CN209198948U - 液压驱动型太阳能随动系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种液压驱动型太阳能随动系统，包括动力单元、执行单元、太阳能单元、采集单元以及控制器，动力单元包括油箱、电机、液压泵及高压蓄能器，液压泵与油箱连通并由电机驱动，液压泵的出油端与执行单元的进油端连通且连通的管路上连接有高压蓄能器；执行单元包括第一换向阀、第二换向阀、液压缸及液压双向摆动马达，液压缸与第一换向阀连通，液压双向摆动马达与第二换向阀连通；太阳能单元包括底座、太阳能板支撑架及太阳能板，太阳能板支撑架安装在底座上，液压缸安装在底座上且液压缸的伸缩杆与太阳能板的一端连接；采集单元包括太阳方位跟踪器及压力传感器，压力传感器安装在高压蓄能器的进油端管路上。

Description

液压驱动型太阳能随动系统

技术领域

本实用新型涉及太阳能设备技术领域，具体涉及一种液压驱动型太阳能随动系统。

背景技术

在发电系统中，液压驱动型的风力发电机组于国内已经发展得比较成熟。而在太阳能发电领域，尤其具体到太阳能随动系统中，基本上都是采用电力加机械装置驱动。相对而言，电驱随动系统具有输出功率有限、控制精度较差等局限性。相关技术中，有考虑采用液压驱动来设计太阳能随动系统，但系统性能有待提高。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，提供一种各方面性能更为优异的液压驱动型太阳能随动系统。

本实用新型的技术方案是，提供一种液压驱动型太阳能随动系统，包括动力单元、执行单元、太阳能单元、采集单元以及控制器，所述动力单元包括油箱、电机、液压泵及高压蓄能器，所述液压泵与油箱连通并由所述电机驱动，所述液压泵的出油端与执行单元的进油端连通且连通的管路上连接有高压蓄能器；所述执行单元包括第一换向阀、第二换向阀、液压缸及液压双向摆动马达，所述液压缸与所述第一换向阀连通，所述液压双向摆动马达与所述第二换向阀连通；所述太阳能单元包括底座、太阳能板支撑架及太阳能板，所述底座安装在所述液压双向摆动马达上由所述液压双向摆动马达驱动做旋转摆动，所述太阳能板支撑架安装在所述底座上，所述太阳能板的中部铰接在所述太阳能板支撑架的上端，所述液压缸安装在所述底座上且所述液压缸的伸缩杆与所述太阳能板的一端连接；所述采集单元包括太阳方位跟踪器及压力传感器，所述太阳方位跟踪器安装在所述太阳能板上，所述压力传感器安装在所述高压蓄能器的进油端管路上；所述控制器分别与所述电机、第一换向阀、第二换向阀、太阳方位跟踪器及压力传感器电连接。

本实用新型技术方案的有益效果为：通过设计一套液压驱动型的太阳能板随动系统，使用一液压缸伸缩来调整太阳能板的俯仰角，通过另一液压双向摆动马达来控制太阳能板的旋转，从而可以精确调整太阳能板的角度，使其与太阳光线尽可能的垂直，从而使太阳能板能够更加高效得吸收太阳光能，提高太阳能系统的工作效率，引入高压蓄能器作为辅助液压源，并进行压力监测，当传感器监测到压力下降至第一目标阈值时，可以控制电机、液压泵工作，向高压蓄能器内充液加压，当传感器监测到压力上升至第二目标阈值时，可以控制电机、液压泵停止工作，液压系统输出功率大、控制精度高，有效提升了随动系统的性能。

进一步地，所述液压缸为单作用液压缸或双作用液压缸。

进一步地，所述第一换向阀、第二换向阀为三位四通伺服电磁阀；或者，所述第一换向阀、第二换向阀为微流量高速开关阀组，所述微流量高速开关阀组包括半桥型回路阀组、全桥型回路阀组，其中，所述半桥型回路阀组包括相连通的两个高速常闭开关阀，执行元件置于两个高速常闭开关阀之间，两个高速常闭开关阀的另外两个油口分别连接进油回路和出油回路；所述全桥型回路阀组包括四个高速常闭开关阀，四个高速常闭开关阀通过阀块管道依次循环连通，形成的四个阀块管道连接节点处分别连接进油回路、执行元件一端回路、出油回路、执行元件另一端回路。

进一步地，所述液压泵与所述油箱之间的管路上安装有过滤器，所述液压泵的出油端连接有单向阀。

进一步地，所述太阳方位跟踪器包括光电传感器，当太阳光线偏离所述太阳能板上的集热器的法线时，所述光电传感器向所述控制器反馈偏差信号。

进一步地，还包括内置视日运动轨迹的预判单元，所述预判单元与控制器电连接用于提前判断太阳光线方向，辅助调整所述太阳能板的方向。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型提供的使用伺服换向阀驱动双作用液压缸的随动系统的液压原理图；

图2是本实用新型提供的使用伺服换向阀驱动单作用液压缸的随动系统的液压原理图；

图3是本实用新型提供的使用高速常闭开关阀驱动双作用液压缸的随动系统的液压原理图；

图4是本实用新型提供的使用高速常闭开关阀驱动单作用液压缸的随动系统的液压原理图；

图5是本实用新型提供的半桥型回路阀组的结构图；

图6是本实用新型提供的全桥型回路阀组的结构图；

图7是本实用新型提供的液压驱动型太阳能随动系统的太阳能单元结构图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

请参阅图1～图7所示，本实用新型提供了一种液压驱动型太阳能随动系统，包括动力单元、执行单元、太阳能单元、采集单元以及控制器1，其中，动力单元包括油箱2、电机3、液压泵4及高压蓄能器5，液压泵4与油箱2连通并由电机3驱动，液压泵4的出油端与执行单元的进油端连通且连通的管路上连接有高压蓄能器5；执行单元包括第一换向阀6、第二换向阀7、液压缸8及液压双向摆动马达9，液压缸8与第一换向阀6连通，液压双向摆动马达9与第二换向阀7连通；太阳能单元包括底座10、太阳能板支撑架11及太阳能板12，底座10安装在液压双向摆动马达9上由液压双向摆动马达9驱动做旋转摆动，太阳能板支撑架11安装在底座10上，太阳能板12的中部铰接在太阳能板支撑架11的上端，液压缸8安装在底座10上且液压缸8的伸缩杆与太阳能板12的一端连接；采集单元包括太阳方位跟踪器13及压力传感器14，太阳方位跟踪器13安装在太阳能板12上，压力传感器14安装在高压蓄能器5的进油端管路上；控制器1分别与电机3、第一换向阀6、第二换向阀7、太阳方位跟踪器13及压力传感器14电连接。

具体地，通过设计一套液压驱动型的太阳能板随动系统，使用一液压缸8伸缩来调整太阳能板的俯仰角，通过另一液压双向摆动马达9来控制太阳能板的旋转，从而可以精确调整太阳能板12的角度，使其与太阳光线尽可能的垂直，从而使太阳能板12能够更加高效得吸收太阳光能，提高太阳能系统的工作效率，引入高压蓄能器5作为辅助液压源，并进行压力监测，当传感器监测到压力下降至第一目标阈值时，可以控制电机3、液压泵4工作，向高压蓄能器5内充液加压，当传感器监测到压力上升至第二目标阈值时，可以控制电机3、液压泵4停止工作，液压系统输出功率大、控制精度高，有效提升了随动系统的性能。本实施例中，上述液压缸在实际实施过程中可以选用单作用液压缸或双作用液压缸。

作为其中一种选择，如图1和图2所示，第一换向阀6、第二换向阀7为三位四通伺服电磁阀；或者，如图3和图4所示，第一换向阀6、第二换向阀7为微流量高速开关阀组，本实施例中，如图5和图6所示，微流量高速开关阀组包括半桥型回路阀组、全桥型回路阀组两种形式，其中，半桥型回路阀组包括相连通的两个高速常闭开关阀，执行元件置于两个高速常闭开关阀之间，两个高速常闭开关阀的另外两个油口分别连接进油回路和出油回路；全桥型回路阀组包括四个高速常闭开关阀，四个高速常闭开关阀通过阀块管道依次循环连通，形成的四个阀块管道连接节点处分别连接进油回路、执行元件一端回路、出油回路、执行元件另一端回路。在实施过程中，三位四通伺服电磁阀的通流孔径一般情况下最小为φ6mm，单位时间内的流量一般都比较大，很难实现精确定位控制。并且伺服阀本身成本就很高，若需进行特殊定制，成本投入难以估计，不利于批量生产。而使用上述微流量高速开关阀则能够很好地规避该问题，其孔径覆盖范围从φ0.25mm至φ1.2mm，特殊情况下可达φ3mm，当高速开关阀两端压差为40bar情况下，最小流量可达0.2L/min，具有毫秒级响应速度，成本低廉，非常适合于太阳能随动系统。其中，半桥型回路阀组适用于单作用液压缸，全桥型回路阀组适用于双作用液压缸，液压双向摆动马达由全桥型回路阀组控制。

作为其中一种优化设计，本实施例中，在液压泵4与油箱2之间的管路上安装有过滤器15，液压泵4的出油端连接有单向阀16。

作为其中一种实施方式，本实施中，太阳方位跟踪器13包括光电传感器，当太阳光线偏离太阳能板上的集热器的法线时，光电传感器向控制器1反馈偏差信号。控制器1接收压力传感器的压力信号及太阳方位跟踪器13的反馈信号，分别控制电机的启停及相应电磁阀动作来实现太阳能板的运动。

作为另一种实施方式，该系统还包括内置视日运动轨迹的预判单元，该预判单元与控制器1电连接用于提前判断太阳光线方向，辅助调整太阳能板12的方向。为辅助提升太阳能板的转向调整效率和准确度，可以在控制器或相应软件中加入预判功能，即引入视日运动轨迹跟踪方法，提前判断太阳光线方向，从而更加及时地调整太阳能板的方向，使之与太阳光线垂直。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种液压驱动型太阳能随动系统，包括动力单元、执行单元、太阳能单元、采集单元以及控制器，其特征在于：

所述动力单元包括油箱、电机、液压泵及高压蓄能器，所述液压泵与油箱连通并由所述电机驱动，所述液压泵的出油端与执行单元的进油端连通且连通的管路上连接有高压蓄能器；

所述执行单元包括第一换向阀、第二换向阀、液压缸及液压双向摆动马达，所述液压缸与所述第一换向阀连通，所述液压双向摆动马达与所述第二换向阀连通；

所述太阳能单元包括底座、太阳能板支撑架及太阳能板，所述底座安装在所述液压双向摆动马达上由所述液压双向摆动马达驱动做旋转摆动，所述太阳能板支撑架安装在所述底座上，所述太阳能板的中部铰接在所述太阳能板支撑架的上端，所述液压缸安装在所述底座上且所述液压缸的伸缩杆与所述太阳能板的一端连接；

所述采集单元包括太阳方位跟踪器及压力传感器，所述太阳方位跟踪器安装在所述太阳能板上，所述压力传感器安装在所述高压蓄能器的进油端管路上；

所述控制器分别与所述电机、第一换向阀、第二换向阀、太阳方位跟踪器及压力传感器电连接。

2.根据权利要求1所述的液压驱动型太阳能随动系统，其特征在于：所述液压缸为单作用液压缸或双作用液压缸。

3.根据权利要求1所述的液压驱动型太阳能随动系统，其特征在于：所述第一换向阀、第二换向阀为三位四通伺服电磁阀；

或者，所述第一换向阀、第二换向阀为微流量高速开关阀组，所述微流量高速开关阀组包括半桥型回路阀组、全桥型回路阀组，

其中，所述半桥型回路阀组包括相连通的两个高速常闭开关阀，执行元件置于两个高速常闭开关阀之间，两个高速常闭开关阀的另外两个油口分别连接进油回路和出油回路；所述全桥型回路阀组包括四个高速常闭开关阀，四个高速常闭开关阀通过阀块管道依次循环连通，形成的四个阀块管道连接节点处分别连接进油回路、执行元件一端回路、出油回路、执行元件另一端回路。

4.根据权利要求1所述的液压驱动型太阳能随动系统，其特征在于：所述液压泵与所述油箱之间的管路上安装有过滤器，所述液压泵的出油端连接有单向阀。

5.根据权利要求1所述的液压驱动型太阳能随动系统，其特征在于：所述太阳方位跟踪器包括光电传感器，当太阳光线偏离所述太阳能板上的集热器的法线时，所述光电传感器向所述控制器反馈偏差信号。

6.根据权利要求5所述的液压驱动型太阳能随动系统，其特征在于：还包括内置视日运动轨迹的预判单元，所述预判单元与控制器电连接用于提前判断太阳光线方向，辅助调整所述太阳能板的方向。