CN110502040A - 一种用于塔式太阳能跟踪控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于塔式太阳能跟踪控制装置，通过追踪器的有效控制，利用合理的装置来实现最大程度的收集光照，使反射到集热器的辐射能更多。多种制作传感器的材料实现不同的收集效率，其排列方式也可使得感应材料充分利用，以此应对天气情况不稳定的问题。本装置采用光敏电阻来作为感光装置，使其分布到五个区域。当太阳光照射到光电池上会产生光电流，单片机根据光电池传感器产生的电流驱动电机调整定日镜角度，本发明结构简单、操作方便，成本低，易操作。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能发电技术领域，具体为一种用于塔式太阳能跟踪控制装置。
背景技术
一种用于塔式太阳能跟踪控制装置太阳能现已成为最具潜力的新能源，其前景较为广泛。塔式太阳能光热发电系统也称为集中型太阳能发电系统，工作过程是通过庞大数量的定日镜阵列将太阳光反射到太阳能集热器进行收集。通过机械装置使其追随太阳光照并有利的收集太阳光。吸收的效率高低取决于追随的效率，追踪水平的提高对于吸收太阳光极为重要。因此，通过研究太阳能追踪器设计实时追踪会直接提高效率，采用不同的材料以及不同的排列方式会得到不同的效果，找到合适的追踪设计对于太阳能高效利用是极其重要的。
发明内容
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于塔式太阳能跟踪控制装置，包括定日镜、定日镜传动装置、集热器。
定日镜传动装置包括若干定日镜、支撑架，固定杆，固定杆、定轨器、齿条电机，电机组成、齿轮和定日镜传动装置底座，所述定日镜传动装置底座底座中间设有轴承，所述轴承套设与之匹配的支撑件，所述支撑件上端设有跟踪控制主机，所述支撑件中间设有通过热焊工艺固定齿轮，所述齿轮周边设有与之卡合的转动轮，所述转动轮下方设有电机，所述电机与转动轮之间通过转动轴连接，所述支撑件上端设有固定杆连接轴承，所述固定杆连接轴承中间设有凹槽，所述凹槽中间套设有圆环，所述固定杆连接轴承连接上端支撑杆和下端支撑杆，所述两个支撑杆末端与固定杆连接轴承圆环连接，且两个支撑杆在同一水平线，所述两个支撑杆另一端与定日镜连接，所述上端支撑杆套设有定轨器，所述定轨器一端与齿条连接，另一端与固定杆连接，所述固定杆与上端支撑杆固连，所述齿条末端设有齿条电机，所述齿条电机通过电机固定杆连接，通过齿条电机带动齿条的移动，进而通过定轨器调整定日镜的角度。所述电机跟踪控制系统发送指令使齿条电机和电机工作，定日镜将阳光准确反射至集热器上
定日镜上表面设有支撑杆，所述支撑杆呈三角形排列，所述支撑杆上端设有凸透镜，所述凸透镜圆周面设有一层铁皮与支撑件通过热焊连接，所述三角形阵列内部设有光敏电阻，所述光敏电阻群由5个光敏电阻按照阵列的方式排列，分别位于定日镜1的左上方A、右上方B、中心C、左下方D、右下方E。
优选的，所述电机采用42BYG34-401A插线式步进电机
优选的，所述跟踪控制主机采用stm32f103最小系统板
优选的，所述光敏电阻采用南阳市信利佳电子EKPD111A光敏电阻
优选的，所述通讯网络采用RS485有线通讯网络
优选的，所述轴承采用GB-T 309-2000
与现有技术相比：通过追踪器的有效控制，利用合理的装置来实现最大程度的收集光照，使反射到集热器的辐射能更多。多种制作传感器的材料实现不同的收集效率，其排列方式也可使得感应材料充分利用，以此应对天气情况不稳定的问题。本装置采用光敏电阻来作为感光装置，使其分布到五个区域。当太阳光照射到光电池上会产生光电流，单片机根据光电池传感器产生的电流驱动电机调整定日镜角度。
附图说明
下面将结合附图和详细实施方式对本发明进行详细说明，其中：
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明定日镜传动结构装置示意图
图3为本发明定日镜结构示意图
图4为本发明光敏电阻阵列示意图
图5为发明结构示意图
图中：1-定日镜；2-定日镜传动装置；3-集热器；4-跟踪控制主机；5-光敏电阻；7-凸透镜，8-齿条电机8；9-电机；10-齿轮；11-定日镜传动装置底座，12-支撑件，13-定轨器，14-齿条，15-支撑件，16-轴承，17-电机固定杆，18-固定杆，19-上端支撑杆，20-下端支撑杆，21-固定杆连接轴承；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图所示，本发明提供一种用于塔式太阳能跟踪控制装置，包括定日镜1、定日镜传动装置2、集热器3
定日镜传动装置2包括若干定日镜1、支撑架18，固定杆19，固定杆20、定轨器13、齿条电机8，电机9组成、齿轮10和定日镜传动装置底座11，所述定日镜传动装置底座11中间设有轴承16，所述轴承16套设与之匹配的支撑件15，所述支撑件15上端设有跟踪控制主机15，所述跟踪控制主机型号为stm32f103最小系统板，所述支撑件15中间设有通过热焊工艺固定齿轮10，所述齿轮10周边设有与之卡合的转动轮，所述转动轮下方设有电机9，所述电机9的型号42BYG34-401A插线式步进电机，所述电机9与转动轮之间通过转动轴连接，所述支撑件15上端设有固定杆连接轴承21，所述固定杆连接轴承21中间设有凹槽，所述凹槽中间套设有圆环，所述固定杆连接轴承21连接上端支撑杆19和下端支撑杆20，所述两个支撑杆末端与固定杆连接轴承21圆环连接，且两个支撑杆在同一水平线，所述两个支撑杆另一端与定日镜1连接，所述上端支撑杆19套设有定轨器13，所述定轨器13一端与齿条14连接，另一端与固定杆18连接，所述固定杆18与上端支撑杆19固连，所述齿条14末端设有齿条电机8，所述齿条电机8通过电机固定杆17连接，通过齿条电机8带动齿条14的移动，进而通过定轨器13调整定日镜1的角度。所述电机跟踪控制系统4发送指令使齿条电机8和电机9工作，所述齿轮10转动使得支撑架15转动从而改变方位角，所述齿条14上下移动，带动与定轨器13的固连的上端支撑杆19的移动从而改变俯仰角，定日镜1将阳光准确反射至集热器3上
定日镜1上表面设有支撑杆12，所述支撑杆12呈三角形排列，所述支撑杆12上端设有凸透镜7，所述凸透镜7圆周面设有一层铁皮与支撑件12通过热焊连接，所述三角形阵列内部设有光敏电阻5，所述光敏电阻采用南阳市信利佳电子EKPD111A光敏电阻，所述光敏电阻群5由5个光敏电阻按照阵列的方式排列，分别位于定日镜1的左上方A、右上方B、中心C、左下方D、右下方E。
本装置的具体工作过程是：第一步是初步调整，由跟踪控制主机4根据当前时间计算出阳光反射至集热器3上的方位角和俯仰角，根据跟踪控制主机4的计算结果，定日镜传动机构2对定日镜1进行调整。计算结果虽然很精准但是并不能保障每一面定日镜1都能够将阳光准确反射到集热器3的指定位置。
第二步是微调过程，由跟踪控制主机4根据光敏电阻5产生的阻值信号进行处理，计算出定日镜1将阳光准确反射至集热器3上指定位置需要的方位角和俯仰角的微调量、然后对定日镜传动机构2发出调整指令。
例如：
在上述第一步调整结束后，如果入射光线与光敏电阻主光轴垂直，光斑位于五个光敏电阻5的中心，各象限产生的电压值相同，定日镜传动机构2静止无动作。
当跟踪控制主机4读取到第一组的阻值差Z1(光敏电阻A的阻值-光敏电阻B的阻值)明显大于0时，说明光敏电阻B接受的光线多，此时跟踪控制主机4调整定日镜传动机构的方位角，将定日镜朝光敏电阻B的方向偏转，直至Z1＝0为止。当Z1明显小于0时，说明光敏电阻A接受的光线多，此时跟踪控制主机4调整定日镜传动机构的方位角，将定日镜朝光敏电阻A的方向偏转，直至Z1＝0为止。
当跟踪控制主机4读取到第一组的阻值差Z2(光敏电阻A的阻值-光敏电阻D的阻值)明显大于0时，说明光敏电阻D接受的光线多，此时跟踪控制主机4调整定日镜传动机构的俯仰角，将定日镜朝光敏电阻D的方向偏转，直至Z1＝0为止。当Z1明显小于0时，说明光敏电阻A接受的光线多，此时跟踪控制主机4调整定日镜传动机构的俯仰角，将定日镜朝光敏电阻A的方向偏转，直至Z1＝0为止。
虽然在上文中已经参考实施例对本发明进行了描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的实施例中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (6)
1.一种用于塔式太阳能跟踪控制装置，其特征在于：包括定日镜、定日镜传动装置、集热器，
定日镜传动装置包括若干定日镜、支撑架，固定杆，固定杆、定轨器、齿条电机，电机组成、齿轮和定日镜传动装置底座，所述底座中间设有轴承，所述轴承套设与之匹配的支撑件，所述支撑件上端设有跟踪控制主机，所述支撑件中间设有通过热焊工艺固定齿轮，所述齿轮周边设有与之卡合的转动轮，所述转动轮下方设有电机，所述电机与转动轮之间通过转动轴连接，所述支撑件上端设有固定杆连接轴承，所述固定杆连接轴承中间设有凹槽，所述凹槽中间套设有圆环，所述固定杆连接轴承连接上端支撑杆和下端支撑杆，所述两个支撑杆末端与固定杆连接轴承圆环连接，且两个支撑杆在同一水平线，所述两个支撑杆另一端与定日镜连接，所述上端支撑杆套设有定轨器，所述定轨器一端与齿条连接，另一端与固定杆连接，所述固定杆与上端支撑杆固连，所述齿条末端设有齿条电机，所述齿条电机通过电机固定杆连接，定日镜将阳光准确反射至集热器上
定日镜上表面设有支撑杆，所述支撑杆呈三角形排列，所述支撑杆上端设有凸透镜，所述凸透镜圆周面设有一层铁皮与支撑件通过热焊连接，所述三角形阵列内部设有光敏电阻，所述光敏电阻群由5个光敏电阻按照阵列的方式排列，分别位于定日镜1的左上方A、右上方B、中心C、左下方D、右下方E。
2.根据权利要求1所述的是一种用于塔式太阳能跟踪控制装置，其特征在于：所述电机采用42BYG34-401A插线式步进电机。
3.根据权利要求1所述的是一种用于塔式太阳能跟踪控制装置，所述跟踪控制主机采用stm32f103最小系统板。
4.根据权利要求1所述的是一种用于塔式太阳能跟踪控制装置，所述光敏电阻采用南阳市信利佳电子EKPD111A光敏电阻。
5.根据权利要求1所述的是一种用于塔式太阳能跟踪控制装置，所述通讯网络采用RS485有线通讯网络。
6.根据权利要求1所述的是一种用于塔式太阳能跟踪控制装置，所述轴承采用GB-T309-2000。
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