；
4-3)启动压缩机31，把气囊3内的低密度气体压缩填充到备用气体罐32中以减少浮力，使系统垂直下降；
4-4)接近地面站时，通过控制压缩机31来使系统停留在目标点上；
4-5)放下拉绳使其与地面站连接，之后通过拉拉绳来让系统达到指定点，完成维护后让系统再次升空。
此外，三个及以上悬浮柱系统之间配合，还可实现对地面某个点的定位。这种定位方式与现有的GPS定位模式类似，在此不进行详细描述。
本发明的悬浮柱系统利用低密度气体使聚光太阳能装备悬浮到高空大气层，使其不受云尘影响；该悬浮柱系统在高空中自主定位和调向，发生故障时可自主导航到维护站；该悬浮柱系统还能实现无线数据通信、高空航拍、高空定位等功能，与地面无线电波发射台相比，覆盖面广、成本低廉。
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 (5)

1.一种可用于聚光太阳能装备的悬浮柱系统，其特征在于，包括：中心柱、聚光太阳能装备、气囊、压缩机、气体罐、水平调向机构、充电电池和控制单元；所述聚光太阳能装备固定在中心柱的顶端，包括聚光镜组、聚光光伏电池盒和伸缩调向杆，聚光镜组在其上表面经连杆连接有聚光光伏电池盒，在其下表面经伸缩调向杆连接固定在中心柱的顶端；所述气囊围绕中心柱外侧设置，纵截面为水滴形形状，其内充满低密度气体；所述压缩机与气体罐、气囊相连；所述压缩机、气体罐均与控制单元相连；所述水平调向机构设置在中心柱上、位于气囊的下方，包括风叶和水平调向电机，水平调向电机与控制单元相连；所述充电电池由聚光太阳能装备充电，为压缩机供电；
所述系统还包括无线电能发射器，用于将聚光太阳能装备产出的电力以无线形式传送到地面接收站。
2.根据权利要求1所述的一种可用于聚光太阳能装备的悬浮柱系统，其特征在于，所述中心柱为圆柱形管状结构。
3.根据权利要求1所述的一种可用于聚光太阳能装备的悬浮柱系统，其特征在于，所述系统还包括无线信号发射器，用于向位于地面的无线信号接收器终端提供数据收发。
4.根据权利要求1所述的一种可用于聚光太阳能装备的悬浮柱系统，其特征在于，所述系统还包括摄像机，用于在高空中拍摄清晰的地面照片并传送到地面。
5.根据权利要求1所述的一种可用于聚光太阳能装备的悬浮柱系统，其特征在于，所述水平调向电机与充电电池相连，受充电电池供电。
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