CN114353124A - 一种基于光伏发电的蓄热式灶房及所用跟踪控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于光伏发电的蓄热式灶房，包括电制热储热供水灶台、房箱架、光伏发电板套件、高度角跟踪架驱动部件、跟踪控制储电柜，本发明达到了在室内可就地使用所发直流电制热、烹饪食物、储供热水的目的，且克服了大型光伏发电装置储供、输送、变电等环节损耗大工序装备复杂的缺点。本发明解决了光伏板夜间不能发电、早上及傍晚发电少与灶台使用不匹配的矛盾、也解决了用小面积光伏发电与烹饪食物时阶段性功率需求大之间的矛盾，也克服了全部使用电池储（电）以供灶台烹饪时的光伏板及电池总装成本高、运行费用高的缺点，本发明的结构紧凑、光照空间利用充分、跟踪驱动动力消耗小、跟踪精度高、跟踪控制方法简单、运行简便、跟踪控制可靠。

Description

一种基于光伏发电的蓄热式灶房及所用跟踪控制方法

技术领域

本发明属于太阳能技术领域，尤其是一种基于光伏发电的蓄热式灶房及所用跟踪控制方法。

背景技术

目前，现有的聚光集热式太阳灶（能）不仅存在室内使用受限只能露天使用的缺点而且存在只能供热不能发电的缺点。现有的现场光伏发电现场使用的小型光伏发电装置使用时存在储电成本高且不适用于厨房、灶台使用的缺点。集约化、大型化的太阳能光伏发电装置需要逆变、输送等多种环节才能到用电场所存在整体投资大、输供电、变送等环节损耗大、工序装备复杂的缺点。如能发明一种可以克服现有技术缺陷的、可以实现现场光伏发电就地使用的、结构紧凑、光照空间利用充分、在室内可以直接使用光伏所发直流电制热并储供热水的、且可向外供电的太阳能灶房，不仅可以克服现有各种基于太阳能发电的效率低、太阳能装置与现场条件不匹配、不适宜于灶台等等缺点，也可以克服现有的以燃料（如天然气、液化石油气、薪材、炭等等）灶房的废烟气排放污染环境的缺点，对减少灶台使用过程中烟气排放、改善环境，尤其是对中国农、牧、林区的庭院生活条件改善，对乡村振兴的能源需求和供给结构实现由燃料能源直接到清洁的太阳能的跨越式发展奠定有利的条件，极具积极意义。

发明内容

本发明的发明目的：主要针对上述情况，为克服现有技术之缺点，本发明之目的就是提供一种结构紧凑合理、光照空间利用充分、达到在室内可以直接使用光伏所发直流电制热并储供热水的、光伏发电且可就地使用减少输、变电损耗的、且可向外供电供热的、克服现有的以燃料（如天然气、液化石油气、薪材、炭等等）灶房的废烟气排放污染环境缺点的基于光伏发电的蓄热式灶房及所用跟踪控制方法。

本发明的技术方案为：提供了一种基于光伏发电的蓄热式灶房，包括电制热储热供水灶台、房箱架、光伏发电板套件、高度角跟踪架驱动部件、跟踪控制储电柜，房箱架内置有电制热储热供水灶台，房箱架上置有光伏发电板套件、高度角跟踪架驱动部件和跟踪控制储电柜，电制热储热供水灶台为由一个保温座箱、一个水套、一个电加热灶膛组件、一个活动炉膛盖和一个炉灶台面构成的可储供热水的蓄热式炉灶，保温座箱为上端面开口、下端面封闭的圆筒形箱体，保温座箱的侧面设有进水管过孔、出水管过孔和电加热引线过孔，炉灶台面为与保温座箱匹配的且中心轴线部位设有炉膛盖孔的长方形台板件，保温座箱的上端沿与炉灶台面固定相连，水套位于保温座箱之内，水套为由外壳圆筒、内壳圆筒、环形顶板和环形底板连接而成的密闭容器，水套上设有进水管、出水管，进水管、出水管分别经保温座箱的进水管过孔、出水管过孔伸出保温座箱之外，进水管和出水管上分别设有进水阀和出水阀，电加热灶膛组件置于水套之内，电加热灶膛组件由圆柱状蓄热灶炉体和多个电加热管构成，圆柱状蓄热灶炉体的中心部位设有上大下小的锥筒火盆腔膛，圆柱状蓄热灶炉体内还设有多个与锥筒火盆腔膛内锥面平行的电加热管插装孔，每个电加热管插装孔内均分别插装有一个电加热管，电加热管为管内设有电阻、外部设有保护套管和引线的加热件，电制热储热供水灶台上设有功率控制开关盒，电加热管的引线经保温座箱侧面的电加热引线过孔伸出保温座箱并与功率控制开关盒相连，活动炉膛盖为上顶段为圆柱台段、下底端为锥台段的阶梯形塞盖，炉灶台面的炉膛盖孔的内径与活动炉膛盖的圆柱台段的外径及锥筒火盆腔膛上端开口的直径相匹配，活动炉膛盖的锥台段与锥筒火盆腔膛相匹配，电加热灶膛组件的上端面、下端面分别与水套的上顶面、下底面平齐，活动炉膛盖及水套外壁之外、炉灶台面与保温座箱之间的空隙内装有保温填料，电加热灶膛组件与水套之间的环隙内装有蓄换热材料，保温座箱的底面下还设有一个炉灶箱底架，房箱架由设有窗和门的箱架和跟踪装配架构成，箱架为由两个相互平行直立的侧墙板、一个南墙板、一个北墙板、一个房地板及一个“厂”形房顶连接而成的房架， “厂”形房顶为由房顶平盖和房顶斜盖连接而成的房顶盖，侧墙板的上顶边的形状与“厂”形房顶相匹配，北墙板、南墙板相互平行且均分别垂直的连接固定于侧墙板的两端，北墙板匹配的高于南墙板，房顶斜盖上设有与箱架内廓尺寸匹配的矩形开口，跟踪装配架由两个断面为“［”形槽钢状且相互平行的直立框柱、一个水平横脚梁、一个水平转轴装配而成的“口”形架构件，每个直立框柱上均分别设有多个中心轴线水平并位于同一直立平面的倾动轴承，两个直立框柱上的倾动轴承个数相等且一一对应，两个相互对应的倾动轴承的中心轴线相互重合，水平转轴的两端分别插装于直立框柱最上端的一对倾动轴承中，靠近倾动轴承的水平转轴的端部均分别设有相互对称的主动链轮，跟踪装配架的水平横脚梁位于“厂”形房顶的房顶平盖与房顶斜盖的交叉处位置的房顶平盖上，跟踪控制储电柜固定于房箱架的房顶平盖的上表面，跟踪控制储电柜的输出正负极引线经箱架上的过线孔与电制热储热供水灶台的功率控制开关盒对应相连。

所述的光伏发电板套件由一个斜房顶光伏发电部件及一个以上的屋脊光伏发电板部件构成，斜房顶光伏发电部件由一个长方形框架、两个转动耳轴、多个与转动耳轴的中心轴线走向一致的横拉筋条、多个光伏发电板及与光伏发电板一一对应的光伏发电板控制器构成，转动耳轴的中心轴线均与长方形框架的中心对称轴线重合且分别固定于长方形框架的侧边框的外侧，横拉筋条与转动耳轴的中心轴线相互平行且固定于长方形框架的侧边上，光伏发电板连接固定于长方形框架上，与固定于长方形框架上的光伏发电板一一对应的光伏发电板控制器固定于横拉筋条上，屋脊光伏发电板部件由一个矩形框架、两个倾动耳轴、一件以上的光伏发电板及与光伏发电板一一对应的光伏发电板控制器构成，倾动耳轴分别连接固定于矩形框架的两侧，倾动耳轴的中心对称轴线相互重合且与矩形框架的对称轴线相互重合，光伏发电板连接固定于矩形框架的上表面，光伏发电板套件上的每个光伏发电板的受光发电面均分别与水平转轴的中心对称轴线相互平行，每个转动耳轴上、每个倾动耳轴上均分别设有一个从动链轮，转动耳轴分别插装于位置最低处的两个中心轴线重合的倾动轴承，每个矩形框架上的倾动耳轴分别对应的插装于位置相互匹配的两个倾动轴承内，水平转轴上的主动链轮与位于同一侧的从动链轮之间均设有传动链条。

所述的高度角跟踪架驱动部件由两套变速驱动套件构成，每套变速驱动套件均由直流电机、一个以上的星型减速器和蜗轮蜗杆减速器装配而成，直流电机与星型减速器相连，星型减速器与蜗轮蜗杆减速器相连，每套变速驱动套件的蜗轮蜗杆减速器的输出轴分别与水平转轴的两端连接固定在一起，每套变速驱动套件均固定在跟踪装配架的直立框柱上。

所述的跟踪控制储电柜内设有控制面板、负载电池组固定架和识别电池固定架，跟踪控制储电柜为设有一个可开闭门的长方形箱体，跟踪控制储电柜的箱面上设有多个进出线孔和多个连接固定孔，负载电池组固定架上固定有负载电池组，识别电池固定架上固定有多个识别电池，控制面板上设有外供输出时控开关、烹饪时控开关、南北向跟踪倒计时开关、南北向跟踪换向开关、识别电池端子排、负载电池输入端子排和控制输出端子排，斜房顶光伏发电部件的多个光伏发电板控制器、屋脊光伏发电板部件的多个光伏发电板控制器分别与识别电池固定架上的多个识别电池一一对应相连，每个光伏发电板的正负极分别与一个光伏发电板控制器的输入端子的正负极相连，每个识别电池的正负极分别与一个光伏发电板控制器的识别端子的正负极相连，每个光伏发电板控制器的输出端子的正负极均经负载电池输入端子排与负载电池组的正极和负极相连，负载电池组还与控制输出端子排相连，南北向跟踪倒计时开关的输入端与负载电池组的输出端经控制输出端子排相连，南北向跟踪倒计时开关的输出端经南北向跟踪换向开关与直流电机相连，控制输出端子排还分别与功率控制开关盒、外供输出时控开关和烹饪时控开关相连。

所述的电加热管为一端封闭另一端设有正极、负极引线的电加热元件，多个电加热管的正极、负极引线分别并联后成一个电加热管组后经保温座箱上的电加热引线过孔并与功率控制开关盒相连，功率控制开关盒为由负极端子共极轴柱、设有多个正极接点组的正极端子固定圆盘及由多个导电棒组件构成的旋转开关式功率调节器，导电棒组件为中心部位设有负极端子共极轴柱插装圆孔的负极环板，负极环板上固定相连有多个导电棒组，正极接点组的个数与电加热管组的个数相同，每组正极接点的端子数与每组电加热管组的电加热管的正极个数相同，导电棒组的个数与电加热管组的个数相同，每个导电棒组中导电棒的个数与每个电加热管组中的电加热管的个数相同，导电棒的长度及位置与正极端子固定圆盘上的正极接点组位置匹配，每个电加热管的负极均分别连接于负极端子共极轴柱。

所述的电加热管为一端封闭另一端设有正极、负极引线的电加热元件，每个电加热管的正极、负极引线分别并联后经电加热引线过孔伸出保温座箱并与功率控制开关盒相连，功率控制开关盒为分流式直流功率调节器。

所述的电加热管为两端均分别设有正极、负极引线的电加热元件，每个电加热管的正极、负极引线分别串联后经电加热引线过孔伸出保温座箱并与功率控制开关盒相连，功率控制开关盒为分压式直流功率调节器。

用于所述的一种基于光伏发电的蓄热式灶房的跟踪控制方法，其步骤为：

步骤一：以基于光伏发电的蓄热式灶房所在位置的地磁线为依据采用南北仪测量地磁线南北走向，以地磁线南北走向为基准构造东西走向的矩形基准平台面，以矩形基准平台面对角线的交叉点为中心点，用定长的细直标杆铅垂的直立于中心点，在任意一天的中午时段内，测量出太阳照射下细标杆上端点的投影点与中心点连线由长变短、再由短变长的拐点时刻和拐点位置，在基准平台面上画出中心点与拐点位置之间画出与地球自转轴同面、交叉的自转轴走向辅助线，以自转轴走向辅助线为基准在矩形基准平台面中间位置找出与自转轴走向辅助线垂直的且东西走向的水平基准直线作为与地球自转轴异面垂直的光伏发电板迎光面朝着太阳高度角变化的高度角跟踪辅助转轴；

步骤二：将房箱架、光伏发电板套件及高度角跟踪架驱动部件装配好置于矩形基准平台面之上，并使跟踪装配架的水平转轴位于高度角跟踪辅助转轴平行且与自转轴走向辅助线异面垂直的位置；

步骤三：在一年内任意一天的太阳正午时，将光伏发电板套件上的光伏发电板的受光发电面置于与太阳光线垂直的位置，启动跟踪控制储电柜的南北向跟踪倒计时开关和南北向跟踪换向开关,并使南北向跟踪换向开关置于当日太阳回归高度角变化一致的工位；

步骤四：光伏发电板的迎光面在水平转轴的带动下每日绕水平转轴转动的角度在北半球位置时，按从冬至日经春分到夏至日等于平均每日增大的回归角度进行倾动，从夏至日经秋分到冬至日等于平均每日减小的回归角度倾动，光伏发电板的迎光面在水平转轴的带动下每日绕水平转轴转动的角度在南半球位置时，每日绕水平转轴转动的角度从冬至经春分日到夏至日等于平均每日减小且逐日减小的回归角度倾动、从夏至经秋分到冬至平均每日增大的回归角度倾动；

步骤五：依据基于光伏发电的蓄热式灶房所在位置的每日太阳回归角度的变化的平均值、高度角跟踪架驱动部件的直流电机的转速、高度角跟踪架驱动部件的总速比设定跟踪控制储电柜控制每日高度角跟踪架驱动部件运行的转动时机和时长。

本发明的有益效果是：本发明达到了在室内可就地直接使用光伏所发直流电制热烹饪食物并达到了储供热水的目的，本发明达到了现场光伏发电就地用电的使用效果，进而克服了储供、输送、变电等环节损耗大工序装备复杂的缺点，本发明的电制热储热供水灶台达到了将光伏发电电能以热量的形式存储起来，解决了光伏板夜间不能发电、早上及傍晚发电少与灶台使用不匹配的矛盾、也解决了用小面积的光伏发电就可满足烹饪食物时阶段性功率需求大之间的矛盾，也克服了因电池充放电效率低、寿命短等原因造成的全部使用电池储（电）以供灶台烹饪时的光伏板及电池总装成本高、运行费用高的缺点，本发明达到了太阳能灶台置于室内、光伏发电板在高度角方向跟踪太阳的效果进而提高了光伏发电板的发电量和效率的效果，本发明达到了结构紧凑、光照空间利用充分的效果，光伏发电板套件对称式布置结构具有减少光伏板风载、跟踪驱动动力消耗小的优点，本发明的光伏发电的蓄热式灶房的太阳高度角跟踪控制方法、跟踪传动机构及驱动原理具有设备简单、跟踪简便简单、运行可靠、精度高的优点，本发明的高度角跟踪架驱动部件的蜗轮蜗杆减速器特有的自锁功能达到了减少了跟踪过程中的跟踪飘移的效果，本发明达到了克服现有各种基于太阳能发电-用电总效率低、太阳能装置与现场条件不匹配、不适宜于灶台等等缺点，也达到了克服现有的以燃料（如天然气、液化石油气、薪材、炭等等）灶房的燃烧烟气排放污染环境的缺点，对改善环境，尤其是对中国农、牧、林区的庭院生活条件改善，对乡村振兴的能源需求和供给结构实现由燃料能源直接到清洁的太阳能的跨越式发展奠定有利的条件，极具积极意义。

附图说明

图1为本发明的主要部件装配的外形结构示意图。

图2为本发明的房箱架的装配结构示意图。

图3为本发明的电制热储热供水灶台的外形结构示意图。

图4为本发明的电制热储热供水灶台的内部结构剖视图。

图5为本发明的屋脊光伏发电板部件的剖视图。

图6为本发明的斜房顶光伏发电部件的轴向图。

图7为本发明的跟踪控制储电柜打开门时的示意图。

图8为本发明的跟踪控制储电柜的线路原理图。

图9为本发明的旋转开关式功率调节器功率最大时的工位图。

图10为本发明的旋转开关式功率调节器功率调节时的工位图。

图11为本发明的旋转开关式功率调节器断开时的工位图。

其中：1为电制热储热供水灶台；2为房箱架；3为光伏发电板套件；4为高度角跟踪架驱动部件；5为跟踪控制储电柜；6为保温座箱；7为水套；8为电加热灶膛组件；9为活动炉膛盖；10为电加热管；11为功率控制开关盒；12为箱架；13为跟踪装配架；14为水平转轴；15为倾动轴承；16为主动链轮；17为斜房顶光伏发电部件；18为屋脊光伏发电板部件；19为光伏发电板；20为光伏板控制器；21为从动链轮；22为控制面板；23为负载电池组；24为识别电池；25为外供输出时控开关；26为烹饪时控开关；27为南北向跟踪倒计时开关；28为南北向跟踪换向开关；29为负极端子共极轴柱；30为正极端子固定圆盘；31为导电棒组件。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

由图1至图11给出一种基于光伏发电的蓄热式灶房， 包括电制热储热供水灶台1、房箱架2、光伏发电板套件3、高度角跟踪架驱动部件4、跟踪控制储电柜5，房箱架2内置有电制热储热供水灶台1，房箱架2上置有光伏发电板套件3、高度角跟踪架驱动部件4和跟踪控制储电柜5，电制热储热供水灶台1为由一个保温座箱6、一个水套7、一个电加热灶膛组件8、一个活动炉膛盖9和一个炉灶台面构成的可储供热水的蓄热式炉灶，保温座箱6为上端面开口、下端面封闭的圆筒形箱体，保温座箱6的侧面设有进水管过孔、出水管过孔和电加热引线过孔，炉灶台面为与保温座箱6匹配的且中心轴线部位设有炉膛盖孔的长方形台板件，保温座箱6的上端沿与炉灶台面固定相连，水套7位于保温座箱6之内，水套7为由外壳圆筒、内壳圆筒、环形顶板和环形底板连接而成的密闭容器，水套7上设有进水管、出水管，进水管、出水管分别经保温座箱6的进水管过孔、出水管过孔伸出保温座箱6之外，进水管和出水管上分别设有进水阀和出水阀，电加热灶膛组件8置于水套7之内，电加热灶膛组件8由圆柱状蓄热灶炉体和多个电加热管10构成，圆柱状蓄热灶炉体的中心部位设有上大下小的锥筒火盆腔膛，圆柱状蓄热灶炉体内还设有多个与锥筒火盆腔膛内锥面平行的电加热管插装孔，每个电加热管插装孔内均分别插装有一个电加热管10，电加热管10为管内设有电阻、外部设有保护套管和引线的加热件，电制热储热供水灶台1上设有功率控制开关盒11，电加热管10的引线经保温座箱6侧面的电加热引线过孔伸出保温座箱6并与功率控制开关盒11相连，活动炉膛盖9为上顶段为圆柱台段、下底端为锥台段的阶梯形塞盖，炉灶台面的炉膛盖孔的内径与活动炉膛盖9的圆柱台段的外径及锥筒火盆腔膛上端开口的直径相匹配，活动炉膛盖9的锥台段与锥筒火盆腔膛相匹配，电加热灶膛组件8的上端面、下端面分别与水套7的上顶面、下底面平齐，活动炉膛盖9及水套7外壁之外、炉灶台面与保温座箱6之间的空隙内装有保温填料，电加热灶膛组件8与水套7之间的环隙内装有蓄换热材料，保温座箱6的底面下还设有一个炉灶箱底架，房箱架2由设有窗和门的箱架12和跟踪装配架13构成，箱架12为由两个相互平行直立的侧墙板、一个南墙板、一个北墙板、一个房地板及一个“厂”形房顶连接而成的房架， “厂”形房顶为由房顶平盖和房顶斜盖连接而成的房顶盖，侧墙板的上顶边的形状与“厂”形房顶相匹配，北墙板、南墙板相互平行且均分别垂直的连接固定于侧墙板的两端，北墙板匹配的高于南墙板，房顶斜盖上设有与箱架12内廓尺寸匹配的矩形开口，跟踪装配架13由两个断面为“［”形槽钢状且相互平行的直立框柱、一个水平横脚梁、一个水平转轴14装配而成的“口”形架构件，每个直立框柱上均分别设有多个中心轴线水平并位于同一直立平面的倾动轴承15，两个直立框柱上的倾动轴承15个数相等且一一对应，两个相互对应的倾动轴承15的中心轴线相互重合，水平转轴14的两端分别插装于直立框柱最上端的一对倾动轴承15中，靠近倾动轴承15的水平转轴14的端部均分别设有相互对称的主动链轮16，跟踪装配架13的水平横脚梁位于“厂”形房顶的房顶平盖与房顶斜盖的交叉处位置的房顶平盖上，跟踪控制储电柜5固定于房箱架2的房顶平盖的上表面，跟踪控制储电柜5的输出正负极引线经箱架12上的过线孔与电制热储热供水灶台1的功率控制开关盒11对应相连。

所述的光伏发电板套件3由一个斜房顶光伏发电部件17及一个以上的屋脊光伏发电板部件18构成，斜房顶光伏发电部件17由一个长方形框架、两个转动耳轴、多个与转动耳轴的中心轴线走向一致的横拉筋条、多个光伏发电板19及与光伏发电板19一一对应的光伏发电板控制器20构成，转动耳轴的中心轴线均与长方形框架的中心对称轴线重合且分别固定于长方形框架的侧边框的外侧，横拉筋条与转动耳轴的中心轴线相互平行且固定于长方形框架的侧边上，光伏发电板19连接固定于长方形框架上，与固定于长方形框架上的光伏发电板一一对应的光伏发电板控制器20固定于横拉筋条上，屋脊光伏发电板部件18由一个矩形框架、两个倾动耳轴、一件以上的光伏发电板19及与光伏发电板19一一对应的光伏发电板控制器20构成，倾动耳轴分别连接固定于矩形框架的两侧，倾动耳轴的中心对称轴线相互重合且与矩形框架的对称轴线相互重合，光伏发电板19连接固定于矩形框架的上表面，光伏发电板套件3上的每个光伏发电板19的受光发电面均分别与水平转轴14的中心对称轴线相互平行，每个转动耳轴上、每个倾动耳轴上均分别设有一个从动链轮21，转动耳轴分别插装于位置最低处的两个中心轴线重合的倾动轴承15，每个矩形框架上的倾动耳轴分别对应的插装于位置相互匹配的两个倾动轴承15内，水平转轴14上的主动链轮16与位于同一侧的从动链轮21之间均设有传动链条。

所述的高度角跟踪架驱动部件4由两套变速驱动套件构成，每套变速驱动套件均由直流电机、一个以上的星型减速器和蜗轮蜗杆减速器装配而成，直流电机与星型减速器相连，星型减速器与蜗轮蜗杆减速器相连，每套变速驱动套件的蜗轮蜗杆减速器的输出轴分别与水平转轴14的两端连接固定在一起，每套变速驱动套件均固定在跟踪装配架13的直立框柱上。

所述的跟踪控制储电柜5内设有控制面板22、负载电池组固定架和识别电池固定架，跟踪控制储电柜5为设有一个可开闭门的长方形箱体，跟踪控制储电柜5的箱面上设有多个进出线孔和多个连接固定孔，负载电池组固定架上固定有负载电池组23，识别电池固定架上固定有多个识别电池24，控制面板22上设有外供输出时控开关25、烹饪时控开关26、南北向跟踪倒计时开关27、南北向跟踪换向开关28、识别电池端子排、负载电池输入端子排和控制输出端子排，斜房顶光伏发电部件的多个光伏发电板控制器20、屋脊光伏发电板部件18的多个光伏发电板控制器20分别与识别电池固定架上的多个识别电池24一一对应相连，每个光伏发电板19的正负极分别与一个光伏发电板控制器20的输入端子的正负极相连，每个识别电池24的正负极分别与一个光伏发电板控制器20的识别端子的正负极相连，每个光伏发电板控制器20的输出端子的正负极均经负载电池输入端子排与负载电池组23的正极和负极相连，负载电池组23还与控制输出端子排相连，南北向跟踪倒计时开关27的输入端与负载电池组23的输出端经控制输出端子排相连，南北向跟踪倒计时开关27的输出端经南北向跟踪换向开关28与直流电机相连，控制输出端子排还分别与功率控制开关盒11、外供输出时控开关25和烹饪时控开关26相连。

所述的电加热管10为一端封闭另一端设有正极、负极引线的电加热元件，多个电加热管10的正极、负极引线分别并联后成一个电加热管组后经保温座箱6上的电加热引线过孔并与功率控制开关盒11相连，功率控制开关盒11为由负极端子共极轴柱29、设有多个正极接点组的正极端子固定圆盘30及由多个导电棒组件31构成的旋转开关式功率调节器，导电棒组件31为中心部位设有负极端子共极轴柱插装圆孔的负极环板，负极环板上固定相连有多个导电棒组，正极接点组的个数与电加热管组的个数相同，每组正极接点的端子数与每组电加热管组的电加热管10的正极个数相同，导电棒组的个数与电加热管组的个数相同，每个导电棒组中导电棒的个数与每个电加热管组中的电加热管10的个数相同，导电棒的长度及位置与正极端子固定圆盘30上的正极接点组位置匹配，每个电加热管10的负极均分别连接于负极端子共极轴柱29。

所述的电加热管10为一端封闭另一端设有正极、负极引线的电加热元件，每个电加热管10的正极、负极引线分别并联后经电加热引线过孔伸出保温座箱6并与功率控制开关盒11相连，功率控制开关盒11为分流式直流功率调节器。

所述的电加热管10为两端均分别设有正极、负极引线的电加热元件，每个电加热管10的正极、负极引线分别串联后经电加热引线过孔伸出保温座箱6并与功率控制开关盒11相连，功率控制开关盒11为分压式直流功率调节器。

用于所述的一种基于光伏发电的蓄热式灶房的跟踪控制方法，其步骤为：

步骤一：以基于光伏发电的蓄热式灶房所在位置的地磁线为依据采用南北仪测量地磁线南北走向，以地磁线南北走向为基准构造东西走向的矩形基准平台面，以矩形基准平台面对角线的交叉点为中心点，用定长的细直标杆铅垂的直立于中心点，在任意一天的中午时段内，测量出太阳照射下细标杆上端点的投影点与中心点连线由长变短、再由短变长的拐点时刻和拐点位置，在基准平台面上画出中心点与拐点位置之间画出与地球自转轴同面、交叉的自转轴走向辅助线，以自转轴走向辅助线为基准在矩形基准平台面中间位置找出与自转轴走向辅助线垂直的且东西走向的水平基准直线作为与地球自转轴异面垂直的光伏发电板迎光面朝着太阳高度角变化的高度角跟踪辅助转轴；

步骤二：将房箱架2、光伏发电板套件3及高度角跟踪架驱动部件4装配好置于矩形基准平台面之上，并使跟踪装配架13的水平转轴14位于高度角跟踪辅助转轴平行且与自转轴走向辅助线异面垂直的位置；

步骤三：在一年内任意一天的太阳正午时，将光伏发电板套件3上的光伏发电板19的受光发电面置于与太阳光线垂直的位置，启动跟踪控制储电柜5的南北向跟踪倒计时开关27和南北向跟踪换向开关28,并使南北向跟踪换向开关28置于当日太阳回归高度角变化一致的工位；

步骤四：光伏发电板19的迎光面在水平转轴14的带动下每日绕水平转轴14转动的角度在北半球位置时，按从冬至日经春分到夏至日等于平均每日增大的回归角度进行倾动，从夏至日经秋分到冬至日等于平均每日减小的回归角度倾动，光伏发电板19的迎光面在水平转轴14的带动下每日绕水平转轴14转动的角度在南半球位置时，每日绕水平转轴14转动的角度从冬至经春分日到夏至日等于平均每日减小且逐日减小的回归角度倾动、从夏至经秋分到冬至平均每日增大的回归角度倾动；

步骤五：依据基于光伏发电的蓄热式灶房所在位置的每日太阳回归角度的变化的平均值、高度角跟踪架驱动部件4的直流电机的转速、高度角跟踪架驱动部件4的总速比设定跟踪控制储电柜5控制每日高度角跟踪架驱动部件4运行的转动时机和时长。

实施例一：本发明的灶房在中国北方某地使用，先在矩形基准平台面上找出与自转轴走向线垂直的、东西走向的水平基准直线，将各部件装配好的基于光伏发电的蓄热式灶房置于矩形基准平台面上，使本发明的跟踪装配架13的水平转轴14位于水平基准直线平行且与自转轴走向线异面垂直的位置。本实施例一的直流电机的转速和功率分别为3000转、120瓦，星型减速器组合蜗轮蜗杆减速器的总速比为1:1200000，房箱架2东西方向长4米、南北方向宽3.8米，光伏发电板套件3由总数为6块光伏发电板19装配而成的两个屋脊光伏发电板部件18以及由18块光伏发电板19装配而成的南北方向长为3.6m、东西方向长为3.6m的一个斜房顶光伏发电部件17构成，每块光伏发电板长为1.2m、宽为0.6m、额定发电功率为60瓦、额定电压为12V，箱架12高度为3.0m、跟踪装配架13的总高度为3.6m，电制热储热供水灶台1的总高度为78cm，炉灶台面的长度和宽度分别为100cm,62cm、保温座箱6的外径为60cm,径锥筒火盆腔膛上端开口、下底端的直径分别为250mm、50mm，圆柱状蓄热灶炉体设有15个电加热管插装孔，圆柱状蓄热灶炉体的外径、高度均为350mm，保温填料材料为硅酸铝纤维、圆柱状蓄热灶炉体由镁橄榄石蓄热材料做成、且圆柱状蓄热灶炉体的有效质量为50kg, 圆柱状蓄热灶炉体的额定有效储热量6000kcal（近似于7.0度电，或相当于近80节12V24AH的电池蓄电量）,电加热管10的总额定功率为1200瓦，每根电加热管10为一端封闭另一端设有正负极引线、功率和长度分别为80瓦、160mm，每5个电加热管10的正极并联后分别与旋转开关式功率调节器的3个正极接点组对应相连，每5个电加热管10的负极引线均分别与功率控制开关盒11的负极相连，本发明使用时，电制热储热供水灶台1的旋转开关式功率调节器、光伏发电板套件3均分别与跟踪控制储电柜5连接好，并设定外供输出时控开关25使其处于白天断电晚上供电（照明）的状态、烹饪时控开关26使其处于烹饪时段供电的状态，光伏发电板套件3的每个光伏发电板19在太阳光下，均在光伏板控制器20的控制下分别向识别电池24和负载电池组23充电，本实例一中识别电池24（容量为12V12AH）总块数及每块的识别电压分别为24块、12V，负载电池组23共用10节容量为12V24AH的负载电池12节储、供电，在白天光伏发电板19的发电在光伏板控制器20的控制下向电制热储热供水灶台1供电（最大功率1200瓦），而另一部分维持识别电池24的电压水平并向负载电池组23充电以备夜间用电（如照明等等），用本发明进行太阳跟踪发电（在春季某个天气晴朗日子开始运行），当接近太阳正午时，打开南北向跟踪倒计时关27，打开并调节南北向跟踪换向开关28，直流电机带动星型减速器组、蜗轮蜗杆减速器运转驱动水平转轴14上的主动链轮16转动、进而带动从动链轮21转动，光伏发电板19倾动，当太阳到正午时，使光伏发电板套件3上的光伏发电板19的受光发电面位于与太阳光线垂直的位置，设定好南北向跟踪倒计时开关27供电和断电的时长和周期（本实施例一每24小时断开23小时59分25秒，运行35秒），此后，光伏发电板套件3发电的同时开始逐日跟踪太阳高度角（增加）的方向变化，到达夏至日时，调节南北向跟踪换向开关28使光伏发电板套件3开始逐日跟踪太阳高度角（减少）的方向变化，到达冬至日时，调节南北向跟踪换向开关28使光伏发电板套件3开始逐日跟踪太阳高度角（增加）的方向变化，这样就改善了光伏发电板19的光照条件提高了发电效率。

在上述实施例一中，白天不进行烹饪时，旋转开关式功率调节器处于（蓄热功率工位）活动炉膛盖9置于锥筒火盆腔膛内避免热量外散，光伏发电板19的电能由旋转开关式功率调节器向电制热储热供水灶台1的电加热管10供电，电加热管10发热将圆柱状蓄热灶炉体加热到约1000℃（蓄热至炙热发红），在此过程中，圆柱状蓄热灶炉体与水套7之间的蓄热球蓄热的同时并将一部分热量传给水套7及其中的水，水被加热，经外配的供水、排水器件可实现向外连续供应热水的目的。当灶台进行烹饪时，打开活动炉膛盖9，将锅置于圆柱状蓄热灶炉体的上口位置，圆柱状蓄热灶炉体所蓄热量（圆柱状蓄热灶膛内表面温度最高可达1000℃）经锥筒火盆腔膛传给锅底进行烹饪、调节旋转开关式功率调节器（如烹饪大功率工位）可以控制烹饪所需的供热强度（如烹饪前期主要靠蓄热、后期靠电加热棒），晚上不进行烹饪时旋转开关式功率调节器处于断电状态（或保温功率工位）。在白天光伏发电板套件3所发电能绝大部分转变成了热能并被以热量的形式储存下来备用，这样可以减少负载电池组23的总装量，而且避免了负载电池组23的虚(浮)充现象，由于蓄热体的成本低、寿命可长达20年，也大大降低了负载电池的总装成本和运行成本，并解决了用小面积的光伏发电就可满足烹饪食物时阶段性功率需求大之间的矛盾，也解决了热水使用时的功率大发电功率小之间的矛盾。这样就达到了光伏发电板19早上及傍晚时分发电量少、夜间不能发电时仍能进行烹饪、向外供应热水、照明（由负载电池组23放电提供）的目的，本发明的电制热储热供水灶台也克服了因电池充放电效率低、寿命短等原因造成的全部使用电池储（电）以供灶台烹饪时电池总装成本高、运行费用高的缺点。

实施例二：本发明的灶房在中国南方某地使用，先在矩形基准平台面上找出与自转轴走向线垂直的、东西走向的水平基准直线，将各部件装配好的基于光伏发电的蓄热式灶房置于矩形基准平台面上，使本发明的跟踪装配架的水平转轴14位于水平基准直线平行且与自转轴走向线异面垂直的位置。本实施例一的直流电机的转速和功率分别为3000转、120瓦，星型减速器组合蜗轮蜗杆减速器的总速比为1:1200000，房箱架2东西方向长4米、南北方向宽3.8米，光伏发电板套件3由总数为12块光伏发电板19装配而成的四个屋脊光伏发电板部件18以及由18块光伏发电板19装配而成的南北方向长为3.6m、东西方向长为3.6m的一个斜房顶光伏发电部件17构成，每块光伏发电板长为1.2m、宽为0.6m、额定发电功率为60瓦、额定电压为12V，光伏发电板套件3的总额定功率为1800瓦，箱架12高度为3.0m、跟踪装配架13总高度为3.6m。电制热储热供水灶台1的外廓尺寸与实施例一相同,锥筒火盆腔膛上端开口、下底端的直径分别为250mm、50mm，圆柱状蓄热灶炉体与实施例一相同，电加热管10的总额定功率为1600瓦，每根电加热管10为一端封闭另一端设有正负极引线、功率和长度分别为100瓦、160mm，每电加热管10的正、负极分别并联后与功率调节器正、负极对应相连。本发明使用时，分流式直流功率调节器、光伏发电板套件3均分别与跟踪控制储电柜5连接好，并设定外供输出时控开关25使其处于白天断电晚上供电（照明）的状态、烹饪时控开关26使其处于烹饪时段处于供电的状态。光伏发电板套件3的每个光伏发电板19在太阳光下，均在光伏板控制器20的控制下分别向识别电池24和负载电池组23充电，本实例二中识别电池24（容量为12AH）总块数及每块的识别电压分别为21块、12V，负载电池组23共用10节容量为12V24AH的负载电池10节储、供电，在白天光伏发电板19的发电在光伏板控制器20的控制下向电制热储热供水灶台1供电（最大功率1500瓦），而另一部分维持识别电池24的电压水平并向负载电池组23充电以备夜间用电（如照明等等）。用本发明进行太阳跟踪发电（在夏季夏至后的某个天气晴朗日子开始运行），当接近太阳正午时，打开南北向跟踪倒计时开关27，打开并调节南北向跟踪换向开关28，直流电机带动星型减速器组、蜗轮蜗杆减速器运转驱动水平转轴14上的主动链轮16转动、进而带动从动链轮21转动，光伏发电板19倾动，当太阳到正午时，使光伏发电板套件3上的光伏发电板19的受光发电面位于与太阳光线垂直的位置，设定好南北向跟踪倒计时开关27供电和断电的时长和周期（本实施例一每24小时断开23小时59分25秒，运行35秒），此后，光伏发电板套件3发电的同时开始逐日跟踪太阳高度角（减少）的方向变化，到达冬至日时，调节南北向跟踪换向开关28使光伏发电板套件3开始逐日跟踪太阳高度角（增加）的方向变化，这样就改善了光伏发电板19光照的条件提高了发电效率，实施例二的炉灶台与实施例一相同。

上述技术方案及实施例一、实施例二表明：本发明达到了太阳能灶台置于室内、光伏发电板在高度角方向跟踪太阳的效果进而提高了光伏发电板的发电量和效率的效果，本发明达到了将发电跟踪结构、发电部件、灶台、房集于一体具有结构紧凑的特点，充分利用高度方向上的太阳光照面积具有光照空间利用充分的特点，光伏发电板对称平衡的结构具有跟踪驱动动力消耗小的效果，具有减少光伏板风载、提高高度角跟踪精度的优点，本发明的对称式的光伏发电板套件的跟踪传动机构及驱动原理具有设备简单运行可靠的优点，本发明的高度角跟踪架驱动部件的蜗轮蜗杆减速器特有的自锁功能达到了减少了跟踪过程中的跟踪飘移的效果，本发明的光伏发电的蓄热式灶房的太阳高度角跟踪控制方法具有方法简单、运行简便的效果和优点，本发明达到了克服现有各种基于太阳能发电-用电总效率低、太阳能装置与现场条件不匹配、不适宜于灶台等等缺点，本发明的电制热储热供水灶台克服了因电池充放电效率低、寿命短等原因造成的全部使用电池储（电）以供灶台烹饪时电池总装成本高、运行费用高的缺点，也达到了克服现有的以燃料（如天然气、液化石油气、薪材、炭等等）灶房的燃烧烟气排放污染环境的缺点，对改善环境，尤其是对中国农、牧、林区的庭院生活条件改善，对乡村振兴的能源需求和供给结构实现由燃料能源直接到清洁的太阳能的跨越式发展奠定有利的条件，极具积极意义。

以上所述，仅为本发明较优的具体实施方式，但本发明的保护方位并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以同等替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于光伏发电的蓄热式灶房，包括电制热储热供水灶台（1）、房箱架（2）、光伏发电板套件（3）、高度角跟踪架驱动部件（4）、跟踪控制储电柜（5），房箱架（2）内置有电制热储热供水灶台（1），房箱架（2）上置有光伏发电板套件（3）、高度角跟踪架驱动部件（4）和跟踪控制储电柜（5），其特征在于：电制热储热供水灶台（1）为由一个保温座箱（6）、一个水套（7）、一个电加热灶膛组件（8）、一个活动炉膛盖（9）和一个炉灶台面构成的可储供热水的蓄热式炉灶，保温座箱（6）为上端面开口、下端面封闭的圆筒形箱体，保温座箱（6）的侧面设有进水管过孔、出水管过孔和电加热引线过孔，炉灶台面为与保温座箱（6）匹配的且中心轴线部位设有炉膛盖孔的长方形台板件，保温座箱（6）的上端沿与炉灶台面固定相连，水套（7）位于保温座箱（6）之内，水套（7）为由外壳圆筒、内壳圆筒、环形顶板和环形底板连接而成的密闭容器，水套（7）上设有进水管、出水管，进水管、出水管分别经保温座箱（6）的进水管过孔、出水管过孔伸出保温座箱（6）之外，进水管和出水管上分别设有进水阀和出水阀，电加热灶膛组件（8）置于水套（7）之内，电加热灶膛组件（8）由圆柱状蓄热灶炉体和多个电加热管（10）构成，圆柱状蓄热灶炉体的中心部位设有上大下小的锥筒火盆腔膛，圆柱状蓄热灶炉体内还设有多个与锥筒火盆腔膛内锥面平行的电加热管插装孔，每个电加热管插装孔内均分别插装有一个电加热管（10），电加热管（10）为管内设有电阻、外部设有保护套管和引线的加热件，电制热储热供水灶台（1）上设有功率控制开关盒（11），电加热管（10）的引线经保温座箱（6）侧面的电加热引线过孔伸出保温座箱（6）并与功率控制开关盒（11）相连，活动炉膛盖（9）为上顶段为圆柱台段、下底端为锥台段的阶梯形塞盖，炉灶台面的炉膛盖孔的内径与活动炉膛盖（9）的圆柱台段的外径及锥筒火盆腔膛上端开口的直径相匹配，活动炉膛盖（9）的锥台段与锥筒火盆腔膛相匹配，电加热灶膛组件（8）的上端面、下端面分别与水套（7）的上顶面、下底面平齐，活动炉膛盖（9）及水套（7）外壁之外、炉灶台面与保温座箱（6）之间的空隙内装有保温填料，电加热灶膛组件（8）与水套（7）之间的环隙内装有蓄换热材料，保温座箱（6）的底面下还设有一个炉灶箱底架，房箱架（2）由设有窗和门的箱架（12）和跟踪装配架（13）构成，箱架（12）为由两个相互平行直立的侧墙板、一个南墙板、一个北墙板、一个房地板及一个“厂”形房顶连接而成的房架，“厂”形房顶为由房顶平盖和房顶斜盖连接而成的房顶盖，侧墙板的上顶边的形状与“厂”形房顶相匹配，北墙板、南墙板相互平行且均分别垂直的连接固定于侧墙板的两端，北墙板匹配的高于南墙板，房顶斜盖上设有与箱架（12）内廓尺寸匹配的矩形开口，跟踪装配架（13）由两个断面为“［”形槽钢状且相互平行的直立框柱、一个水平横脚梁、一个水平转轴（14）装配而成的“口”形架构件，每个直立框柱上均分别设有多个中心轴线水平并位于同一直立平面的倾动轴承（15），两个直立框柱上的倾动轴承（15）个数相等且一一对应，两个相互对应的倾动轴承（15）的中心轴线相互重合，水平转轴（14）的两端分别插装于直立框柱最上端的一对倾动轴承（15）中，靠近倾动轴承（15）的水平转轴（14）的端部均分别设有相互对称的主动链轮（16），跟踪装配架（13）的水平横脚梁位于“厂”形房顶的房顶平盖与房顶斜盖的交叉处位置的房顶平盖上，跟踪控制储电柜（5）固定于房箱架（2）的房顶平盖的上表面，跟踪控制储电柜（5）的输出正负极引线经箱架（12）上的过线孔与电制热储热供水灶台（1）的功率控制开关盒（11）对应相连。

2.根据权利要求1所述的一种基于光伏发电的蓄热式灶房，其特征在于：所述的光伏发电板套件（3）由一个斜房顶光伏发电部件（17）及一个以上的屋脊光伏发电板部件（18）构成，斜房顶光伏发电部件（17）由一个长方形框架、两个转动耳轴、多个与转动耳轴的中心轴线走向一致的横拉筋条、多个光伏发电板（19）及与光伏发电板（19）一一对应的光伏发电板控制器（20）构成，转动耳轴的中心轴线均与长方形框架的中心对称轴线重合且分别固定于长方形框架的侧边框的外侧，横拉筋条与转动耳轴的中心轴线相互平行且固定于长方形框架的侧边上，光伏发电板（19）连接固定于长方形框架上，与固定于长方形框架上的光伏发电板一一对应的光伏发电板控制器（20）固定于横拉筋条上，屋脊光伏发电板部件（18）由一个矩形框架、两个倾动耳轴、一件以上的光伏发电板（19）及与光伏发电板（19）一一对应的光伏发电板控制器（20）构成，倾动耳轴分别连接固定于矩形框架的两侧，倾动耳轴的中心对称轴线相互重合且与矩形框架的对称轴线相互重合，光伏发电板（19）连接固定于矩形框架的上表面，光伏发电板套件（3）上的每个光伏发电板（19）的受光发电面均分别与水平转轴（14）的中心对称轴线相互平行，每个转动耳轴上、每个倾动耳轴上均分别设有一个从动链轮（21），转动耳轴分别插装于位置最低处的两个中心轴线重合的倾动轴承（15），每个矩形框架上的倾动耳轴分别对应的插装于位置相互匹配的两个倾动轴承（15）内，水平转轴（14）上的主动链轮（16）与位于同一侧的从动链轮（21）之间均设有传动链条。

3.根据权利要求1所述的一种基于光伏发电的蓄热式灶房，其特征在于：所述的高度角跟踪架驱动部件（4）由两套变速驱动套件构成，每套变速驱动套件均由直流电机、一个以上的星型减速器和蜗轮蜗杆减速器装配而成，直流电机与星型减速器相连，星型减速器与蜗轮蜗杆减速器相连，每套变速驱动套件的蜗轮蜗杆减速器的输出轴分别与水平转轴（14）的两端连接固定在一起，每套变速驱动套件均固定在跟踪装配架（13）的直立框柱上。

4.根据权利要求1所述的一种基于光伏发电的蓄热式灶房，其特征在于：所述的跟踪控制储电柜（5）内设有控制面板（22）、负载电池组固定架和识别电池固定架，跟踪控制储电柜（5）为设有一个可开闭门的长方形箱体，跟踪控制储电柜（5）的箱面上设有多个进出线孔和多个连接固定孔，负载电池组固定架上固定有负载电池组（23），识别电池固定架上固定有多个识别电池（24），控制面板（22）上设有外供输出时控开关（25）、烹饪时控开关（26）、南北向跟踪倒计时开关（27）、南北向跟踪换向开关（28）、识别电池端子排、负载电池输入端子排和控制输出端子排，斜房顶光伏发电部件的多个光伏发电板控制器（20）、屋脊光伏发电板部件（18）的多个光伏发电板控制器（20）分别与识别电池固定架上的多个识别电池（24）一一对应相连，每个光伏发电板（19）的正负极分别与一个光伏发电板控制器（20）的输入端子的正负极相连，每个识别电池（24）的正负极分别与一个光伏发电板控制器（20）的识别端子的正负极相连，每个光伏发电板控制器（20）的输出端子的正负极均经负载电池输入端子排与负载电池组（23）的正极和负极相连，负载电池组（23）还与控制输出端子排相连，南北向跟踪倒计时开关（27）的输入端与负载电池组（23）的输出端经控制输出端子排相连，南北向跟踪倒计时开关（27）的输出端经南北向跟踪换向开关（28）与直流电机相连，控制输出端子排还分别与功率控制开关盒（11）、外供输出时控开关（25）和烹饪时控开关（26）相连。

5.根据权利要求1所述的一种基于光伏发电的蓄热式灶房，其特征在于：所述的电加热管（10）为一端封闭另一端设有正极、负极引线的电加热元件，多个电加热管（10）的正极、负极引线分别并联后成一个电加热管组后经保温座箱（6）上的电加热引线过孔并与功率控制开关盒（11）相连，功率控制开关盒（11）为由负极端子共极轴柱（29）、设有多个正极接点组的正极端子固定圆盘（30）及由多个导电棒组件（31）构成的旋转开关式功率调节器，导电棒组件（31）为中心部位设有负极端子共极轴柱插装圆孔的负极环板，负极环板上固定相连有多个导电棒组，正极接点组的个数与电加热管组的个数相同，每组正极接点的端子数与每组电加热管组的电加热管（10）的正极个数相同，导电棒组的个数与电加热管组的个数相同，每个导电棒组中导电棒的个数与每个电加热管组中的电加热管（10）的个数相同，导电棒的长度及位置与正极端子固定圆盘（30）上的正极接点组位置匹配，每个电加热管（10）的负极均分别连接于负极端子共极轴柱（29）。

6.根据权利要求1所述的一种基于光伏发电的蓄热式灶房，其特征在于：所述的电加热管（10）为一端封闭另一端设有正极、负极引线的电加热元件，每个电加热管（10）的正极、负极引线分别并联后经电加热引线过孔伸出保温座箱（6）并与功率控制开关盒（11）相连，功率控制开关盒（11）为分流式直流功率调节器。

7.根据权利要求1所述的一种基于光伏发电的蓄热式灶房，其特征在于：所述的电加热管（10）为两端均分别设有正极、负极引线的电加热元件，每个电加热管（10）的正极、负极引线分别串联后经电加热引线过孔伸出保温座箱（6）并与功率控制开关盒（11）相连，功率控制开关盒（11）为分压式直流功率调节器。

8.用于权利1~7所述的一种基于光伏发电的蓄热式灶房的跟踪控制方法，其特征在于：其步骤为：

步骤一：以基于光伏发电的蓄热式灶房所在位置的地磁线为依据采用南北仪测量地磁线南北走向，以地磁线南北走向为基准构造东西走向的矩形基准平台面，以矩形基准平台面对角线的交叉点为中心点，用定长的细直标杆铅垂的直立于中心点，在任意一天的中午时段内，测量出太阳照射下细标杆上端点的投影点与中心点连线由长变短、再由短变长的拐点时刻和拐点位置，在基准平台面上画出中心点与拐点位置之间画出与地球自转轴同面、交叉的自转轴走向辅助线，以自转轴走向辅助线为基准在矩形基准平台面中间位置找出与自转轴走向辅助线垂直的且东西走向的水平基准直线作为与地球自转轴异面垂直的光伏发电板迎光面朝着太阳高度角变化的高度角跟踪辅助转轴；

步骤二：将房箱架（2）、光伏发电板套件（3）及高度角跟踪架驱动部件（4）装配好置于矩形基准平台面之上，并使跟踪装配架（13）的水平转轴（14）位于高度角跟踪辅助转轴平行且与自转轴走向辅助线异面垂直的位置；

步骤三：在一年内任意一天的太阳正午时，将光伏发电板套件（3）上的光伏发电板（19）的受光发电面置于与太阳光线垂直的位置，启动跟踪控制储电柜（5）的南北向跟踪倒计时开关（27）和南北向跟踪换向开关（28）,并使南北向跟踪换向开关（28）置于当日太阳回归高度角变化一致的工位；

步骤四：光伏发电板（19）的迎光面在水平转轴（14）的带动下每日绕水平转轴（14）转动的角度在北半球位置时，按从冬至日经春分到夏至日等于平均每日增大的回归角度进行倾动，从夏至日经秋分到冬至日等于平均每日减小的回归角度倾动，光伏发电板（19）的迎光面在水平转轴（14）的带动下每日绕水平转轴（14）转动的角度在南半球位置时，每日绕水平转轴（14）转动的角度从冬至经春分日到夏至日等于平均每日减小且逐日减小的回归角度倾动、从夏至经秋分到冬至平均每日增大的回归角度倾动；

步骤五：依据基于光伏发电的蓄热式灶房所在位置的每日太阳回归角度的变化的平均值、高度角跟踪架驱动部件（4）的直流电机的转速、高度角跟踪架驱动部件（4）的总速比设定跟踪控制储电柜（5）控制每日高度角跟踪架驱动部件（4）运行的转动时机和时长。

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