CN116094436A - 一种无外部动力自动调节式光伏设备及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种无外部动力自动调节式光伏设备及其控制方法,设备包括聚光采集装置,聚光采集装置包括聚光板,在聚光板上安装有若干太阳能板,聚光板通过调节装置安装在支架上,在聚光采集装置以外,对测光无任何影响的部位设置有测光罩,测光罩上设置有多个测光板,测光板将检测的信息传递给控制系统;所述的调整装置包括光照器,光照器通过气控阀以及供气管分别与变幅缸以及转角缸连接。本发明利用光照器及其他部件,仅使用太阳能,无需使用其他外部能源,即可实现太阳能光伏板的位置转变,提高发电效率,降低了维护成本,体现了最优化的节能效果,实用性强。
Description
技术领域
本发明属于太阳能发电技术领域,具体涉及一种无须外部动力即可实现自动跟踪太阳方向的无外部动力自动调节式光伏设备及其控制方法。
背景技术
太阳能光伏发电作为一种清洁能源的产生方法得到了越来越多的应用,固定式光伏板的采光效果往往受每天日照角度,以及一年不同季节日照角度等因素变化的影响,每个地方的具体变化情况有所不同,如采用固定式光伏板方式,往往无法对太阳能进行充分和有效利用。中国专利CN106972815A公开了一种用于电力系统的智能型高效光伏发电装置,其主要结构包括底座、支柱和若干发电组件,发电组件包括固定板、托板、圆环、两个升降单元和两个发电单元,升降单元与托板传动连接,升降单元与圆环传动连接,发电单元包括底板、气泵、太阳能板和若干支撑单元,支撑单元包括气管、气缸、活塞、横杆、竖杆、第一滑环和框架。该用于电力系统的智能型高效光伏发电装置通过测光单元检测光向,并调节支撑单元的高度改变太阳能板的角度,使其能充分吸收太阳光,但其调节是通过若干个驱动电机来完成聚光板的方向调节,需要输入外部动力来使电机动作,结构较为复杂,可靠性较低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种无须外部动力即可实现电太阳能电池板自动跟踪太阳方向,提高发电效率的无外部动力自动调节式光伏设备,本发明的另一目的是提供了该设备的控制方法。
本发明的目的是这样实现的:一种无外部动力自动调节式光伏设备,包括聚光采集装置,聚光采集装置包括聚光板,在聚光板上安装有若干太阳能板,聚光板通过调节装置安装在支架上,在聚光采集装置以外,对测光无任何影响的部位安装有测光罩,测光罩上设置有多个测光板,测光板将检测的信息传递给控制系统;所述的调整装置包括光照器,光照器通过气控阀以及供气管分别与变幅缸以及转角缸连接。
所述的光照器为透明结构,光照器上设置有透明罩,光照器上还安装有聚光翼。
所述的光照器上安装有安全阀以及单向补气阀。
所述的单向补气阀与光照器相通,单向补气阀的补气阀盖板通过铰点与单向补气阀的阀体连接,阀体上设置有补气阀孔口,在铰点处设置有铰点回位弹簧,用于使补气阀盖板复位。
所述的转角缸一端安装在支架上,另一端与转角平台连接。
所述的变幅缸一端与转角平台连接,另一端与聚光板连接。
所述的转角平台通过转铰安装在支架上部。
所述的光照器内设置有高压罐,气控阀与高压罐相通;高压罐与光照器内部之间设置有第二单向换气阀;高压罐外部设置了保温层。
所述测光罩通过支架安装在基础平台上,基础平台上还配套安装了信号收发器、控制箱、蓄电池,信号收发器、控制箱、蓄电池间及与光照器通过供电线路或信号线连接。所述测光罩为半球面结构,设置了多块小型块状测光板,每块测光板在系统中均有自己唯一的位置编号和独立的感光系统。
所述气控阀主要由电磁阀、阀座、阀杆、回位弹簧、阀芯组成,阀芯由回位弹簧以常闭方式与气道配合动作,所述气控阀还配备了信号收发器、调频整流器、电池,用于工作过程中的通讯信号传输与电力供应。
所述变幅缸、转角缸配套安装了行程编码器、回位弹簧、信号收发器、程控排气阀,用行程编码器于行程的精确控制,回位弹簧和程控排气阀用于缸体排气和活塞的回位,信号收发器用于信号收发。
一种无外部动力自动调节式光伏设备的控制方法,包括以下步骤:
步骤1):测光确定控制参数:
根据测光罩当前测得的光照方位参数,传输至控制系统,控制系统结合当前聚光板的角度和位置参数,进行对比、分析、运算后确定需对聚光板调整的参数,精确确定变幅缸和转角缸需调整的长度;
步骤2)产生气压:
阳光透过光照器的透明罩为光照器内部的气体加温,光照器两侧的聚光翼辅助聚光,以便将太阳光进一步反射聚拢至透明罩内,共同完成对光照器内的空气进行加热,通过上述方式用太阳光对光照器内的密闭气体进行加热后光照器内的气压升高;
步骤3)气压传递:
光照器内的气压升高的气体,在控制系统得精确控制下,通过气控阀,将高压气体在控制系统的控制下输送至变幅缸或转角缸;
步骤4)聚光板控制:
变幅缸以及转角缸接受到从气控阀传来的高压气体后,根据控制系统分析、对比、计算的数据,分别控制聚光板和转角平台的转动,从而控制聚光板的方向,以便更好的采集太阳光。
步骤5):自动补气控制,在光照器内部空气因循环使用发生漏损,气压小于外界大气压时,补气阀的补气阀盖板自动顶开,进行补气;当内外气压平衡后补气阀盖板在铰点回位簧16的作用下自动关闭,达到自动补气的目的。
步骤6):安全控制:光照器上部还设置了安全阀,在光照器内气压过高时,启动泄压保证安全。
本发明提供的无外部动力自动调节式光伏设备及其控制方法,具有以下有益效果:
(一)本发明采用了无外部动力的新型的光照器设计:在聚光采集装置支架或方便采光的其他位置上布置透明式光照器,方便阳光透过透明罩为光照器内部的空气加温,同时在光照器壳体两侧还可设置弧形聚光翼,以便将太阳光进一步反射聚拢至透明罩内,进一步对光照器内的空气进行加热,光照器内部以密闭形式封存了空气或其它合适的气体,利用太阳光对光照器内的密闭气体进行加热后使光照器内的气压升高,通过气控阀的控制,将高压气体先储存在高压管内,后续在控制系统的控制下输送至变幅缸或转角缸,进行聚光板的控制,以便更好的采集太阳光,白天在太阳光的照射下,光照器内的空气压力升高后进行聚光板的动作控制,晚上气温降低,光照器内的气压降低,在控制系统的控制气控阀的控制下,聚光板又回到每天太阳升起的初始方位,以便采集早上的太阳光,每天均可在程序控制下自动控制,循环使用。
(二)光照器的安全设计:在光照器上还设置了单向补气阀,通过铰点、铰点回位簧、补气阀盖板等部件,在光照器内部空气因循环使用发生漏损,气压小于外界大气压时,补气阀因为外界大气压大,就能把补气阀盖板顶开,进行自动补气,内外气压平衡后补气阀盖板在铰点回位簧的作用下自动关闭,达到自动补气的效果。光照器上部还设置了安全阀,在光照器内气压过高时,启动泄压保证安全。比起采用传统的密封式充气气罐,此种设计不用人工补气,实现了自动补气,运行维护简单,极大减少了工作量。
(三)调整装置方便简单。本发明通过变幅缸、气控阀、转角缸、转角平台、转铰等部件,简单、可靠地实现了太阳能光伏板的位置转变,使太阳能板与太阳光始终相对应,提高了发电效率。
综上所述,本发明利用光照器及其他部件,仅使用太阳能,无需使用其他外部能源,即可实现太阳能光伏板的位置转变,提高发电效率,降低了维护成本,体现了最优化的节能效果,实用性强。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明的整体结构图;
图2 是本发明安装示意图;
图3 是本发明光照器主视图;
图4 是本发明光照器侧视图;
图5是本发明单向补气阀主视图;
图6是本发明单向补气阀侧视图;
图7是本发明气控阀原理示意图;
图8是本发明变幅、转角缸原理示意图。
图中:1、聚光板,2、支架,3、太阳能板,4、测光罩,5、光照器、6、气控阀,7、供气管,8、变幅缸,9、转角缸,10、透明罩,11、聚光翼,12、安全阀,13、单向补气阀,14、补气阀盖板,15、铰点,16、铰点回位弹簧,17、补气阀孔口,18、转角平台,19、转铰,20、高压罐,21、保温层,22、第二单向补气阀,23、控制箱,24、信号收发器,25、蓄电池,26、电磁阀阀杆,27、阀座,28、阀芯,29、电磁阀,30、回位弹簧,31、气道,32、调频整流器,33、电池,34、行程编码器,35、活塞,36、活塞回位弹簧,37、程控排气阀,38,进气阀,a、光照器外壁。
具体实施方式
实施例:
一种无外部动力自动调节式光伏设备,本设备主要由聚光采集装置、调整装置、测光装置、系统控制装置等组成。
其中,聚光采集装置主要的光伏采集装置,主要包括聚光板1、支架2等。
调整装置,为光伏采集装置的角度和幅度调整装置,主要包括光照器5、变幅缸8、气控阀6、转角缸9、转角平台18、转铰19等。光照器5主要包括由聚光翼11、透明罩10、安全阀12、单向补气阀13、高压罐20、第二单向补气阀22等,通过光照形成自动加压驱动。
测光装置,为测光和分析装置,主要包括测光罩4和支架2等,以及测光罩上布置的大量太阳能板,与测光罩配套布置的信号收发器、控制箱和蓄电池等。
系统控制装置,由现地控制系统、远程控制系统和内置分析和计算程序等组成。
具体结构如下:一种无外部动力自动调节式光伏设备,包括聚光采集装置,聚光采集装置包括聚光板1,在聚光板1上安装有若干太阳能板3,聚光板1通过调节装置安装在支架2上,在聚光采集装置以外,对测光无任何影响的部位安装有测光罩4,测光罩4上设置有多个测光板,测光板将检测的信息传递给控制系统;所述的调整装置包括光照器5,光照器5通过气控阀6以及供气管7分别与变幅缸8以及转角缸9连接。
光照器5与高压罐采用一体化布置方式,光照器与高压罐中间采用隔板进行分隔,隔板上设置了单向补气阀,单向补气阀限制气体只能从光照器向高压罐单向流动,不能反向补气,即当光照器内的气体压力高于高压罐时可向高压罐补气,但当高压罐内的气体压力高于光照器时,气体不向光照器内补气,单向补气阀的结构与光照器透明罩上设置的单向补气阀13一致。高压罐外部设置了保温层,以便高压罐内的气体保温和保压。高压罐的容积根据变幅缸、转角缸调控需用量计算后设计,储气量能满足至少3天聚光板变幅缸、转角缸调整所需的量。
气控阀6为电磁式阀体结构,在阀芯上设置了回位弹簧,阀体上还外设了信号收发器、调频整流器、电池等部件。
变幅缸和转角缸内部结构相似,除了类似于普通的气缸配套了缸体、活塞和活塞杆、进气口外,还创新性附设了拉绳式行程编码器、回位弹簧、程控排气阀、信号收发器等装置。回位弹簧用于辅助活塞复位,行程编码器用于精确确定活塞的行程位置。在信号收发器的接收远程控制系统控制信号的基础上,在进气口上连接了进气气控阀,在排气口上连接了程控排气阀,通过信号收发器接收信号对进排气进行精确控制。本发明中的光照器5为透明结构,可设计为整体透明或部分透明,光照器5上设置有透明罩10,光照器5上还安装有聚光翼11;聚光翼为弧形,以便将太阳光进一步反射聚拢至透明罩内,进一步对光照器内的空气进行加热。
光照器5内设置有高压罐20,气控阀6与高压罐20相通;高压罐20与光照器5内部之间设置有第二单向换气阀22。使光照器5的气体可单向注入高压罐20,在高压罐20罐体外设置保温层21,以起到保温保压的作用。
在光照器5上安装有安全阀12以及单向补气阀13。单向补气阀13与光照器5相通,单向补气阀13的补气阀盖板14通过铰点15与单向补气阀13的阀体连接,阀体上设置有补气阀孔口17,在铰点15处设置有铰点回位弹簧16,用于使补气阀盖板14复位。
安全阀12作用是一旦光照器5内压力过高,可通过安全阀12泄压,以保障光照器的正常、安全工作。
本发明的转角缸9一端安装在支架2上,另一端与转角平台18连接;变幅缸8一端与转角平台18连接,另一端与聚光板1连接;转角平台18通过转铰19安装在支架2上部。通过转角平台18、变幅缸8以及转角缸9,控制太阳能板的方向。
本发明的工作原理如下:
本发明的总体原理是通过弧形测光罩进行每天实时测光,以便感知每天或每个时段最佳的光照方向,结合系统控制装置内置程序的计算,自动控制聚光板的气控阀,进一步对聚光板进行幅度和角度调整,以便实现采光角度的最优化。
(一)测光罩工作原理:
测光罩4采用弧面半球形结构,这样可以方便接收到各个方位的太阳光照。半球面结构上方设置了数量众多的小型块状测光板,每块测光板在系统中均有自己唯一的位置编号和独立的感光系统,在太阳光光照方向发生变化时,某一块或几块测光板就可接收到太阳光,从而在控制系统中显示测光板的方位和编号,结合每块板对太阳光强度的对比,就能准确判断太阳的方位和今天光照的强度,以这些测量数据为依据,通过系统计算分析后,控制调整装置对聚光采集装置进行方位的调整,以实现最佳的发电效果。
如图2所示,控制系统的控制箱23由蓄电池25供电,蓄电池25通过太阳能板3充电。信号收发器24用于测光罩与远程控制系统间的数据和信息无线传输,控制箱23用于将测光罩测光过程中利用太阳能发出的电进行调频、整流后存储在蓄电池25中,以便控制箱和信号收发器用电。蓄电池中的电还可为本专利测光罩以外的其它系统供电。
(二)聚光采集装置方位的调整:
根据测光罩确定的太阳方位,系统控制聚光采集装置的调整装置进行调整,具体为:一方面通过气控阀,为转角缸提供气压动力,推动转角平台转动,带动转角平台上的聚光板转动;另一方面,通过气控阀为变幅缸提供气压动力,推动聚光板变幅摆动调整方向,通过上述调整,就可确保聚光板及时对准太阳方向,保证获取太阳光线的最大化。
(三)气控阀气压的获取:
壳体部分采用可承压的透明罩制成光照器5,方便阳光透过透明罩10为光照器5内部的空气加温,同时在壳体两侧还可设置弧形聚光翼11,以便将太阳光进一步反射聚拢至透明罩内,进一步对光照器内的空气进行加热,光照器内部以密闭形式封存了空气或其它合适的气体,通过上述方式用太阳光对光照器内的密闭气体进行加热后光照器内的气压升高,当光照器内部气体加热到高于高压罐20内部的气压时,通过隔板上的第二单向阀22,高压气体进入高压罐20储存,高压罐外部的保温层21可以有效保温,进而确保罐内压力。
气控阀6与高压罐20连通,通过气控阀6的控制,将高压罐内的高压气体在控制系统的控制下输送至变幅缸或转角缸,进行聚光板的控制,以便跟随太阳角度的变化,更好的采集太阳光,白天在太阳光的照射下。气控阀6采用回位弹簧常闭式气控阀,能有效节省控制阀件的能量,当聚光板需进行调整控制时,给气控阀通电后,电磁阀29的阀杆26和阀座27吸合,阀芯28打开后,高压罐内的气体进入变幅缸或转角缸。
本专利优先采用变幅缸和转角杆分别设置供气道路和气控阀的结构,以便对变幅缸和转角缸的气体控制供应互不干扰,当变幅缸或转角缸动作到位,信号收发器24接受控制系统的指令,停止向气控阀的电磁阀供电,断电后阀芯28的回位弹簧30推动阀芯关闭气道31供气随机停止,阀芯处于常闭状态。气控阀动作所需的少量电量由聚光板上的少量太阳能板参与供电,此部分太阳能板上的电通过气控阀附带的调频整流器32调整后储存在电池33中待用。电池33不需充电时,此部分太阳能板仍参与聚光板的整体发电,统一向外部传输电能。
高压罐内的空气按照控制系统的控制指令,进行变幅缸和转角缸进行动作控制,即进行聚光板的动作控制,变幅缸、转角缸设置了拉线式行程编码器34,行程编码器34采用接线式或其他形式的编码器,编码器可以对变幅缸、转角缸的动作进行精确控制,在变幅缸、转角缸进行伸缩动作时,行程编码器34随着拉绳的伸缩进行气缸伸缩量的精确测量,行程编码器内设发条装置,可进行拉伸的绷紧和自动回缩,当达到控制系统计算确定所需的气缸伸缩量后,气控阀关闭,这样就可以实现对变幅缸、转角缸的精确控制。
本专利还具有聚光板1角度自动回位的功能,远程控制系统程序设定,变幅缸、转角缸根据白天的初始位置在夜间进行自动回位,以便在早上日出前聚光板1处于最佳的采光角度。变幅缸、转角缸通过进气阀38进气,在变幅缸、转角缸的活塞35上设置了活塞回位弹簧36,在达到设定的夜间回位时间时,变幅缸、转角缸排气口上的程控排气阀37定时开启,变幅缸、转角缸内部气压降低,在活塞回位弹簧36复位力的拉动下,活塞35缓慢回位,气体沿着管路从气缸内排出后进入光照器,排气复位的过程中,行程编码器34进行活塞位置的同步精确测量,当变幅缸、转角缸活塞回到早上最佳位置后,程控排气阀37关闭。即聚光板1白天工作结束后都能自动回到每天太阳升起的初始方位,以便采集早上的太阳光,这样每天都可以在程序控制下自动控制,循环使用。
光照器上还设置了单向补气阀13,通过铰点15、铰点回位簧16、补气阀盖板14等结构的设置,在光照器内部空气因循环使用发生漏损,气压小于外界大气压时,补气阀因为外界大气压大,就能把补气阀盖板14顶开,进行自动补气,内外气压平衡后补气阀盖板在铰点回位簧的作用下自动关闭,这样可以起到自动补气的效果。光照器上还设置了安全阀12,在光照器内气压过高时,启动泄压保证安全。本发明不需人工操作,实现了自动补气,运行维护简单,极大减少了工作量。
另一技术方案中,为高压罐增设电热气体加热装置,增加高压气体供应。
(四)控制系统原理:
本专利通过控制系统中的软件,将聚光采集装置、调整装置、测光装置各系统合理组合、系统性管控起来,有效形成了信息的共享、控制功能的联动和系统性管理等功能。本专利通过现地控制系统和远程控制系统,可以实现现地控制和远程控制。
本发明工作时的具体步骤如下:
步骤1):测光确定控制参数:
根据测光罩当前测得的光照方位参数,传输至控制系统,控制系统结合当前聚光板的角度和位置参数,进行对比、分析、运算后确定需对聚光板调整的参数,精确确定变幅缸和转角缸需调整的长度。
步骤2)产生气压:
阳光透过光照器的透明罩为光照器内部的气体加温,光照器两侧的聚光翼辅助聚光,以便将太阳光进一步反射聚拢至透明罩内,共同完成对光照器内的空气进行加热,通过上述方式用太阳光对光照器内的密闭气体进行加热后光照器内的气压升高,高压气体存储于高压罐20中。
步骤3)气压传递:
光照器内的气压升高的气体,在控制系统得精确控制下,通过气控阀,将高压气体在控制系统的控制下从高压罐20经气控阀、供气管道等输送至变幅缸或转角缸。
步骤4)聚光板控制:
变幅缸以及转角缸接受到从气控阀传来的高压气体后,根据控制系统分析、对比、计算的数据,分别控制聚光板和转角平台的转动,从而控制聚光板的方向,以便更好的采集太阳光。
步骤5):自动补气控制,在光照器内部空气因循环使用发生漏损,气压小于外界大气压时,补气阀的补气阀盖板自动顶开,进行补气;当内外气压平衡后补气阀盖板在铰点回位簧16的作用下自动关闭,达到自动补气的目的;
步骤6):安全控制:光照器上部还设置了安全阀,在光照器内气压过高时,启动泄压保证安全。
本专利优点。
(一)创新性强。本专利从测光罩、光照器角度均体现了很强的创新性,体现了全流程和体系化的创新,创新构思严密。
(二)设计精巧。本专利在多个方面均体现了精巧的设计,如测光罩的工作原理,确保了光能最优化的利用;光照器仅使用太阳能,无需使用外部能源,体现了最优化的节能效果。
(三)控制精确。本专利在多个方面体现了精确控制,通过测光罩对光照信息的精准获取后通过控制程序,实现了精确控制,多个细节设计精准合理。
(四)简单实用。本专利在设计上力求简单实用,全力做到化繁为简,在体现最佳效果的同时,让结构最为简单实用,各种细节均进行了合理简单的设计,具有很强的实用性。
Claims (10)
1.一种无外部动力自动调节式光伏设备,包括聚光采集装置,其特征在于:聚光采集装置包括聚光板(1),在聚光板(1)上安装有若干太阳能板(3),聚光板(1)通过调节装置安装在支架(2)上,在聚光采集装置以外,对测光无任何影响的部位安装有测光罩(4),测光罩(4)上设置有多个测光板,测光板将检测的信息传递给控制系统;所述的调整装置包括光照器(5),光照器(5)通过气控阀(6)经供气管(7)分别与变幅缸(8)以及转角缸(9)连接。
2.根据权利要求1所述的无外部动力自动调节式光伏设备,其特征在于:所述的光照器(5)为透明结构,光照器(5)上设置有透明罩(10),光照器(5)上还安装有聚光翼(11)。
3.根据权利要求1所述的无外部动力自动调节式光伏设备,其特征在于:所述的光照器(5)上安装有安全阀(12)以及单向补气阀(13)。
4.根据权利要求3所述的无外部动力自动调节式光伏设备,其特征在于:所述的单向补气阀(13)与光照器(5)相通,单向补气阀(13)的补气阀盖板(14)通过铰点(15)与单向补气阀(13)的阀体连接,阀体上设置有补气阀孔口(17),在铰点(15)处设置有铰点回位弹簧(16),用于使补气阀盖板(14)复位。
5.根据权利要求1所述的无外部动力自动调节式光伏设备,其特征在于:所述的转角缸(9)一端安装在支架(2)上,另一端与转角平台(18)连接;所述的变幅缸(8)一端与转角平台(18)连接,另一端与聚光板(1)连接;所述的转角平台(18)通过转铰(19)安装在支架(2)上部。
6.根据权利要求1所述的无外部动力自动调节式光伏设备,其特征在于:所述的光照器(5)内设置有高压罐(20),气控阀(6)与高压罐(20)相通;高压罐(20)与光照器(5)内部之间设置有第二单向换气阀(22);高压罐(20)外部设置了保温层(21)。
7.根据权利要求1所述的无外部动力自动调节式光伏设备,其特征在于:所述测光罩(4)通过支架(2)安装在基础平台上,基础平台上还配套安装了信号收发器(24)、控制箱(23)、蓄电池(25),信号收发器(24)、控制箱(23)、蓄电池(25)间及与光照器(5)通过供电线路或信号线连接;所述测光罩(4)为半球面结构,设置了多块小型块状测光板,每块测光板在系统中均有自己唯一的位置编号和独立的感光系统。
8.根据权利要求1所述的无外部动力自动调节式光伏设备,其特征在于:所述气控阀(6)主要由电磁阀(29)、阀座(27)、阀杆(26)、回位弹簧(30)、阀芯(28)组成,阀芯(28)由回位弹簧(30)以常闭方式与气道(31)配合动作,所述气控阀(6)还配备了信号收发器(24)、调频整流器(32)、电池(33),用于工作过程中的通讯信号传输与电力供应。
9.根据权利要求1所述的无外部动力自动调节式光伏设备,其特征在于:所述变幅缸(8)、转角缸(9)配套安装了行程编码器(34)、回位弹簧(36)、信号收发器(24)、程控排气阀(37),用行程编码器(34)于行程的精确控制,回位弹簧(36)和程控排气阀(37)用于缸体排气和活塞的回位,信号收发器(24)用于信号收发。
10.一种权利要求1-9任一所述的无外部动力自动调节式光伏设备的控制方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤1):测光确定控制参数:
根据测光罩(4)当前测得的光照方位参数,传输至控制系统,控制系统结合当前聚光板(1)的角度和位置参数,进行对比、分析、运算后确定需对聚光板(1)调整的参数,精确确定变幅缸和转角缸需调整的长度;
步骤2)产生气压:
阳光透过光照器的透明罩为光照器内部的气体加温,光照器两侧的聚光翼(11)辅助聚光,以便将太阳光进一步反射聚拢至透明罩(10)内,共同完成对光照器内的空气进行加热,通过上述方式用太阳光对光照器内的密闭气体进行加热后光照器内的气压升高;
步骤3)气压传递:
光照器内的气压升高的气体,在控制系统得精确控制下,通过气控阀(6),将高压气体在控制系统的控制下输送至变幅缸或转角缸;
步骤4)聚光板控制:
变幅缸(8)以及转角缸(9)接受到从气控阀(6)传来的高压气体后,根据控制系统分析、对比、计算的数据,分别控制聚光板(1)和转角平台(18)的转动,从而控制聚光板的方向,以便更好的采集太阳光;
步骤5):自动补气控制,在光照器内部空气因循环使用发生漏损,气压小于外界大气压时,补气阀的补气阀盖板自动顶开,进行补气;当内外气压平衡后补气阀盖板在铰点回位簧(16)的作用下自动关闭,达到自动补气的目的;
步骤6):安全控制:光照器上部还设置了安全阀,在光照器内气压过高时,启动泄压保证安全。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117148875A (zh) * | 2023-10-30 | 2023-12-01 | 余姚市宏宇输变电工程有限公司 | 基于储能配合的光伏板转角控制方法、系统及存储介质 |
Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN200949944Y (zh) * | 2006-06-24 | 2007-09-19 | 刘顺和 | 太阳光自动跟踪聚光太阳能利用装置 |
US20100059043A1 (en) * | 2008-09-10 | 2010-03-11 | Paru Co., Ltd. | Solar Tracking Device and Method for High-Effective Concentration Photovoltaic |
KR20100119134A (ko) * | 2009-04-30 | 2010-11-09 | 베러텍 주식회사 | 태양광 발전장치의 집광판 구동장치 |
WO2015029978A1 (ja) * | 2013-08-26 | 2015-03-05 | Thk株式会社 | 太陽光追尾装置 |
CN104850135A (zh) * | 2014-05-23 | 2015-08-19 | 张红伟 | 一种无电机全自动太阳追踪装置 |
CN105159331A (zh) * | 2015-09-11 | 2015-12-16 | 广州华凌制冷设备有限公司 | 光伏电池板的追踪调节装置和调节方法及光伏供电系统 |
KR20160007085A (ko) * | 2014-07-11 | 2016-01-20 | 정에디영 | 태양열 반사장치의 고도각 조절기구 |
CN106972815A (zh) * | 2017-05-06 | 2017-07-21 | 深圳市奈士迪技术研发有限公司 | 一种用于电力系统的智能型高效光伏发电装置 |
JP2017143646A (ja) * | 2016-02-10 | 2017-08-17 | 賢一 野下 | 太陽追尾装置 |
CN112165295A (zh) * | 2020-10-11 | 2021-01-01 | 庞利焕 | 一种用于光伏发电场的可变角度钢结构 |
CN215932456U (zh) * | 2021-09-06 | 2022-03-01 | 深圳市魔方卫星科技有限公司 | 一种太阳光跟踪装置 |
CN217684700U (zh) * | 2022-05-09 | 2022-10-28 | 深圳市多氟多新能源科技有限公司 | 一种结合太阳能发电的分体式吸顶灯 |
-
2023
- 2023-02-03 CN CN202310054767.1A patent/CN116094436B/zh active Active
Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN200949944Y (zh) * | 2006-06-24 | 2007-09-19 | 刘顺和 | 太阳光自动跟踪聚光太阳能利用装置 |
US20100059043A1 (en) * | 2008-09-10 | 2010-03-11 | Paru Co., Ltd. | Solar Tracking Device and Method for High-Effective Concentration Photovoltaic |
KR20100119134A (ko) * | 2009-04-30 | 2010-11-09 | 베러텍 주식회사 | 태양광 발전장치의 집광판 구동장치 |
WO2015029978A1 (ja) * | 2013-08-26 | 2015-03-05 | Thk株式会社 | 太陽光追尾装置 |
CN104850135A (zh) * | 2014-05-23 | 2015-08-19 | 张红伟 | 一种无电机全自动太阳追踪装置 |
KR20160007085A (ko) * | 2014-07-11 | 2016-01-20 | 정에디영 | 태양열 반사장치의 고도각 조절기구 |
CN105159331A (zh) * | 2015-09-11 | 2015-12-16 | 广州华凌制冷设备有限公司 | 光伏电池板的追踪调节装置和调节方法及光伏供电系统 |
JP2017143646A (ja) * | 2016-02-10 | 2017-08-17 | 賢一 野下 | 太陽追尾装置 |
CN106972815A (zh) * | 2017-05-06 | 2017-07-21 | 深圳市奈士迪技术研发有限公司 | 一种用于电力系统的智能型高效光伏发电装置 |
CN112165295A (zh) * | 2020-10-11 | 2021-01-01 | 庞利焕 | 一种用于光伏发电场的可变角度钢结构 |
CN215932456U (zh) * | 2021-09-06 | 2022-03-01 | 深圳市魔方卫星科技有限公司 | 一种太阳光跟踪装置 |
CN217684700U (zh) * | 2022-05-09 | 2022-10-28 | 深圳市多氟多新能源科技有限公司 | 一种结合太阳能发电的分体式吸顶灯 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117148875A (zh) * | 2023-10-30 | 2023-12-01 | 余姚市宏宇输变电工程有限公司 | 基于储能配合的光伏板转角控制方法、系统及存储介质 |
CN117148875B (zh) * | 2023-10-30 | 2024-01-16 | 余姚市宏宇输变电工程有限公司 | 基于储能配合的光伏板转角控制方法、系统及存储介质 |
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