一種采用高精度太陽能跟蹤控制器的碟式聚光系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種采用高精度太陽能跟蹤控制器的碟式聚光系統(tǒng)，包括聚光碟及聚光碟正前方中心的保護板，保護板的中心開有光斑開口，保護板背面具有集熱器安裝座，其中該聚光系統(tǒng)還安裝有高精度太陽能跟蹤控制器，跟蹤控制器由多個跟蹤傳感器、電路和聚光碟驅(qū)動系統(tǒng)組成，多個跟蹤傳感器安裝在保護板中心光斑開口的周圍，每個跟蹤傳感器由兩段玻璃棒、連接管及光敏傳感器構(gòu)成，其中兩段玻璃棒以連接管包裹相連，并且兩段玻璃棒之間是分隔開的，一段玻璃棒的頂端形成聚光太陽光進口而另一段玻璃棒連接光敏傳感器。本發(fā)明的碟式聚光系統(tǒng)能夠更精確地回應(yīng)于陽光入射角的變化調(diào)整聚光碟朝向，工作穩(wěn)定性高，精度高，太陽能利用效率得到大幅提高。
【專利說明】一種采用高精度太陽能跟蹤控制器的碟式聚光系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于太陽能利用領(lǐng)域，具體來說涉及一種采用高精度太陽能跟蹤控制器的碟式聚光系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]聚光碟是太陽能利用的一種常用方式。聚光碟需要解決的一個問題是保持對陽光入射的垂直，這需要通過跟蹤控制器來調(diào)整聚光碟的方位來達成。但是目前的太陽能跟蹤傳感器系統(tǒng)，都是間接測量光斑位置，其中由于光斑附近的高溫問題，直接測量的方法一直都得不到有效的解決，因而影響了測量精度，進而影響聚光系統(tǒng)效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明公開了一種采用高精度太陽能跟蹤控制器的碟式聚光系統(tǒng)，所采用的高精度跟蹤控制器直接測量陽光的光斑四周位置的光照強度，比較各傳感器光照強度偏差，就可獲得調(diào)節(jié)跟蹤信號，因而得到的數(shù)據(jù)更準確，使得聚光碟可以準確保持對陽光的朝向，采能效率得到提高。
[0004]具體來說，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種采用高精度太陽能跟蹤控制器的碟式聚光系統(tǒng)，包括聚光碟及聚光碟正前方中心的保護板，保護板的中心開有光斑開口，保護板背面具有集熱器安裝座，其特征在于，該聚光系統(tǒng)還安裝有高精度太陽能跟蹤控制器，跟蹤控制器由多個跟蹤傳感器、電路和聚光碟驅(qū)動系統(tǒng)組成，多個跟蹤傳感器安裝在保護板中心光斑開口的周圍，每個跟蹤傳感器由兩段玻璃棒、連接管及光敏傳感器構(gòu)成，其中兩段玻璃棒以連接管包裹相連，并且兩段玻璃棒之間是分隔開的，一段玻璃棒的頂端形成聚光太陽光進口而另一段玻璃棒連接光敏傳感器。
[0005]優(yōu)選地，頂端形成聚光太陽光進口的那一段玻璃棒是耐高溫玻璃棒，連接管外部還設(shè)置有散熱片。
[0006]優(yōu)選地，所述多個跟蹤傳感器中，至少兩個用于測量方位角，至少兩個用于測量高度角，并且任何傳感器均可用于測量光強。
[0007]進一步，電路包括方位角電流信號模塊、高度角電流信號模塊、光強檢測電流信號模塊和供電電路模塊，方位角電流信號模塊包括方位角測量電路、方位角比較電路和方位角傳送電路，高度角電流信號模塊包括高度角測量電路、高度角比較電路和高度角傳送電路，光強檢測電流信號模塊也具有測量電路、比較電路和傳送電路，傳送電路均連接至傳感器電路的信號輸出端，信號輸出端連接至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)將信號輸送到驅(qū)動系統(tǒng)用以驅(qū)動聚光碟運動，其中用于測量方位角的傳感器的輸出端與方位角測量電路連接，用于測量高度角的傳感器的輸出端與高度角測量電路連接，用于測量光強的傳感器的輸出端與光強測量電路連接。
[0008]進一步，在各傳感器的輸出端與各測量電路的輸入端之間還串接有發(fā)光二極管。[0009]有益效果:本發(fā)明的碟式聚光系統(tǒng)采用直接測量光斑的高精度太陽能跟蹤控制器，該控制器耐高溫，響應(yīng)速度快，使用壽命長，使用后的偏差易于修正，結(jié)構(gòu)簡單便于大批量制造，使得聚光碟的調(diào)整能夠快速響應(yīng)，采能效率得到大幅提高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的碟式聚光系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2是跟蹤傳感器在聚光碟上的安裝圖。
[0012]圖3是跟蹤傳感器的結(jié)構(gòu)圖。
[0013]圖4是跟蹤控制器的總體結(jié)構(gòu)框圖。
[0014]在圖中:1立柱；2聚光碟；3保護板；4光斑開口 ；5集熱器安裝座；6跟蹤傳感器；7聚光太陽光進口 ；8玻璃棒；9連接管；10玻璃棒；11光敏傳感器。
【具體實施方式】
[0015]下面將結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明。
[0016]參見圖1，聚光碟2安裝在立柱I上，聚光碟正前方具有高溫保護板3，保護板中心有光斑開口 4，光斑開口后方為集熱器安裝座5，集熱器的接收器中心的開口就對準光斑開口。在光斑開口周圍安裝有多個跟蹤傳感器6，其中兩個用于測量方位角，兩個用于測量高度角，跟蹤傳感器6分布在光斑附近安裝，并且其中任何跟蹤傳感器都可以用于測量光強。應(yīng)了解，雖然圖中示出的是四個傳感器，但是應(yīng)了解，可以任何安裝任意數(shù)量的傳感器，只要能達成對入射光的方位角、高度角和光強的測量即可。
[0017]圖2示出跟蹤傳感器6在保護板3上的安裝圖，其中圖中所示的保護板3的背面面向聚光碟2。
[0018]圖3示出每個跟蹤傳感器的結(jié)構(gòu)。傳感器由分開的兩段玻璃棒8和10構(gòu)成，玻璃棒外面包裹連接管9，向外的那段玻璃棒8的頂端形成聚光太陽光進口 7，向內(nèi)的那段玻璃棒10連接光敏傳感器11。玻璃棒8是由耐高溫玻璃制成，連接管9外面還設(shè)置了散熱片，通過耐高溫玻璃材質(zhì)的玻璃棒、兩段玻璃棒之間的間隙以及散熱片，能夠有效地耐受聚光的高熱量，使光敏傳感器與高熱量隔絕并且及時將玻璃吸收的熱能散失在環(huán)境中，有效降低傳感器的溫度，從而有利于工作穩(wěn)定性。
[0019]跟蹤控制器的總體結(jié)構(gòu)如圖4所示。光敏傳感器產(chǎn)生的電信號傳遞給各測量電路，經(jīng)過比較后得到參數(shù)變化結(jié)果，然后通過傳送電路輸出。各信號由MCU數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)分析，并得出是否需要調(diào)整以及調(diào)整幅度的參數(shù)，并將信號傳遞給驅(qū)動系統(tǒng)，驅(qū)動系統(tǒng)根據(jù)所給的參數(shù)調(diào)節(jié)聚光碟的方位角和高度角，以保持對陽光的朝向。在光強不夠的情況下，例如陰天，聚光碟根據(jù)對應(yīng)于時間的程序設(shè)定，自動跟蹤，也能保持對太陽的大致朝向。
[0020]本發(fā)明采用高精度太陽能跟蹤控制器，首先跟蹤傳感器能夠在光斑處直接測量，與間接測量相比，獲得的是更為直接的結(jié)果，結(jié)果更精確，響應(yīng)也更快速。其次，采用的電路更智能，便于調(diào)節(jié)，出現(xiàn)偏差便于修正。電路中接入發(fā)光二極管，能夠及時判斷光敏傳感器工作狀況。整個傳感器電路板可以封裝在一個盒子里，只需將光敏傳感器電流信號接入電路板即可使用，安裝方便，也可以起到防水防曬的效果。整個控制器耐高溫，響應(yīng)速度快，使用壽命長，結(jié)構(gòu)簡單，便于大批量制造。[0021]上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式作了詳細的說明，但是本發(fā)明不限于上述實施方式，在所屬【技術(shù)領(lǐng)域】普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出各種變化。
【權(quán)利要求】
1.一種采用高精度太陽能跟蹤控制器的碟式聚光系統(tǒng)，包括聚光碟(2)及聚光碟正前方中心的保護板(3)，保護板(3)的中心開有光斑開口(4)，保護板背面具有集熱器安裝座(5)，其特征在于，該聚光系統(tǒng)還安裝有高精度太陽能跟蹤控制器，跟蹤控制器由多個跟蹤傳感器(6)、控制電路和聚光碟驅(qū)動系統(tǒng)組成，多個跟蹤傳感器安裝在保護板中心光斑開口的周圍，每個跟蹤傳感器由兩段玻璃棒(8、10)、連接管(9)及光敏傳感器(11)構(gòu)成，其中兩段玻璃棒以連接管包裹相連，并且兩段玻璃棒之間是分隔開的，一段玻璃棒的頂端形成聚光太陽光進口(7)而另一段玻璃棒連接光敏傳感器(11)。
2.如權(quán)利要求1所述的采用高精度太陽能跟蹤控制器的碟式聚光系統(tǒng)，其特征在于，頂端形成聚光太陽光進口的那一段玻璃棒是耐高溫玻璃棒，連接管外部還設(shè)置有散熱片。
3.如權(quán)利要求1或2所述的采用高精度太陽能跟蹤控制器的碟式聚光系統(tǒng)，其特征在于，所述多個跟蹤傳感器中，至少兩個用于測量方位角，至少兩個用于測量高度角，并且任何傳感器均可用于測量光強。
4.如權(quán)利要求3所述的采用高精度太陽能跟蹤控制器的碟式聚光系統(tǒng)，其特征在于，電路包括方位角電流信號模塊、高度角電流信號模塊、光強檢測電流信號模塊和供電電路模塊，方位角電流信號模塊包括方位角測量電路、方位角比較電路和方位角傳送電路，高度角電流信號模塊包括高度角測量電路、高度角比較電路和高度角傳送電路，光強檢測電流信號模塊也具有測量電路、比較電路和傳送電路，傳送電路均連接至傳感器電路的信號輸出端，信號輸出端連接至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)將信號輸送到驅(qū)動系統(tǒng)用以驅(qū)動聚光碟運動，其中用于測量方位角的傳感器的輸出端與方位角測量電路連接，用于測量高度角的傳感器的輸出端與高度角測量電路連接，用于測量光強的傳感器的輸出端與光強測量電路連接。
5.如權(quán)利要求4所述的采用高精度太陽能跟蹤控制器的碟式聚光系統(tǒng)，其特征在于，在各傳感器的輸出端與各測量電路的輸入端之間還串接有發(fā)光二極管。
【文檔編號】G05D3/12GK104020783SQ201410204602
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年5月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月15日
【發(fā)明者】朱正林, 劉巍, 楊東升, 杜鑫, 王啟棟 申請人:南京工程學(xué)院