CN117091302A - 一种太阳能集热远程智能控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种太阳能集热远程智能控制系统，包括太阳能集热系统、控制系统和远程控制终端，所述太阳能集热系统包括太阳能集热装置、储能模块、管道连接模块和用水模块，所述太阳能集热装置包括安置底座、旋转平台和太阳能集热器，所述旋转平台包括底座、伺服电机、旋转轴和安装平台，所述太阳能集热器上设置有两组感光装置，所述两组感光装置分别放置在太阳能集热器相邻两个侧边，每组感光装置包括两个光电传感器，且两个光电传感器之间设置有遮光板，所述储能模块为储能水箱，所述用水模块为若干个用水端口，所述管道连接模块为第一进水管、第二进水管、第一出水管、第二出水管，本发明能够有效地采集和利用太阳能并实现远程智能控制。

Description

一种太阳能集热远程智能控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及太阳能集热技术领域，具体涉及一种太阳能集热远程智能控制系统及控制方法。

背景技术

太阳能是一种常见的可再生能源，无论是动物还是植物，都直接或间接以太阳能作为能量基础，太阳能的优势众多且明显，无地域的限制、非常干净环保不会产生任何有害气体或固体废物、储量大，在一定意义上太阳能是无穷无尽的，在化石燃料日趋减少的情况下，太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分，并不断得到发展。

近年来，随着能源日益增长的需求，太阳能的技术利用得到重视，特别是太阳能热水器的推广备受人们的喜爱；但是现有的太阳能集热装置的利用率低，太阳能资源不能得到充分利用，且现有的传统太阳能集热控制系统功能较为单一，并且在使用过程中无法根据远程用户需求做出相应的改变，从而无法提供较为智能的服务。

发明内容

技术目的：针对现有技术存在的不足，本发明公开了一种太阳能集热远程智能控制系统及控制方法，能够有效地采集和利用太阳能并实现远程智能控制。

技术方案：为实现上述技术目的，本发明采用了如下技术方案：

一种太阳能集热远程智能控制系统，包括太阳能集热系统、控制系统和远程控制终端，所述太阳能集热系统包括太阳能集热装置、储能模块、管道连接模块和用水模块，所述太阳能集热装置包括安置底座、旋转平台和太阳能集热器，所述安置底座上固定连接有旋转平台，所述旋转平台包括底座、伺服电机、旋转轴和安装平台，所述底座固定连接在安置底座上，底座内部设置有阶梯状凹槽，所述阶梯状凹槽的第一阶梯凹槽内固定安装有伺服电机，所述阶梯状凹槽的第二阶梯凹槽内转动设置有转动轴，所述转动轴下端与伺服电机固定连接，转动轴的上端固定连接有安装平台，所述安装平台上设置有支撑架和电动推杆，所述支撑架活动连接在太阳能集热器的一端，所述电动推杆固定连接在太阳能集热器的另一端，电动推杆能够控制太阳能集热器升降，所述伺服电机、电动推杆均与控制系统相连；

所述控制系统包括伺服电机转动控制模块、电动推杆控制模块和无线通信模块，所述伺服电机转动控制模块用于控制伺服电机的转向和转速，所述电动推杆控制模块用于控制电动推杆的升降，所述无线通信模块用于与远程控制终端进行数据传输和通信，所述控制系统通过无线通信模块与所述远程控制终端无线通信连接；

所述远程控制终端包括终端设备和网络服务器，所述网络服务器通过无线网络与终端设备无线通信连接。

优选地，所述太阳能集热器上设置有两组感光装置，所述两组感光装置分别放置在太阳能集热器相邻两个侧边，第一组感光装置包括1号光电传感器和2号光电传感器，第二组感光装置包括3号光电传感器和4号光电传感器，且每组感光装置的两个光电传感器之间设置有遮光板，所述太阳能集热器上还设置有角度传感器，所述角度传感器用于获取太阳能集热器与地平面的夹角，所述四个光电传感器和角度传感器均与控制系统相连接。

优选地，所述储能模块为储能水箱，所述用水模块为若干个用水端口，所述管道连接模块为第一进水管、第二进水管、第一出水管、第二出水管；所述第一进水管与自来水管路连接后接入储能水箱和若干个用水端口，储能水箱通过第一出水管接入太阳能集热器，所述太阳能集热器通过第二进水管接回储能水箱，所述储能水箱通过第二出水管接入若干个用水端口；所述第一进水管上设置有补水电磁阀，所述第一出水管上设置有循环泵，所述第二出水管上设置有放水电磁阀，所述补水电磁阀、循环泵和放水电磁阀均与控制系统连接。

优选地，所述网络服务器包括数据库、数据采集模块、数据处理模块、控制模块和通信模块，所述数据库用于存储太阳能集热系统相关的数据信息及当地的日期、时间和经纬度信息，数据采集模块用于收集太阳能集热系统上传的数据信息，所述数据处理模块用于处理太阳能集热系统相关数据信息，所述控制模块用于接收终端设备所发送的指令，并将此指令发送到太阳能集热系统，所述通信模块用于与太阳能集热系统和终端设备进行数据传输和通信。

优选地，所述数据处理模块包括光电传感器太阳光线比较单元、太阳高度角与方位角计算单元，所述光电传感器太阳光线比较单元用于比较和判断各个光电传感器检测到的太阳光线的大小，所述太阳高度角和方位角计算单元用于计算太阳当前的高度角和方位角。

优选地，所述储能水箱内设置有温度传感器、水位传感器和电加热器，所述温度传感器、水位传感器和电加热器均与控制系统相连接。

优选地，所述控制系统还包括储能水箱水温监控模块和储能水箱水位监控模块，所述储能水箱水温监控模块用于监测和控制储能水箱的水温，所述储能水箱水位监控模块用于监测和控制储能水箱的水位。

一种太阳能集热远程智能控制方法，其特征在于，应用于以上所述的一种太阳能集热远程智能控制系统中，所述太阳能集热远程智能控制方法包括以下步骤：

S1、启动太阳能集热远程智能控制系统，从数据库中获取太阳能集热系统的初始状态及当前的日期和时间；

S2、启动太阳能集热装置开始追踪太阳位置，通过控制系统或者远程控制终端控制太阳能集热装置中的伺服电机和电动推杆，从而改变太阳能集热器的方位和倾斜角度，使太阳能集热器始终与太阳光线垂直；

S3、将太阳能集热器收集到的太阳能转换成热能对储能水箱内的水进行加热；

S4、通过储能水箱内的温度传感器和水位传感器检测储能水箱内的水温和水位并传送到控制系统和远程控制终端，对储能水箱内的水温和水位进行实时监测和控制；

S5、通过管道模块的各个管道将热水运送到用水端口。

优选地，所述太阳能集热装置追踪太阳位置包括两种方法，一种是光电传感器追踪太阳位置方法，另一种是太阳角度追踪太阳位置方法，所述光电传感器追踪太阳位置方法包括以下步骤：

A1、启动太阳能集热装置开始追踪太阳位置，并选择光电传感器追踪太阳位置方法；

A2、两组感光装置中的光电传感器开始检测太阳光线的大小；

A3、若太阳光线的大小高于下限值，则执行步骤A4，若未达到下限值，则停止太阳能集热装置追踪太阳位置；

A4、分别比较两组感光装置中的光电传感器检测到的太阳光线大小，并控制伺服电机和电动推杆调整太阳能集器的位置，所述比较两组感光装置中的光电传感器检测到的太阳光线大小具体包括以下步骤：

A41、比较第一组感光装置中1号光电传感器与2号光电传感器太阳光线的大小，若1号光电传感器检测到的太阳光线大小大于2号光电传感器检测到的太阳光线大小，则控制电动推杆升高，直至两个光电传感器检测到的太阳光线大小相同，若1号光电传感器检测到的太阳光线大小小于2号光电传感器检测到的太阳光线大小，则控制电动推杆降低，直至两个光电传感器检测到的太阳光线大小相同；

A42、比较第二组感光装置中3号光电传感器与4号光电传感器太阳光线大小，若3号光电传感器检测到的太阳光线大小大于4号光电传感器检测到的太阳光线大小，则控制伺服电机顺时针方向旋转，直至两个光电传感器检测到的太阳光线大小相同，若3号光电传感器检测到的太阳光线大小小于4号光电传感器检测到的太阳光线大小，则控制伺服电机逆时针旋转，直至两个光电传感器检测到的太阳光线大小相同；

A5、太阳能集热器到达合适位置，结束太阳位置追踪。

优选地，所述太阳角度追踪太阳位置方法包括以下步骤：

B1、启动太阳能集热装置开始追踪太阳位置，并选择太阳角度追踪太阳位置方法；

B2、从数据库中获取当前地区的日期、时间和经纬度信息；

B3、根据太阳高度角和太阳方位角的计算公式计算太阳高度角和太阳方位角，并控制伺服电机和电动推杆调整太阳能集热器的位置；

B31、计算太阳高度角，根据计算出的太阳高度角升高或者降低电动推杆使得太阳能集热器与太阳光线垂直，所述根据太阳高度角和太阳方位角的计算公式计算太阳高度角和太阳方位角具体包括以下步骤：

B32、根据太阳方位角计算公式计算太阳方位角，根据计算出的太阳方位角顺时针旋转或者逆时针旋转伺服电机使得太阳能集热器与太阳光线垂直；

B4、太阳能集热器到达合适位置，结束太阳位置追踪。

有益效果：本发明的所提供的一种具有如下有益效果：

1.本发明的太阳能集热装置设置有转动平台和电动推杆，通过转动平台可以调整太阳能集热器水平方向的朝向，通过电动推杆可以调整太阳能集热器的高度从而改变太阳能集热器与地平面的夹角，同时可以通过终端设备实现对电阳能集热器的远程控制调节，使太阳能集热装置更加智能。

2.本发明可以远程控制太阳能集热装置追踪太阳位置，同时追踪方法有两种，一种是光电传感器追踪太阳位置方法，通过光电传感器太阳光线比较单元比较判断各个光电传感器检测到的当前太阳光强度大小，从而相应地控制伺服电机和电动推杆调整太阳能集热器的位置，另一种是太阳角度追踪太阳位置方法，通过从数据库中获取当地的时间和日期，用太阳高度角与方位角计算单元计算太阳的高度角和方向角，进一步控制伺服电机和电动推杆调整太阳能集热器的位置，使用两种方法使得太阳能集热装置追踪太阳的准确性更高，且可以根据不同的情况选择不同的追踪方法。

3.本发明通过储能水箱水温监控模块和储能水箱水位监控模块能够实时的获取储能水箱的水温和水位，还能对水温、水位和水量根据当前的情况进行实时智能控制，使水温和水位达到预设的值，能够让使用人员清楚掌握热水器的实时状态，并且能够按照需求控制和使用热水集热系统，同时又连接有远程控制终端，能够远程操控太阳能集热系统，实现太阳能集热系统的远程智能控制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍。

图1为本发明太阳能集热装置结构图；

图2为本发明转动平台剖视图；

图3为本发明太阳能集热器俯视图；

图4为本发明太阳能集热系统结构图；

图5为本发明控制系统模块示意图；

图6为本发明利用光电传感器追踪太阳位置方法的原理流程图；

图7为本发明通过计算太阳高度角和方位角追踪太阳位置方法的原理流程图。

图中：1、储能水箱；2、太阳能集热装置；21、太阳能集热器；22、安置底座；23、底座；24、转动轴；25、伺服电机；26、安装平台；27、电动推杆；28、支撑架；29、感光装置；291、1号光电传感器；292、2号光电传感器；293、3号光电传感器；294、4号光电传感器；295、遮光板；3、控制系统；4、用水端口；5、第一进水管；6、第二进水管；7、第一出水管；8、第二出水管；9、温度传感器；10、水位传感器；11、电加热器；12、补水电磁阀；13、循环泵；14、放水电磁阀。

具体实施方式

下面通过一较佳实施例的方式并结合附图来更清楚完整地说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

如图1-3所示，一种太阳能集热远程智能控制系统，包括太阳能集热系统、控制系统3和远程控制终端，所述太阳能集热系统包括太阳能集热装置2、储能模块、管道连接模块和用水模块，所述太阳能集热装置2包括安置底座22、旋转平台和太阳能集热器21，所述安置底座22上固定连接有旋转平台，所述旋转平台包括底座23、伺服电机25、旋转轴24和安装平台26，所述底座23固定连接在安置底座22上，底座23内部设置有阶梯状凹槽，所述阶梯状凹槽的第一阶梯凹槽内固定安装有伺服电机25，所述阶梯状凹槽的第二阶梯凹槽内转动设置有转动轴24，所述转动轴24下端与伺服电机25固定连接，所述转动轴24的上端固定设置有安装平台26，所述安装平台26上设置有支撑架28和电动推杆27，所述支撑架28活动连接在太阳能集热器21的一端，在一个具体实施例中，所述支撑架28和太阳能集热器21通过合页活动连接，所述电动推杆27固定连接在太阳能集热器21的另一端，电动推杆27能够控制电阳能集热器21升降，所述伺服电机25、电动推杆27均与控制系统3相连。

通过伺服电机25可以调整太阳能集热器21水平方向的角度，通过电动推杆27可以改变太阳能集热器21与地平面的夹角，两者均与控制系统3相连，受到控制系统3的控制。

如图5所示，所述控制系统3包括伺服电机转动控制模块、电动推杆控制模块和无线通信模块，所述伺服电机转动控制模块用于控制伺服电机25的转向和转速，所述电动推杆控制模块用于控制电动推杆27的升降，所述无线通信模块用于与远程控制终端进行数据传输和通信，所述控制系统3通过无线通信模块与所述远程控制终端无线通信连接。

所述远程控制终端包括终端设备和网络服务器，所述网络服务器通过无线网络与终端设备无线通信连接，所述终端设备包括手机、平板、控制柜等设备。

优选地，所述网络服务器包括数据库、数据采集模块、数据处理模块、控制模块和通信模块，所述数据库用于存储太阳能集热系统相关的数据信息，数据采集模块用于收集太阳能热水系统上传的数据信息，所述数据处理模块用于处理太阳能集热系统相关数据信息，所述控制模块用于接收终端设备所发送的指令，并将此指令发送到太阳能集热系统，所述通信模块用于与太阳能集热系统和终端设备进行数据传输和通信。

在一个具体实施例中，所述数据处理模块包括光电传感器太阳光线比较单元、太阳高度角与方位角计算单元，所述光电传感器太阳光线比较单元用于比较和判断各个光电传感器检测到的太阳光线的大小，所述太阳高度角和方位角计算单元用于计算太阳当前的高度角和方位角。

如图3所示，所述太阳能集热器21上设置有两组感光装置29，所述两组感光装置29分别放置在太阳能集热器21相邻两个侧边，第一组感光装置29包括1号光电传感器291和2号光电传感器292，第二组感光装置29包括3号光电传感器293和4号光电传感器294，且每组感光装置29的两个光电传感器之间设置有遮光板295。

在一个具体实施例中，所述太阳能集热器21上设置有角度传感器211，所述角度传感器211用于获取太阳能集热器21与地平面的夹角，所述角度传感器211与控制系统3连接。

本发明的太阳位置追踪方法有两种，一种是光电传感器追踪太阳位置方法，利用光电传感器检测到的当前太阳光线大小改变太阳能集热器21的位置，另一种是太阳角度追踪太阳位置方法，通过获取当地的时间和日期计算太阳的高度角和方向角，然后改变太阳能集热器21的位置。

如图6所示，利用光电传感器检测到的当前太阳光线大小来追踪太阳位置的方法原理如下：首先网络服务器的数据采集模块从控制系统获取当前四个光电传感器检测到的当前太阳光线的大小，若大小为零或未达到下限值，说明此时处于夜晚或阴天，不进行太阳追踪，若太阳光线大小达到下限值，则分别比较两组中1号和2号光电传感器检测到的当前太阳光线的大小、3号和4号光电传感器检测到的当前太阳光线的大小，其中1号和2号光电传感器负责跟踪太阳高度角的变化，3号和4号负责太阳方向角的变化，若1号光电传感器的值大于2号光电传感器的值，则远程控制终端把数据发送给终端设备和控制系统，控制系统中的电动推杆控制模块控制电动推杆升高太阳能集热器的高度直到两个光敏电阻的值相等，若1号光敏电阻的值小于2号光敏电阻的值，则控制电动推杆降低太阳能集热器的高度直到两个光敏电阻的值相等；若3号光敏电阻的值大于4号光敏电阻的值，则远程控制终端发送数据给终端设备和控制系统，控制系统中的伺服电机转动控制模块控制旋转平台的伺服电机顺时针转动直到两个光敏电阻的值相等，若3号光敏电阻的值小于4号光敏电阻的值，则控制旋转平台的伺服电机逆时针转动直到两个光敏电阻的值相等。

如图7所示，通过获取当地的时间和日期计算太阳的高度角和方向角来跟踪太阳位置的方法原理如下：从网络服务器的数据库中获取当前的日期、时间和所处地区的经纬度等信息，按照公式计算当前太阳的高度角和方位角。

太阳时角是计算太阳准确位置的重要参数之一，太阳时角的值可由下列公式求解：

θ_h＝(t_a-12)×15°

式中，θ_h表示太阳时角，单位是度，t_a表示真太阳时，单位为时。

t_a可由下列公式求解：

t_a＝t_m+Δ_a

式中，t_m表示平太阳时，单位为时，Δ_a表示真太阳时时差，单位为时。

平太阳时t_m可以由下列公式求解：

t_m＝t_bj+t_lc

式中，t_bj表示北京时间，单位为时，t_lc表示经度修正，单位为时。

经度修正t_lc可由下列公式求解：

式中，°E表示当地经度，单位为度。

真太阳时时差Δ_a(rad)可由下列公式求解：

Δ_a(rad)＝0.00076+0.001869cosθ_d-0.014616cos2θ_d-0.04085sin2θ_d

式中，rad表示弧度，θ_d表示日角，单位为弧度。

日角可由下列公式求解：

式中，N表示日数，从当年1月1日开始计算，将日角θ_d带入真太阳时时差Δ_a(rad)计算公式可得出准确的真太阳时时差Δ_a(rad)，再将弧度转换成相应的时间，转换公式如下：

通过上述一些列公式联立消除中间项之后可以得到真太阳时t_a的准确数值。

太阳高度角可由下列公式求解：

式中，H表示太阳高度角，单位为度，表示地理纬度，单位为度，δ表示赤纬角，单位为度。

太阳方位角可由下列公式求解：

式中，sin A表示太阳方位角，单位为度。

其中赤纬角可由下列公式求解：

式中，sinδ(rad)表示赤纬角，单位为弧度，再将弧度转化为度公式如下：

由上述一系列公式便可准确地计算出所在地区此时的太阳高度角和方位角，然后远程控制终端根据计算出的太阳高度角和方位角向控制系统发出指令，控制伺服电机旋转相应的角度，控制电动推杆升高相应的角度，从而使太阳能集热器始终与太阳光线垂直。

通过远程控制终端也可以自由的调整太阳能集热器的角度，实现了太阳能集热器的智能控制，提高了太阳能集热器的工作效率和利用率。

如图4所示，太阳能集热系统还包括储能模块、管道连接模块和用水模块，所述储能模块为储能水箱1，所述用水模块为若干个用水端口4，所述管道连接模块为第一进水管5、第二进水管6、第一出水管7、第二出水管8；所述第一进水管5与自来水管路连接后接入储能水箱1和若干个用水端口4，储能水箱1通过第一出水管7接入太阳能集热器21，所述太阳能集热器21通过第二进水管6接回储能水箱1，所述储能水箱1通过第二出水管8接入若干个用水端口；所述第一进水管5上设置有补水电磁阀12，所述第一出水管7上设置有循环泵13，所述第二出水管8上设置有放水电磁阀14，所述补水电磁阀12、循环泵13和放水电磁阀14均与控制系统3连接。

储能水箱1通过第一进水管5与自来水管路连接，保证储能水箱1内冷水的供应，然后又通过第一出水管7与太阳能集热器21连接，把储能水箱1中的冷水经过太阳能集热器21的热能加热，然后再通过第二进水管6回到储能水箱1内，储能水箱1内的热水通过第二出水管8送到各个用水端口4。

在一个具体实施例中，所述储能水箱内设置有温度传感器9、水位传感器10和电加热器11，所述温度传感器9、水位传感器10和电加热器11均与控制系统3相连接。

在一个具体实施例中，所述控制系统还包括储能水箱水温监控模块和储能水箱水位监控模块，所述储能水箱水温监控模块用于监测和控制储能水箱1的水温，所述储能水箱水位监控模块用于监测和控制储能水箱1的水位。

所述储能水箱水温控制模块可以智能调节储能水箱内的水温，使用者可以通过远程控制终端进行温度设定，储能水箱内的温度传感器实时检测储能水箱内的温度，当水温未达到设定的温度值时，控制系统控制电加热器对储能水箱内的水进行加热，直到温度达到设定值；当储能水箱内的温度高于设定值时，控制系统控制补水电磁阀进行补水，直至储能水箱内的温度达到设定值。

所述储能水箱水位控制模块可以智能调节储能水箱内的水位，用户可以通过远程智能控制终端对储能水箱的水位设置最高水位和最低水位，然后水位传感器实时检测储能水箱内的水位，当水位低于最低水位时，控制系统控制补水电磁阀补水，直至水位处于最低水位和最高水位之间；当水位高于最高水位时，控制系统控制补水电磁阀关闭，停止补水。

本发明还提供了一种太阳能集热远程智能控制方法，应用于所述的一种太阳能集热远程智能控制系统中，所述太阳能集热远程智能控制方法包括以下步骤：

S1、启动太阳能集热远程智能控制系统，从数据库中获取太阳能集热系统的初始状态及当前的日期和时间；

S2、启动太阳能集热装置开始追踪太阳位置，通过控制系统或者远程控制终端控制太阳能集热装置中的伺服电机和电动推杆，从而改变太阳能集热器的方位和倾斜角度，使太阳能集热器始终与太阳光线垂直；

S3、将太阳能集热器收集到的太阳能转换成热能对储能水箱内的水进行加热；

S4、通过储能水箱内的温度传感器和水位传感器检测储能水箱内的水温和水位并传送到控制系统和远程控制终端，对储能水箱内的水温和水位进行实时监测和控制；

S5、通过管道模块的各个管道将热水运送到用水端口。

在一个具体实施方式中，所述太阳能集热装置追踪太阳位置包括两种方法，一种是光电传感器追踪太阳位置方法，另一种是太阳角度追踪太阳位置方法，所述光电传感器追踪太阳位置方法包括以下步骤：

A1、启动太阳能集热装置开始追踪太阳位置，并选择光电传感器追踪太阳位置方法；

A2、两组感光装置中的光电传感器开始检测太阳光线的大小；

A3、若太阳光线的大小高于下限值，则执行步骤A4，若未达到下限值，则停止太阳能集热装置追踪太阳位置；

A4、分别比较两组感光装置中的光电传感器检测到的太阳光线大小，并控制伺服电机和电动推杆调整太阳能集器的位置，所述比较两组感光装置中的光电传感器检测到的太阳光线大小具体包括以下步骤：

A41、比较第一组感光装置中1号光电传感器与2号光电传感器太阳光线的大小，若1号光电传感器检测到的太阳光线大小大于2号光电传感器检测到的太阳光线大小，则控制电动推杆升高，直至两个光电传感器检测到的太阳光线大小相同，若1号光电传感器检测到的太阳光线大小小于2号光电传感器检测到的太阳光线大小，则控制电动推杆降低，直至两个光电传感器检测到的太阳光线大小相同；

A42、比较第二组感光装置中3号光电传感器与4号光电传感器太阳光线大小，若3号光电传感器检测到的太阳光线大小大于4号光电传感器检测到的太阳光线大小，则控制伺服电机顺时针方向旋转，直至两个光电传感器检测到的太阳光线大小相同，若3号光电传感器检测到的太阳光线大小小于4号光电传感器检测到的太阳光线大小，则控制伺服电机逆时针旋转，直至两个光电传感器检测到的太阳光线大小相同；

A5、太阳能集热器到达合适位置，结束太阳位置追踪。

在一种具体实施方式中，所述太阳角度追踪太阳位置方法包括以下步骤：

B1、启动太阳能集热装置开始追踪太阳位置，并选择太阳角度追踪太阳位置方法；

B2、从数据库中获取当前地区的日期、时间和经纬度信息；

B3、根据太阳高度角和太阳方位角的计算公式计算太阳高度角和太阳方位角，并控制伺服电机和电动推杆调整太阳能集热器的位置，所述根据太阳高度角和太阳方位角的计算公式计算太阳高度角和太阳方位角具体包括以下步骤：

B31、计算太阳高度角，根据计算出的太阳高度角升高或者降低电动推杆使得太阳能集热器与太阳光线垂直；

B32、根据太阳方位角计算公式计算太阳方位角，根据计算出的太阳方位角顺时针旋转或者逆时针旋转伺服电机使得太阳能集热器与太阳光线垂直；

B4、太阳能集热器到达合适位置，结束太阳位置追踪。

本发明的太阳能集热远程控制系统能够实现太阳能集热器实时追踪太阳位置，始终保持太阳能集热器与太阳光线垂直，同时提供了两种追踪方法，可以根据实际情况合理地选择适合的追踪方法，也可以根据使用者的需求自由地改变太阳能集热器的位置，配置有远程控制终端，可以远程的监测太阳能集热器的状况，调整太阳能集热器的位置，实现了太阳能集热器的智能远程控制，提高了太阳能集热装置的利用率。

同时还能远程控制储能水箱内的水温和水位，实时的掌握储能水箱内水温和水位信息，及时对水温水位进行调整。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种太阳能集热远程智能控制系统，包括太阳能集热系统、控制系统(3)和远程控制终端，其特征在于，所述太阳能集热系统包括太阳能集热装置(2)、储能模块、管道连接模块和用水模块，所述太阳能集热装置包括安置底座(22)、旋转平台和太阳能集热器(21)，所述安置底座(22)上固定连接有旋转平台，所述旋转平台包括底座(23)、伺服电机(25)、旋转轴(24)和安装平台(26)，所述底座(23)固定连接在安置底座(22)上，底座(23)内部设置有阶梯状凹槽，所述阶梯状凹槽的第一阶梯凹槽内固定安装有伺服电机(25)，所述阶梯状凹槽的第二阶梯凹槽内转动设置有转动轴(24)，所述转动轴(24)下端与伺服电机(25)固定连接，转动轴(24)的上端固定连接有安装平台(26)，所述安装平台(26)上设置有支撑架(28)和电动推杆(27)，所述支撑架(28)活动连接在太阳能集热器(21)的一端，所述电动推杆(27)固定连接在太阳能集热器(21)的另一端，电动推杆(27)能够控制太阳能集热器(21)升降，所述伺服电机(25)、电动推杆(27)均与控制系统(3)相连；

所述控制系统(3)包括伺服电机转动控制模块、电动推杆控制模块和无线通信模块，所述伺服电机转动控制模块用于控制伺服电机的转向和转速，所述电动推杆控制模块用于控制电动推杆的升降，所述无线通信模块用于与远程控制终端进行数据传输和通信，所述控制系统通过无线通信模块与所述远程控制终端无线通信连接；

所述远程控制终端包括终端设备和网络服务器，所述网络服务器通过无线网络与终端设备无线通信连接。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能集热远程智能控制系统，其特征在于，所述太阳能集热器(21)上设置有两组感光装置(29)，所述两组感光装置(29)分别放置在太阳能集热器(21)相邻两个侧边，第一组感光装置(29)包括1号光电传感器(291)和2号光电传感器(292)，第二组感光装置(29)包括3号光电传感器(293)和4号光电传感器(294)，且每组感光装置(29)的两个光电传感器之间设置有遮光板(295)，所述太阳能集热器(21)上还设置有角度传感器(211)，所述角度传感器(211)用于获取太阳能集热器(21)与地平面的夹角，所述四个光电传感器和角度传感器(211)均与控制系统(3)相连接。

3.根据权利要求1所述的一种太阳能集热远程智能控制系统，其特征在于，所述储能模块为储能水箱(1)，所述用水模块为若干个用水端口(4)，所述管道连接模块为第一进水管(5)、第二进水管(6)、第一出水管(7)、第二出水管(8)；所述第一进水管(5)与自来水管路连接后接入储能水箱(1)和若干个用水端口(4)，储能水箱(1)通过第一出水管(7)接入太阳能集热器(21)，所述太阳能集热器(21)通过第二进水管(6)接回储能水箱(1)，所述储能水箱(1)通过第二出水管(8)接入若干个用水端口(4)；所述第一进水管(5)上设置有补水电磁阀(12)，所述第一出水管(7)上设置有循环泵(13)，所述第二出水管(8)上设置有放水电磁阀(14)，所述补水电磁阀(12)、循环泵(13)和放水电磁阀(14)均与控制系统(3)连接。

4.根据权利要求2所述的一种太阳能集热远程智能控制系统，其特征在于，所述网络服务器包括数据库、数据采集模块、数据处理模块、控制模块和通信模块，所述数据库用于存储太阳能集热系统相关的数据信息及当地的日期、时间和经纬度信息，数据采集模块用于收集太阳能集热系统上传的数据信息，所述数据处理模块用于处理太阳能集热系统相关数据信息，所述控制模块用于接收终端设备所发送的指令，并将此指令发送到太阳能集热系统，所述通信模块用于与太阳能集热系统和终端设备进行数据传输和通信。

5.根据权利要求4所述的一种太阳能集热远程智能控制系统，其特征在于，所述数据处理模块包括光电传感器太阳光线比较单元、太阳高度角与方位角计算单元，所述光电传感器太阳光线比较单元用于比较和判断各个光电传感器检测到的太阳光线的大小，所述太阳高度角和方位角计算单元用于计算太阳当前的高度角和方位角。

6.根据权利要求3所述的一种太阳能集热远程智能控制系统，其特征在于，所述储能水箱内设置有温度传感器(9)、水位传感器(10)和电加热器(11)，所述温度传感器(9)、水位传感器(10)和电加热器(11)均与控制系统(3)相连接。

7.根据权利要求1所述的一种太阳能集热远程智能控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括储能水箱水温监控模块和储能水箱水位监控模块，所述储能水箱水温监控模块用于监测和控制储能水箱(1)的水温，所述储能水箱水位监控模块用于监测和控制储能水箱(1)的水位。

8.一种太阳能集热远程智能控制方法，其特征在于，应用于权利要求1-7任一所述的一种太阳能集热远程智能控制系统中，所述太阳能集热远程智能控制方法包括以下步骤：

S1、启动太阳能集热远程智能控制系统，从数据库中获取太阳能集热系统的初始状态及当前的日期、时间和经纬度信息；

S2、启动太阳能集热装置开始追踪太阳位置，通过控制系统或者远程控制终端控制太阳能集热装置中的伺服电机和电动推杆，从而改变太阳能集热器的方位和倾斜角度，使太阳能集热器始终与太阳光线垂直；

S3、将太阳能集热器收集到的太阳能转换成热能对储能水箱内的水进行加热；

S4、通过储能水箱内的温度传感器和水位传感器检测储能水箱内的水温和水位并传送到控制系统和远程控制终端，对储能水箱内的水温和水位进行实时监测和控制；

S5、通过管道模块的各个管道将热水运送到用水端口。

9.根据权利要求8所述的一种太阳能集热远程智能控制方法，其特征在于，所述太阳能集热装置追踪太阳位置包括两种方法，一种是光电传感器追踪太阳位置方法，另一种是太阳角度追踪太阳位置方法，所述光电传感器追踪太阳位置方法包括以下步骤：

A1、启动太阳能集热装置开始追踪太阳位置，并选择光电传感器追踪太阳位置方法；

A2、两组感光装置中的光电传感器开始检测太阳光线的大小；

A3、若太阳光线的大小高于下限值，则执行步骤A4，若未达到下限值，则停止太阳能集热装置追踪太阳位置；

A4、分别比较两组感光装置中的光电传感器检测到的太阳光线大小，并控制伺服电机和电动推杆调整太阳能集器的位置，所述比较两组感光装置中的光电传感器检测到的太阳光线大小具体包括以下步骤：

A41、比较第一组感光装置中1号光电传感器与2号光电传感器太阳光线的大小，若1号光电传感器检测到的太阳光线大小大于2号光电传感器检测到的太阳光线大小，则控制电动推杆升高，直至两个光电传感器检测到的太阳光线大小相同，若1号光电传感器检测到的太阳光线大小小于2号光电传感器检测到的太阳光线大小，则控制电动推杆降低，直至两个光电传感器检测到的太阳光线大小相同；

A42、比较第二组感光装置中3号光电传感器与4号光电传感器太阳光线大小，若3号光电传感器检测到的太阳光线大小大于4号光电传感器检测到的太阳光线大小，则控制伺服电机顺时针方向旋转，直至两个光电传感器检测到的太阳光线大小相同，若3号光电传感器检测到的太阳光线大小小于4号光电传感器检测到的太阳光线大小，则控制伺服电机逆时针旋转，直至两个光电传感器检测到的太阳光线大小相同；

A5、太阳能集热器到达合适位置，结束太阳位置追踪。

10.根据权利要求9所述的一种太阳能集热远程智能控制方法，其特征在于，所述太阳角度追踪太阳位置方法包括以下步骤：

B1、启动太阳能集热装置开始追踪太阳位置，并选择太阳角度追踪太阳位置方法；

B2、从数据库中获取当前地区的日期、时间和经纬度信息；

B3、根据太阳高度角和太阳方位角的计算公式计算太阳高度角和太阳方位角，并控制伺服电机和电动推杆调整太阳能集热器的位置，所述根据太阳高度角和太阳方位角的计算公式计算太阳高度角和太阳方位角具体包括以下步骤：

B31、计算太阳高度角，根据计算出的太阳高度角升高或者降低电动推杆使得太阳能集热器与太阳光线垂直；

B32、根据太阳方位角计算公式计算太阳方位角，根据计算出的太阳方位角顺时针旋转或者逆时针旋转伺服电机使得太阳能集热器与太阳光线垂直；

B4、太阳能集热器到达合适位置，结束太阳位置追踪。