CN219834054U - 一种基于双轴跟踪的太阳能应用平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于双轴跟踪的太阳能应用平台，涉及太阳能应用平台技术领域。它包括双轴跟踪组件、聚光工作组件、监测控制组件和机身组件，双轴跟踪组件包括方位角调节机构和高度角调节机构，方位角调节机构连接在机身组件上并且与高度角调节机构相连接，聚光工作组件分别与方位角调节机构和高度角调节机构活动连接，监测控制组件设置在聚光工作组件和机身组件上，双轴的跟踪模式实现了更精准的太阳跟踪，聚光工作组件能够实现采光面积大小的可调节，实现不同焦距透镜适配，实现焦斑面积大小调节，监测控制组件对太阳能利用的各项运行参数可以进行集中采集与记录，实现对各类应用的补充和评价，丰富了太阳能应用平台的基本功能。

Description

一种基于双轴跟踪的太阳能应用平台

技术领域

本实用新型涉及太阳能应用平台技术领域，尤其是涉及一种基于双轴跟踪的太阳能应用平台。

背景技术

太阳能是清洁环保、供应充足和分布广泛的可再生能源。聚光太阳能热利用是开发和利用太阳能资源的一种重要途径，它不仅能为工业、家庭等场所提供热能供应，还能进一步的与常规蒸汽轮机发电装备进行耦合对接，实现太阳光能到电能的转变，此方案被认为是解决能源短缺和环境污染问题的重要方式。

本申请人发现现有技术中至少存在以下技术问题：现有的太阳能应用平台可以实现太阳的双轴跟踪，但是应用功能较为单一，无法实现多种太阳能利用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于双轴跟踪的太阳能应用平台，以解决现有技术中存在的太阳能应用平台的应用功能较为单一的技术问题。本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

一种基于双轴跟踪的太阳能应用平台，包括双轴跟踪组件、聚光工作组件、监测控制组件和机身组件，所述双轴跟踪组件包括方位角调节机构和高度角调节机构，所述方位角调节机构连接在所述机身组件上并且与所述高度角调节机构相连接，所述聚光工作组件分别与所述方位角调节机构和所述高度角调节机构活动连接，所述监测控制组件设置在所述聚光工作组件和所述机身组件上。

优选地，所述聚光工作组件包括跟踪支架、聚光透镜、距离调节机构、调节底盘、磁力搅拌器、聚光反应器和光电传感器，所述跟踪支架分别与所述方位角调节机构和所述高度角调节机构活动连接，所述聚光透镜可拆卸连接在所述跟踪支架的前端，所述调节底盘通过所述距离调节机构活动连接在所述跟踪支架上，所述磁力搅拌器和所述聚光反应器与所述调节底盘可拆卸连接，所述光电传感器连接在所述跟踪支架前端的顶部。

优选地，所述方位角调节机构包括旋转底盘、托架和第一驱动机构，所述托架连接在所述旋转底盘的顶部并且分别与所述高度角调节机构和所述聚光工作组件活动连接，所述第一驱动机构连接在所述机身组件的内部并且与所述旋转底盘驱动连接，所述第一驱动机构启动后能够带动所述旋转底盘和所述托架转动。

优选地，所述高度角调节机构包括高度角推杆和第二驱动机构，所述高度角推杆的低位端与所述托架活动连接，所述高度角推杆的高位端与所述聚光工作组件相连接，所述第二驱动机构与所述高度角推杆驱动连接，所述第二驱动机构启动后能够带动所述高度角推杆伸长或缩短。

优选地，所述机身组件包括主框架和旋转支架，所述旋转支架与所述主框架相连接，所述旋转底盘活动连接在所述旋转支架上，所述主框架的底部设置有若干个调节底轮。

优选地，所述托架的内侧设置有支架加固轮，所述旋转支架呈圆柱形，所述旋转底盘带动所述托架相对所述旋转支架旋转时所述支架加固轮能够在所述旋转支架表面滚动。

优选地，所述主框架上设置有触摸屏、蜂鸣器、开关按钮和防护罩。

优选地，所述监测控制组件包括太阳辐照监测机构，所述太阳辐照监测机构连接在所述聚光工作组件的前端，所述太阳辐照监测机构包括太阳辐照计和遮光组件，所述遮光组件能够相对太阳辐照计转动。

优选地，所述监测控制组件还包括风力传感器和温湿压传感器，所述风力传感器和所述温湿压传感器连接在所述机身组件上。

优选地，所述监测控制组件还包括气体流量传感器，所述气体流量传感器连接在所述机身组件内。

本实用新型的有益效果为：太阳能应用平台采用太阳方位角与太阳高度角的同时跟踪模式，双轴的跟踪模式精度更高，并且可进行太阳的时控跟踪与光控跟踪，在跟踪过程中能够实现适时切换，实现了广泛地域范围的太阳跟踪应用，实现了更精准的太阳跟踪；

聚光工作组件能够实现采光面积大小的可调节，实现不同焦距透镜适配，实现焦斑面积大小调节；

监测控制组件具有全方面信息采集和监测功能，对太阳能利用的各项运行参数可以进行集中采集与记录，实现对各类应用的补充和评价，形成多用途的应用平台，丰富了太阳能应用平台的基本功能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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为本实用新型的结构图；

图2为本实用新型的细节结构图；

图3为本实用新型的机身组件的结构图。

图中1、双轴跟踪组件；11、方位角调节机构；111、旋转底盘；112、托架；113、支架加固轮；12、高度角调节机构；121、高度角推杆；

2、聚光工作组件；21、跟踪支架；22、聚光透镜；23、距离调节机构；24、调节底盘；25、磁力搅拌器；26、聚光反应器；27、光电传感器；

3、监测控制组件；31、太阳辐照监测机构；311、太阳辐照计；312、遮光组件；32、风力传感器；33、温湿压传感器；

4、机身组件；41、主框架；411、触摸屏；412、蜂鸣器；413、开关按钮；414、防护罩；42、旋转支架；43、调节底轮。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“侧向”、“长度”、“宽度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“侧”等指示的方位或位置关系为基于附图1所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

参照图1到图3，本实用新型提到了一种基于双轴跟踪的太阳能应用平台，包括双轴跟踪组件1、聚光工作组件2、监测控制组件3和机身组件4；

双轴跟踪组件1包括方位角调节机构11和高度角调节机构12，方位角调节机构11连接在机身组件4上并且与高度角调节机构12相连接，方位角调节机构11实现太阳方位角的追踪，高度角调节机构12实现对于太阳高度角的追踪，太阳能应用平台采用太阳方位角与太阳高度角的同时跟踪模式，双轴的跟踪模式精度更高，并且可进行太阳的时控跟踪与光控跟踪，在跟踪过程中能够实现适时切换，实现了广泛地域范围的太阳跟踪应用，实现了更精准的太阳跟踪；

聚光工作组件2分别与方位角调节机构11和高度角调节机构12活动连接，聚光工作组件2能够在方位角调节机构11和高度角调节机构12的带动下进行调节，实现聚光工作组件2对太阳的实时跟踪，聚光工作组件2能够实现采光面积大小的可调节，实现不同焦距透镜适配，实现焦斑面积大小调节；

监测控制组件3设置在聚光工作组件2和机身组件4上，监测控制组件3具有全方面信息采集和监测功能，对太阳能利用的各项运行参数可以进行集中采集与记录，可采集和监测的信息包括但不限于温湿压环境参数、风力参数、辐射条件参数、反应参数、温度参数和产物信息等，通过对上述数据的导出分析，实现对各类应用的补充和评价，形成多用途的应用平台，丰富了太阳能应用平台的基本功能；

机身组件4优选采用集成式机身，用于固定双轴跟踪组件1，承载聚光工作组件2，集成监测控制组件3，集成式的机身结构运行稳定，同时方便整体移动；

基于双轴跟踪的太阳能利用平台能够为太阳能的各类利用提供稳定、高效的应用平台，可适用于太阳能的光催化反应利用、聚光光伏电池系统的测试等。

作为可选地实施方式，聚光工作组件2包括跟踪支架21、聚光透镜22、距离调节机构23、调节底盘24、磁力搅拌器25、聚光反应器26和光电传感器27，跟踪支架21分别与方位角调节机构11和高度角调节机构12活动连接；

聚光透镜22可拆卸连接在跟踪支架21的前端，此处聚光透镜22可优选为菲尼尔透镜或其它轻型聚光透镜，能够使实现高倍聚光比，可拆卸的连接方式便于更换透镜，通过更换聚光透镜22实现采光面积大小的可调节；

调节底盘24通过距离调节机构23活动连接在跟踪支架21上，此处距离调节机构23优选为若干个手动调节杆，能够调节调节底盘24与跟踪支架21之间的相对位置，聚集工作平面通过此方式实现距离调节，并且具有一定范围的可调节区间，同时需要确保聚集面与聚光透镜22保持平行，实现不同焦距透镜适配，实现焦斑面积大小调节，可适用于不同光斑需求场景，如光化学反应器、聚光光伏测试和光电催化反应器等应用；

磁力搅拌器25和聚光反应器26与调节底盘24可拆卸连接，光电传感器27连接在跟踪支架21前端的顶部。

作为可选地实施方式，方位角调节机构11包括旋转底盘111、托架112和第一驱动机构，托架112连接在旋转底盘111的顶部，托架112优选包括一个U型支架和一个L形支架，两个支架连接在一起，U型支架顶部的两端分别与聚光工作组件2的两侧活动连接，此处连接优选为转动连接，使聚光工作组件2能够相对U型支架的顶部转动，L形支架的底端与高度角调节机构12活动连接，此处连接优选为转动连接，使高度角调节机构12的底端能够相对L形支架的底端转动，L形支架不占用空间，使结构布局更加合理；

第一驱动机构连接在机身组件4的内部并且与旋转底盘111驱动连接，第一驱动机构启动后能够带动旋转底盘111和托架112转动，从而带动高度角调节机构12和聚光工作组件2同步转动，实现对于太阳方位角的追踪，本实施例中，第一驱动机构可优选为电机、齿轮组和轴承的组合结构，该组合结构为较为常规现有技术，因此不做展开描述，也未在附图中展示。

作为可选地实施方式，高度角调节机构12包括高度角推杆121和第二驱动机构，高度角推杆121优选为伸缩杆结构，具有伸缩功能，以调节其两端之间的距离，高度角推杆121的低位端与托架112的L形支架的底端活动连接，此处连接优选为转动连接，使高度角推杆121的低位端能够相对L形支架的底端转动，高度角推杆121的高位端与聚光工作组件2相连接，此处连接优选为转动连接，并且优选与聚光工作组件2的前端转动连接，使高度角推杆121的高位端能够相对聚光工作组件2的前端转动，第二驱动机构与高度角推杆121驱动连接，第二驱动机构启动后能够带动高度角推杆121伸长或缩短，从而带动聚光工作组件2的前端调节其在竖直方向上的相对位置，实现对于太阳高度角的追踪，本实施例中，第二驱动机构可优选为电机结构，为较为常规现有技术，因此不做展开描述，也未在附图中展示。

作为可选地实施方式，机身组件4包括主框架41和旋转支架42，旋转支架42与主框架41相连接，旋转支架42用于支撑旋转底盘111，旋转底盘111活动连接在旋转支架42上并且能够相对旋转支架42转动；

主框架41的底部设置有若干个调节底轮43，调节底轮43的数量优选为四个，分别设置在四个边角处，调节底轮43具有灵活移动的特点，便于太阳能应用平台的整体移动；

主框架41的内部优选设置有主机和控制器，主机和控制器与双轴跟踪组件1、聚光工作组件2和监测控制组件3通信连接，用于数据处理和各组件的控制，主机和控制器的本身结构和控制原理为较为常规现有技术，因此不做展开描述，也未在附图中展示。

作为可选地实施方式，托架112的内侧设置有支架加固轮113，即在L形支架靠近底端的内侧设置有支架加固轮113，同时旋转支架42优选为圆柱形的的结构形状，如此设置，旋转底盘111带动托架112相对旋转支架42旋转时支架加固轮113能够在旋转支架42表面滚动，对托架112的底端和高度角调节机构12均起到有效的支撑作用，使二者更加平稳的进行转动。

作为可选地实施方式，主框架41上设置有触摸屏411、蜂鸣器412、开关按钮413和防护罩414，触摸屏411、蜂鸣器412、开关按钮413均与主机和控制器通信连接，触摸屏411易于人手触摸，便于操控，也利于数据显示，蜂鸣器412用于发出警报，在超温预警或风力过大预警等预警作业中起到警示作用，开关按钮413用于太阳能应用平台的开启或关闭，防护罩414能够对触摸屏411、蜂鸣器412和开关按钮413起到保护作用，主框架41上还设置有指南针和水平仪，可对水平和方向进行检测。

作为可选地实施方式，监测控制组件3包括太阳辐照监测机构31，太阳辐照监测机构31连接在聚光工作组件2的前端，太阳辐照监测机构31包括太阳辐照计311和遮光组件312，太阳辐照计311能够对太阳辐照进行监测，监测辐射条件参数，辐射条件参数包括太阳总辐照参数和太阳直接辐照参数；

遮光组件312能够相对太阳辐照计311转动，当遮光组件312转动到太阳辐照计311的最前方时，能够对太阳辐照计311产生遮挡，此时能够得到太阳散射辐照的数值，当遮光组件312不对太阳辐照计311产生遮挡时，能够得到太阳总辐照的数值，利用太阳总辐照的数值减去太阳散射辐照的数值，即可得到太阳直接辐照的数值；

本实施例中，遮光组件312可优选采用旋转电机和遮光杆的组合结构，通过旋转电机带动遮光杆相对转动，旋转电机和遮光杆的本身结构及使用方法为较为常规现有技术，因此不做展开描述，也未在附图中展示。

作为可选地实施方式，监测控制组件3还包括风力传感器32和温湿压传感器33，风力传感器32和温湿压传感器33连接在机身组件4的上主框架41，风力传感器32能够对风力进行监测，温湿压传感器33能够对温度、湿度和压力等环境参数进行监测。

作为可选地实施方式，监测控制组件3还包括气体流量传感器，气体流量传感器连接在机身组件4内，气体流量传感器能够对产物气体进行监测。

以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于双轴跟踪的太阳能应用平台，其特征在于，包括双轴跟踪组件(1)、聚光工作组件(2)、监测控制组件(3)和机身组件(4)，所述双轴跟踪组件(1)包括方位角调节机构(11)和高度角调节机构(12)，所述方位角调节机构(11)连接在所述机身组件(4)上并且与所述高度角调节机构(12)相连接，所述聚光工作组件(2)分别与所述方位角调节机构(11)和所述高度角调节机构(12)活动连接，所述监测控制组件(3)设置在所述聚光工作组件(2)和所述机身组件(4)上。

2.根据权利要求1所述的基于双轴跟踪的太阳能应用平台，其特征在于，所述聚光工作组件(2)包括跟踪支架(21)、聚光透镜(22)、距离调节机构(23)、调节底盘(24)、磁力搅拌器(25)、聚光反应器(26)和光电传感器(27)，所述跟踪支架(21)分别与所述方位角调节机构(11)和所述高度角调节机构(12)活动连接，所述聚光透镜(22)可拆卸连接在所述跟踪支架(21)的前端，所述调节底盘(24)通过所述距离调节机构(23)活动连接在所述跟踪支架(21)上，所述磁力搅拌器(25)和所述聚光反应器(26)与所述调节底盘(24)可拆卸连接，所述光电传感器(27)连接在所述跟踪支架(21)前端的顶部。

3.根据权利要求1所述的基于双轴跟踪的太阳能应用平台，其特征在于，所述方位角调节机构(11)包括旋转底盘(111)、托架(112)和第一驱动机构，所述托架(112)连接在所述旋转底盘(111)的顶部并且分别与所述高度角调节机构(12)和所述聚光工作组件(2)活动连接，所述第一驱动机构连接在所述机身组件(4)的内部并且与所述旋转底盘(111)驱动连接，所述第一驱动机构启动后能够带动所述旋转底盘(111)和所述托架(112)转动。

4.根据权利要求3所述的基于双轴跟踪的太阳能应用平台，其特征在于，所述高度角调节机构(12)包括高度角推杆(121)和第二驱动机构，所述高度角推杆(121)的低位端与所述托架(112)活动连接，所述高度角推杆(121)的高位端与所述聚光工作组件(2)相连接，所述第二驱动机构与所述高度角推杆(121)驱动连接，所述第二驱动机构启动后能够带动所述高度角推杆(121)伸长或缩短。

5.根据权利要求3所述的基于双轴跟踪的太阳能应用平台，其特征在于，所述机身组件(4)包括主框架(41)和旋转支架(42)，所述旋转支架(42)与所述主框架(41)相连接，所述旋转底盘(111)活动连接在所述旋转支架(42)上，所述主框架(41)的底部设置有若干个调节底轮(43)。

6.根据权利要求5所述的基于双轴跟踪的太阳能应用平台，其特征在于，所述托架(112)的内侧设置有支架加固轮(113)，所述旋转支架(42)呈圆柱形，所述旋转底盘(111)带动所述托架(112)相对所述旋转支架(42)旋转时所述支架加固轮(113)能够在所述旋转支架(42)表面滚动。

7.根据权利要求5所述的基于双轴跟踪的太阳能应用平台，其特征在于，所述主框架(41)上设置有触摸屏(411)、蜂鸣器(412)、开关按钮(413)和防护罩(414)。

8.根据权利要求1所述的基于双轴跟踪的太阳能应用平台，其特征在于，所述监测控制组件(3)包括太阳辐照监测机构(31)，所述太阳辐照监测机构(31)连接在所述聚光工作组件(2)的前端，所述太阳辐照监测机构(31)包括太阳辐照计(311)和遮光组件(312)，所述遮光组件(312)能够相对太阳辐照计(311)转动。

9.根据权利要求8所述的基于双轴跟踪的太阳能应用平台，其特征在于，所述监测控制组件(3)还包括风力传感器(32)和温湿压传感器(33)，所述风力传感器(32)和所述温湿压传感器(33)连接在所述机身组件(4)上。

10.根据权利要求9所述的基于双轴跟踪的太阳能应用平台，其特征在于，所述监测控制组件(3)还包括气体流量传感器，所述气体流量传感器连接在所述机身组件(4)内。