太陽能聚熱發(fā)電自動跟蹤控制超導(dǎo)熱水系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種太陽能聚熱發(fā)電自動跟蹤控制超導(dǎo)熱水系統(tǒng)，包括光電跟蹤控制系統(tǒng)、光伏發(fā)電離并網(wǎng)控制系統(tǒng)、熱交換系統(tǒng)和溫度控制系統(tǒng)，其特征在于，通過微電腦控制箱控制光電跟蹤控制系統(tǒng)、光伏發(fā)電離并網(wǎng)控制系統(tǒng)、熱交換系統(tǒng)和溫度控制系統(tǒng)的運行，光電跟蹤控制系統(tǒng)中，太陽能聚熱發(fā)電器組成太陽能聚熱發(fā)電器陣列，太陽能聚熱發(fā)電器安裝在太陽自動跟蹤控制支架平臺上，太陽能聚熱發(fā)電器包括光伏板，光伏板下端連接光伏板接線盒，光伏板與鋁合金外殼上端無縫密閉連接，鋁合金外殼包裹的為凹聚光鏡，集熱器固定于鋁合金外殼，集熱器內(nèi)部有超導(dǎo)液，集熱器下端通有超導(dǎo)液太陽能聚熱發(fā)電器入口與超導(dǎo)液太陽能聚熱發(fā)電器出口，集熱器底部中心裝有超導(dǎo)液溫度傳感器，光伏發(fā)電離并網(wǎng)控制系統(tǒng)中，光伏板接線盒用線纜通過微電腦控制箱與蓄電池、直流加熱棒、國家電網(wǎng)連接。
【專利說明】
太陽能聚熱發(fā)電自動跟蹤控制超導(dǎo)熱水系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及太陽能綜合利用領(lǐng)域，具體為一種通過自動跟蹤太陽聚熱，光伏發(fā)電加熱，超導(dǎo)換熱為一體產(chǎn)生熱水的自動控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽是天然的核反應(yīng)堆，作為一種清潔無污染的能源，開發(fā)前景十分廣闊。然而由于太陽光直射角度與光照強度會隨著時間而變化，這對太陽能的收集和利用提出了更高的要求。目前很多太陽能熱水產(chǎn)品基本都是固定的，不能充分利用太陽能資源，效率低下，也無法把多余太陽能轉(zhuǎn)換為電能儲存，陰雨天時，傳統(tǒng)太陽能熱水器不熱，冬天零下十幾度，普通的太陽能熱水器無法正常運行或使用中水管容易發(fā)生結(jié)冰凍裂的情況等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述問題，本實用新型提供了一種太陽能聚熱發(fā)電自動跟蹤控制超導(dǎo)熱水系統(tǒng)，共包括四個系統(tǒng):光電跟蹤控制系統(tǒng)、光伏發(fā)電離并網(wǎng)控制系統(tǒng)、熱交換系統(tǒng)和溫度控制系統(tǒng)。本實用新型需在各個控制系統(tǒng)的配合下才能正常運行。
[0004]光電跟蹤控制系統(tǒng)包括，光電傳感器，太陽能聚熱發(fā)電器，太陽能聚熱發(fā)電器陣列，支架平臺，支架，步進電機B，支撐輪，支撐輪軌道，底座，驅(qū)動齒輪A，步進電機A，驅(qū)動齒輪B，支撐軸，微電腦控制箱和箱體。光電傳感器固定在支架平臺表面，太陽能聚熱發(fā)電器平鋪在光伏板支架平臺上形成太陽能聚熱發(fā)電器陣列，支架支撐支架平臺，驅(qū)動齒輪A固定于支架上，支撐軸固定在底座上且與驅(qū)動齒輪B相連，支撐輪與箱體連接并固定在圓形支撐輪軌道上，微電腦控制箱與支撐輪軌道固定在底座上，底座用混凝土固定于地面。光電傳感器感受光線，反饋信息到微電腦控制箱，使電腦控制程序進入光電檢測跟蹤模式，光電檢測跟蹤是利用光電傳感器檢測太陽光線是否偏離支架平臺法線，當太陽光線偏離法線時，光電傳感器發(fā)出偏差信號，使跟蹤裝置重新對準太陽，光電檢測跟蹤能讓太陽能聚熱發(fā)電器陣列隨時正對太陽。太陽能聚熱發(fā)電器陣列調(diào)整位置正對太陽是在微電腦控制箱的控制下通過步進電機A帶動驅(qū)動齒輪A調(diào)節(jié)支架上的太陽能聚熱發(fā)電器陣列實現(xiàn)縱向跟蹤太陽，通過步進電機B帶動驅(qū)動齒輪B調(diào)節(jié)箱體上連接的支撐輪在支撐輪軌道上實現(xiàn)橫向跟蹤太陽，通過橫向跟蹤和縱向跟蹤的結(jié)合，可使太陽光垂直照射在太陽能聚熱發(fā)電器陣列上。
[0005]太陽能聚熱發(fā)電器包括，光伏板，集熱器，凹聚光鏡，聚焦點，光伏板接線盒，鋁合金外殼，超導(dǎo)液太陽能聚熱發(fā)電器出口，超導(dǎo)液溫度傳感器和超導(dǎo)液太陽能聚熱發(fā)電器入口。光伏板是正方形板，光伏板中空部分為空心圓，光伏板吸收太陽光將太陽能轉(zhuǎn)化為直流電從光伏板接線盒接線，通過微電腦控制箱連接到保溫水箱的直流加熱棒上，光伏板與鍋型的鋁合金外殼無縫密閉連接，鋁合金外殼包裹的“鍋內(nèi)層”為凹聚光鏡，凹聚光鏡能把太陽光聚焦在集熱器上部的聚焦點上，加熱聚焦點，使聚焦點的溫度急劇升高，集熱器為柱形，內(nèi)部有超導(dǎo)液，集熱器下端通有超導(dǎo)液太陽能聚熱發(fā)電器入口與超導(dǎo)液太陽能聚熱發(fā)電器出口，超導(dǎo)液由超導(dǎo)液太陽能聚熱發(fā)電器入口進入從超導(dǎo)液太陽能聚熱發(fā)電器出口流出帶走聚焦點上的熱量。集熱器底部中心裝有超導(dǎo)液溫度傳感器，超導(dǎo)液溫度傳感器可以測出集熱器中的超導(dǎo)液溫度，超導(dǎo)液有一定的啟動溫度，只需35°C即可開始傳溫，它的熱量傳遞速度是水的數(shù)倍以上，大大提高了傳熱效率。
[0006]光伏發(fā)電離并網(wǎng)發(fā)電控制系統(tǒng)的功能主要是，微電腦控制箱把光伏板發(fā)的電充入蓄電池中，蓄電池充滿后，微電腦控制箱控制蓄電池自動停止充電。當外界電網(wǎng)短時間停電時，蓄電池可以為整個系統(tǒng)供電，確保各個系統(tǒng)正常運行。當外界電網(wǎng)來電時，微電腦控制箱自動轉(zhuǎn)換變?yōu)橛呻娋W(wǎng)供電，余電通過交流逆變器并入國家電網(wǎng)。
[0007]熱交換系統(tǒng)包括超導(dǎo)液循環(huán)和水循環(huán)，當超導(dǎo)液溫度傳感器測出的超導(dǎo)液溫度達到50°C時，微電腦控制箱才會啟動超導(dǎo)液循環(huán)和水循環(huán)，低于50°C時超導(dǎo)液循環(huán)栗和水循環(huán)栗都不運轉(zhuǎn)。超導(dǎo)液循環(huán)通過超導(dǎo)液循環(huán)栗提供動力，從集熱器流出的超導(dǎo)液被加熱后由超導(dǎo)液換熱器入口進入換熱器，從超導(dǎo)液換熱器出口流出換熱器再流向聚焦點，形成超導(dǎo)液循環(huán)。水循環(huán)通過水循環(huán)栗提供動力，從保溫水箱流出的水由入水口進入換熱器，從出水口流出換熱器，交換熱量后，熱水重新回到保溫水箱形成水循環(huán)。
[0008]溫度控制系統(tǒng)中通過水箱溫度傳感器檢測保溫水箱的溫度，并顯示在微電腦控制箱的屏幕上，通過微電腦控制箱可以設(shè)定溫度，當保溫水箱中的水實際溫度小于設(shè)定溫度，光電傳感器檢測是晴天時，光電跟蹤控制系統(tǒng)正常運行，自動跟蹤太陽，同時熱交換系統(tǒng)正常運行加熱保溫水箱中的水，光伏板通過光伏板接線盒連接直流加熱棒直接加熱保溫水箱中的水，直到水的實際溫度達到設(shè)定溫度后，微電腦控制箱會控制光電跟蹤控制系統(tǒng)停止跟蹤太陽，微電腦控制箱控制繼電器A停止直流加熱棒加熱，光伏板發(fā)的余電通過交流逆變器并入國家電網(wǎng)；當光電傳感器檢測是陰天時，光電跟蹤控制系統(tǒng)不工作，微電腦控制箱控制繼電器B啟動交流加熱棒從國家電網(wǎng)取電加熱保溫水箱內(nèi)的水。光伏板接線盒通過電纜與微電腦控制箱、繼電器A、直流加熱棒連接;交流加熱棒通過電纜與微電腦控制箱、繼電器B連接家用電源。
[0009]本實用新型和現(xiàn)有技術(shù)相比有以下優(yōu)點，本實用新型利用自動跟蹤太陽控制系統(tǒng)，把太陽光聚熱和太陽能發(fā)電合二為一，發(fā)明了一種太陽光聚熱與光伏發(fā)電聚熱同時加熱產(chǎn)生熱水的系統(tǒng)，同時光伏發(fā)電的余電可以并入國家電網(wǎng)，提高太陽能利用率，并且在陰雨天無陽光的情況下熱水系統(tǒng)可以從家用電源取電加熱保溫水箱中的水。本實用新型是由超導(dǎo)液將集熱器的熱量直接帶走，超導(dǎo)液零下40°C不會結(jié)冰，排除設(shè)備凍結(jié)的隱患。
【附圖說明】
[0010]圖1為光電跟蹤控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖
[0011]圖2為太陽能聚熱發(fā)電器的正視圖
[0012]圖3為太陽能聚熱發(fā)電器的俯視圖
[0013]圖4為太陽能聚熱發(fā)電自動跟蹤控制超導(dǎo)熱水系統(tǒng)運行時的流程圖
[0014]圖5為換熱器和保溫水箱的結(jié)構(gòu)示意圖
[0015]1、光電傳感器，2、太陽能聚熱發(fā)電器，3、支架平臺，4、支架，5、步進電機B，6、支撐輪，7、支撐輪軌道，8、底座，9、驅(qū)動齒輪A，10、步進電機A，11、驅(qū)動齒輪B，12、支撐軸，13、微電腦控制箱，14、箱體，15、光伏板，16、集熱器，17、凹聚光鏡，18、聚焦點，19、光伏板接線盒，20、鋁合金外殼，21、超導(dǎo)液太陽能聚熱發(fā)電器出口，22、超導(dǎo)液溫度傳感器，23、超導(dǎo)液太陽能聚熱發(fā)電器入口，24、超導(dǎo)液循環(huán)栗，25、超導(dǎo)液換熱器出口，26、出水口，27、水循環(huán)栗，28、保溫水箱，29、超導(dǎo)液換熱器入口，30、換熱器，31、入水口，32、水箱溫度傳感器，33、交流加熱棒，34、繼電器B，35、直流加熱棒，36、繼電器A 37、蓄電池，38、太陽能聚熱發(fā)電器陣列
【具體實施方式】
[0016]—種太陽能聚熱發(fā)電自動跟蹤控制超導(dǎo)熱水系統(tǒng)，通過微電腦控制箱13控制光電跟蹤控制系統(tǒng)、光伏發(fā)電離并網(wǎng)控制系統(tǒng)、熱交換系統(tǒng)和溫度控制系統(tǒng)的運行。太陽能聚熱發(fā)電器2由光伏板15和集熱器16組成，多個太陽能聚熱發(fā)電器2組成太陽能聚熱發(fā)電器陣列38，安裝在支架平臺3上，通過太陽自動跟蹤系統(tǒng)自動定位跟蹤太陽，使集熱器16的聚焦點18始終保持不變。光伏板15是邊長為2m的正方形，光伏板15中空部分為直徑為Im的空心圓，光伏板15下端連接光伏板接線盒19，光伏板15吸收太陽光將太陽能轉(zhuǎn)化為直流電從光伏板接線盒19接線，鋁合金外殼20為鍋型，上方邊緣直徑為lm，光伏板15與鋁合金外殼20無縫密閉連接，鋁合金外殼20包裹的“鍋內(nèi)層”為凹聚光鏡17，凹聚光鏡17能把太陽光聚焦在集熱器16上部的聚焦點18上，加熱聚焦點18，使聚焦點18的溫度急劇升高，集熱器16為柱形，固定在鋁合金外殼20下端，內(nèi)部有超導(dǎo)液，超導(dǎo)液由超導(dǎo)液太陽能聚熱發(fā)電器入口23進入從超導(dǎo)液太陽能聚熱發(fā)電器出口 21流出帶走聚焦點18上的熱量。
[0017]光伏發(fā)電離并網(wǎng)發(fā)電控制系統(tǒng)中，光伏板接線盒19用線纜通過微電腦控制箱13與蓄電池37、直流加熱棒35、國家電網(wǎng)連接，光伏板接線盒19與蓄電池37通過線纜連接，光伏板15發(fā)的電充入蓄電池37中，蓄電池37充滿后，在微電腦控制箱13的控制下蓄電池37自動停止充電。當外界電網(wǎng)短時間停電時，蓄電池37可以為整個系統(tǒng)供電，確保各個系統(tǒng)正常運行。當外界電網(wǎng)來電時，微電腦控制箱13自動轉(zhuǎn)換變?yōu)閲译娋W(wǎng)供電，余電通過交流逆變器并入國家電網(wǎng)。
[0018]熱交換系統(tǒng)包括超導(dǎo)液循環(huán)和水循環(huán)，超導(dǎo)液循環(huán)通過超導(dǎo)液循環(huán)栗24提供動力，從集熱器16流出的超導(dǎo)液被加熱后由超導(dǎo)液換熱器入口29進入換熱器30，從超導(dǎo)液換熱器出口 25流出換熱器30再流向聚焦點18，形成超導(dǎo)液循環(huán)。水循環(huán)通過水循環(huán)栗27提供動力，從保溫水箱28流出的水由入水口 31進入換熱器30，從出水口 26流出換熱器30，交換熱量后，熱水回到保溫水箱28形成水循環(huán)。光伏板接線盒19通過電纜與微電腦控制箱13、繼電器A36、直流加熱棒35連接;交流加熱棒33通過電纜與微電腦控制箱13、繼電器B34連接家用電源。
[0019]微電腦控制箱13可以設(shè)定溫度，當保溫水箱實際溫度小于設(shè)定溫度，光電傳感器檢測是晴天時，光電跟蹤控制系統(tǒng)正常運行，太陽能聚熱發(fā)電器陣列38自動跟蹤太陽，同時熱交換系統(tǒng)正常運行加熱保溫水箱28內(nèi)的水，光伏板15通過光伏板接線盒19連接直流加熱棒35直接加熱保溫水箱28內(nèi)的水，直到保溫水箱28內(nèi)的水實際溫度達到設(shè)定溫度后，微電腦控制箱13會控制光電跟蹤控制系統(tǒng)停止跟蹤太陽，微電腦控制箱13控制繼電器A36停止直流加熱棒35加熱，光伏板15發(fā)的余電通過交流逆變器并入國家電網(wǎng)；當光電傳感器I檢測是陰天時，光電跟蹤控制系統(tǒng)不工作，微電腦控制箱13控制繼電器B34啟動交流加熱棒33從國家電網(wǎng)取電加熱保溫水箱28內(nèi)的水。
【主權(quán)項】
1.一種太陽能聚熱發(fā)電自動跟蹤控制超導(dǎo)熱水系統(tǒng)，包括光電跟蹤控制系統(tǒng)、光伏發(fā)電離并網(wǎng)控制系統(tǒng)、熱交換系統(tǒng)和溫度控制系統(tǒng)，其特征在于，通過微電腦控制箱控制光電跟蹤控制系統(tǒng)、光伏發(fā)電離并網(wǎng)控制系統(tǒng)、熱交換系統(tǒng)和溫度控制系統(tǒng)的運行， 光電跟蹤控制系統(tǒng)中，太陽能聚熱發(fā)電器組成太陽能聚熱發(fā)電器陣列，太陽能聚熱發(fā)電器安裝在太陽自動跟蹤控制支架平臺上，太陽能聚熱發(fā)電器包括光伏板，光伏板下端連接光伏板接線盒，光伏板與鋁合金外殼上端無縫密閉連接，鋁合金外殼包裹的為凹聚光鏡，集熱器固定于鋁合金外殼，集熱器內(nèi)部有超導(dǎo)液，集熱器下端通有超導(dǎo)液太陽能聚熱發(fā)電器入口與超導(dǎo)液太陽能聚熱發(fā)電器出口，集熱器底部中心裝有超導(dǎo)液溫度傳感器， 光伏發(fā)電離并網(wǎng)控制系統(tǒng)中，光伏板接線盒用線纜通過微電腦控制箱與蓄電池、直流加熱棒、國家電網(wǎng)連接， 熱交換系統(tǒng)中，包括超導(dǎo)液循環(huán)和水循環(huán)，超導(dǎo)液循環(huán)中，超導(dǎo)液由超導(dǎo)液太陽能聚熱發(fā)電器入口進入集熱器，從超導(dǎo)液太陽能聚熱發(fā)電器出口流出，超導(dǎo)液循環(huán)栗提供動力，從集熱器流出的超導(dǎo)液被加熱后由超導(dǎo)液換熱器入口進入換熱器，從超導(dǎo)液換熱器出口流出換熱器再流向聚焦點，形成超導(dǎo)液循環(huán)，水循環(huán)中，水循環(huán)栗提供動力，從保溫水箱流出的水由入水口進入換熱器，從出水口流出換熱器，熱水重新回到保溫水箱形成水循環(huán)， 溫度控制系統(tǒng)中，光伏板接線盒通過電纜與微電腦控制箱、繼電器A、直流加熱棒連接，交流加熱棒通過電纜與微電腦控制箱、繼電器B連接家用電源。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能聚熱發(fā)電自動跟蹤控制超導(dǎo)熱水系統(tǒng)，其特征是所述光伏板為長為2m，中空部分為空心圓。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能聚熱發(fā)電自動跟蹤控制超導(dǎo)熱水系統(tǒng)，其特征是所述鋁合金外殼為鍋型。
【文檔編號】F24J2/46GK205641603SQ201620158388
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年3月2日
【發(fā)明人】劉靜福, 薛麗梅, 薛東梅
【申請人】劉靜福