本發(fā)明涉及光伏光熱設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種空氣壓力能助力的太陽能清潔系統(tǒng)及跟蹤器。具體涉及一種利用高壓空氣驅(qū)動跟蹤器連續(xù)跟蹤太陽光線和利用高壓空氣清潔聚光器的跟蹤與清潔設(shè)備一體機。

背景技術(shù)：
跟蹤器是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的重要部件，是提高太陽能利用率的主要組成部分；聚光器的定期清洗能夠大幅度提高聚光器的利用效率，所以跟蹤器和清洗系統(tǒng)直接影響整個太陽能電廠的效率。目前市場還沒有成型的跟蹤器與清洗系統(tǒng)一體機，主要產(chǎn)品是將跟蹤器和清洗系統(tǒng)單獨加工制作。現(xiàn)有跟蹤器與本發(fā)明相近的有《一種太陽能跟蹤器》其專利號：CN201520607519.6，清洗系統(tǒng)與本發(fā)明相近的有楊景發(fā)、邱鵬飛、李冰等人發(fā)表的《太陽能電池板跟蹤與除塵裝置的設(shè)計》，該論文發(fā)表于機械設(shè)計與制造2013年9月第9期。以上產(chǎn)品存在以下缺點:1.跟蹤器按照光線在空氣中直線傳播而設(shè)計，但實際光線在空氣中為折線傳播，上述產(chǎn)品沒有充分考慮實際工況；2.控制器應(yīng)用在野外，風(fēng)沙大，條件惡劣，透光材料長時間應(yīng)用，被灰塵遮擋，靈敏度降低；3.系統(tǒng)介質(zhì)為液壓油，長時間野外使用容易變質(zhì)，影響整個系統(tǒng)的精確性，同時液壓油泄露污染環(huán)境；3.沙漠地帶水資源缺乏，同時冬天容易結(jié)冰，應(yīng)用受時間、地域和溫度制約性大;4.清洗系統(tǒng)工作時，由于水分子質(zhì)量大，使聚光器所受沖擊力大，容易造成破壞；同時水中含酸性物質(zhì)較多，對聚光器腐蝕大，因此清潔用水需要特殊處理，增大了成本?；谏鲜鰡栴}研發(fā)了一種空氣壓力能助力的太陽能清潔系統(tǒng)及跟蹤器，克服了上述困難，將跟蹤器和清洗系統(tǒng)融為一體，以高壓空氣為動力，滿足工作需要的同時保護了環(huán)境，節(jié)約了資源。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明解決所述太陽能收集系統(tǒng)包括蓄電池、太陽能電池現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種控制靈敏精準、工作持久穩(wěn)定、自動清潔的空氣壓力能助力的太陽能清潔系統(tǒng)及跟蹤器。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種空氣壓力能助力的太陽能清潔系統(tǒng)及跟蹤器，包括太陽能收集系統(tǒng)、空氣助力系統(tǒng)和換向控制系統(tǒng)；板和聚光器，太陽能電池板產(chǎn)生的電能存儲在蓄電池，供換向控制系統(tǒng)使用，聚光器聚集的熱能用于發(fā)電并網(wǎng)；所述空氣助力系統(tǒng)包括風(fēng)力機、變速齒輪箱、進氣過濾口、進氣單向閥、出氣單向閥、活塞空壓機和儲氣罐；所述換向控制系統(tǒng)包括三位四通電磁換向閥、調(diào)速閥、調(diào)節(jié)氣缸、行程開關(guān)、程序控制開關(guān)和光敏開關(guān)；風(fēng)力機和變速齒輪箱的輸入軸連接，變速齒輪箱的輸出軸和活塞空壓機的活塞聯(lián)接，活塞空壓機的進氣口管路設(shè)有進氣過濾口和進氣單向閥，活塞空壓機的出氣口管路通過出氣單向閥與儲氣罐氣路連通；儲氣罐與三位四通電磁換向閥氣路連通，三位四通電磁換向閥分別與兩組調(diào)速閥氣路連通，兩組調(diào)速閥分別與調(diào)節(jié)氣缸的缸體氣路連通，調(diào)節(jié)氣缸的活塞與聚光器連接調(diào)節(jié)角度；三位四通電磁換向閥通過行程開關(guān)、程序控制開關(guān)和光敏開關(guān)與蓄電池電路連接。還包括清潔系統(tǒng)，所述清潔系統(tǒng)包括兩位兩通電磁換向閥和除塵噴嘴板，除塵噴嘴板通過兩位兩通電磁換向閥與儲氣罐氣路連接，兩位兩通電磁換向閥通過定時開關(guān)與蓄電池電路連接，除塵噴嘴板與聚光器貼合，除塵噴嘴板上設(shè)有多組噴嘴。所述聚光器與調(diào)節(jié)氣缸的活塞連接，調(diào)節(jié)氣缸的活塞推動聚光器旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)角度，行程開關(guān)由觸點發(fā)生按鈕和觸點接受按鈕組成，行程開關(guān)的觸點發(fā)生按鈕安裝在聚光器側(cè)部，行程開關(guān)的觸點接受按鈕安裝在固定架上。所述光敏開關(guān)包括光敏電阻、分隔板、自凈貼膜、遮光板和殼體，所述殼體為半封閉式上側(cè)面設(shè)有開口，殼體內(nèi)設(shè)置分隔板，分隔板將殼體內(nèi)部空間分隔開，每個分隔內(nèi)設(shè)有光敏電阻，殼體上側(cè)面設(shè)置自凈貼膜和遮光板，分隔板和遮光板連接。所述自凈貼膜的材質(zhì)為乙烯-四氟乙烯共聚物ETFE膜材料，分隔板、遮光板和殼體材質(zhì)為鋁。所述程序控制開關(guān)為西門子S7-300系列PLC控制開關(guān)。所述儲氣罐采用水泥制成密閉容器，壓力等級為M等級，壓力范圍在1.6MPa≤p＜10.0Mpa，儲氣罐上頂面距地面大于30CM。所述儲氣罐選用425標(biāo)號的水泥制作，儲氣罐（7）壁厚10cm,水灰比控制在0.65～0.55。本發(fā)明的有益效果為：1、在光敏開關(guān)15上增加了遮光板22，并利用光線在空氣中的折線傳播特性，放大四個方位上的電位差，提高靈敏度；殼體23上側(cè)面上設(shè)置自凈貼膜21，分隔板20的立端設(shè)有遮光板22，自凈貼膜21的材質(zhì)為乙烯-四氟乙烯共聚物ETFE膜材料，該膜材料為透光自凈材料，受外界環(huán)境污染小，能長時間保持干凈，透光性好；2、自凈貼膜21和遮光板22的使用可長時間避免灰塵影響精度，大幅提高使用壽命，相對位置的光敏電阻19接受太陽光線的面積差增大，提高了光敏開關(guān)15的靈敏度，進而提高跟蹤精度、將精度提高了10％-30％；3、增加了高壓空氣清潔裝置，特別適合在水資源緊缺的干旱地區(qū)使用，除塵效果顯著；4、增加空氣動力驅(qū)動，減少了機械傳動過程中的磨損，減少了累計誤差。附圖說明圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為光敏開關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為設(shè)備運行程序圖；圖4為行程開關(guān)觸點圖。具體實施方式一種空氣壓力能助力的太陽能清潔系統(tǒng)及跟蹤器，包括太陽能收集系統(tǒng)、空氣助力系統(tǒng)和換向控制系統(tǒng)；所述太陽能收集系統(tǒng)包括蓄電池13、太陽能電池板14和聚光器24，太陽能電池板14產(chǎn)生的電能蓄電池13，供換向控制系統(tǒng)使用，聚光器24聚集的熱能用于發(fā)電并網(wǎng)；所述空氣助力系統(tǒng)包括風(fēng)力機1、變速齒輪箱2、進氣過濾口3、進氣單向閥4、出氣單向閥5、活塞空壓機6和儲氣罐7；所述換向控制系統(tǒng)包括三位四通電磁換向閥8、調(diào)速閥9、調(diào)節(jié)氣缸10、行程開關(guān)11、程序控制開關(guān)12和光敏開關(guān)15；風(fēng)力機1和變速齒輪箱2的輸入軸連接，變速齒輪箱2的輸出軸和活塞空壓機6的活塞聯(lián)接，活塞空壓機6的進氣口管路設(shè)有進氣過濾口3和進氣單向閥4，活塞空壓機6的出氣口管路通過出氣單向閥5與儲氣罐7氣路連通；儲氣罐7與三位四通電磁換向閥8氣路連通，三位四通電磁換向閥8分別與兩組調(diào)速閥9氣路連通，兩組調(diào)速閥9分別與調(diào)節(jié)氣缸10的缸體氣路連通，調(diào)節(jié)氣缸10的活塞與聚光器24連接調(diào)節(jié)角度；三位四通電磁換向閥8通過行程開關(guān)11、程序控制開關(guān)12和光敏開關(guān)15與蓄電池13電路連接。還包括清潔系統(tǒng)，所述清潔系統(tǒng)包括兩位兩通電磁換向閥17和除塵噴嘴板18，除塵噴嘴板18通過兩位兩通電磁換向閥17與儲氣罐7氣路連接，兩位兩通電磁換向閥17通過定時開關(guān)16與蓄電池13電路連接，除塵噴嘴板18與聚光器24貼合，除塵噴嘴板18上設(shè)有多組噴嘴。所述聚光器24與調(diào)節(jié)氣缸10的活塞連接，調(diào)節(jié)氣缸10的活塞推動聚光器24旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)角度，行程開關(guān)11由觸點發(fā)生按鈕11-1和觸點接受按鈕11-2組成，且行程開關(guān)11的觸點發(fā)生按鈕11-1安裝在聚光器24側(cè)方，行程開關(guān)11的觸點接受按鈕11-2安裝在固定架25上，聚光器24旋轉(zhuǎn)120°時程開關(guān)11的觸點發(fā)生按鈕11-1觸動觸點接受按鈕11-2，行程開關(guān)11閉合，聚光器24原路返回旋轉(zhuǎn)120°時行程開關(guān)11打開，聚光器24回到初始位置，三位四通電磁換向閥8閥芯處于中位，停止工作。所述光敏開關(guān)15包括光敏電阻19、分隔板20、自凈貼膜21、遮光板22和殼體23，所述殼體23為半封閉式上側(cè)面設(shè)有開口，殼體23內(nèi)設(shè)置分隔板20，分隔板20將殼體23內(nèi)部空間分隔開，每個分隔內(nèi)設(shè)有光敏電阻19，殼體23上側(cè)面設(shè)置自凈貼膜21和遮光板22，分隔板20的立端和遮光板22的下面聯(lián)接。所述自凈貼膜21的材質(zhì)為乙烯-四氟乙烯共聚物ETFE膜材料，分隔板20、遮光板22和殼體23均為鋁。所述程序控制開關(guān)12為西門子S7-300系列PLC控制開關(guān)。所述儲氣罐7，儲氣罐7采用水泥制成密閉容器，壓力等級為M等級，壓力范圍在1.6MPa≤p＜10.0Mpa，儲氣罐7上頂面距地面大于30CM。所述儲氣罐7選用425標(biāo)號的水泥制作，儲氣罐7壁厚10cm,水灰比控制在0.65～0.55。下面結(jié)合附圖1、附圖3和實施例對本發(fā)明進一步說明。一種空氣壓力能助力的太陽能清潔系統(tǒng)及跟蹤器的工作狀態(tài)為：風(fēng)力推動風(fēng)力機1轉(zhuǎn)動，風(fēng)力機1動力軸垂直排布，風(fēng)力機1經(jīng)過變速齒輪箱2變速后帶動活塞空壓機6轉(zhuǎn)動，活塞空壓機6在運行過程中，其容積腔體積往復(fù)變化，進行吸氣排氣。外界空氣經(jīng)過進氣過濾口3過濾后，通過進氣單向閥4到達活塞空壓機6的容積腔內(nèi)，然后經(jīng)過活塞空壓機6壓縮后變成高壓空氣，并通過出氣單向閥5到達儲氣罐7內(nèi)，高壓空氣存儲于儲氣罐7內(nèi)。太陽能電池板14將產(chǎn)生的電能存儲于蓄電池13中，光敏開關(guān)15能夠接受到光線時，光敏開關(guān)15底部相對方向的光敏電阻19形成電位差，產(chǎn)生電流，光敏開關(guān)15相應(yīng)方向的開關(guān)打開，三位四通電磁換向閥8切換到進氣狀態(tài)，使儲氣罐7內(nèi)的高壓空氣經(jīng)過三位四通電磁換向閥8和調(diào)速閥9中的一個到達氣缸10，推動活塞桿外伸移動，從而帶動整個聚光器跟蹤太陽光；光敏開關(guān)15底部的光敏電阻19無法接受到光線時，程序控制開關(guān)12打開，三位四通電磁換向閥8也切換到進氣狀態(tài)，使地下儲氣罐7內(nèi)的高壓空氣經(jīng)過三位四通電磁換向閥8和調(diào)速閥9中的一個到達氣缸10，推動活塞桿外伸移動，從而帶動整個聚光器跟蹤太陽光線。以甘肅河西地區(qū)為例，定時開關(guān)16設(shè)置為早晨9:30或下午2:30，定時開關(guān)16自動打開，兩位兩通電磁換向閥17電磁換向閥切換到工作狀態(tài)，儲氣罐7內(nèi)的高壓空氣通過兩位兩通電磁換向閥17到達除塵噴嘴板18，進行定時除塵。聚光器的跟蹤角度可根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r采用傳統(tǒng)太陽高度角計算方法得出，觸點發(fā)生按鈕11-1設(shè)定在太陽上午初始照射聚光器24的位置，觸點接受按鈕11-2設(shè)定在太陽下午最終照射聚光器24的位置。太陽上午初始照射聚光器24的位置設(shè)為0°，上午初始照射聚光器24的時間約為上午9點，太陽下午最終照射聚光器24的位置設(shè)為120°，下午最終照射聚光器24的時間約為下午5點，上午9點至下午5點聚光器24繞固定架25的支點從初始照射位置旋轉(zhuǎn)120°至最終照射位置，此時觸動觸點接受按鈕11-2，行程開關(guān)11打開，蓄電池13和三位四通電磁換向閥8接通，三位四通電磁換向閥8切換到排氣狀態(tài)，地下儲氣罐7內(nèi)的高壓空氣經(jīng)過三位四通電磁換向閥8和調(diào)速閥9中的另一個到達氣缸10，推動活塞桿內(nèi)縮移動，存在于氣缸10的高壓空氣通過調(diào)速閥9中的一個和三位四通電磁換向閥8排放到大氣中，此時活塞桿內(nèi)縮時，帶動整個聚光器15返回到早上9點所在位置即0°位置，等待下一天工作。地下儲氣罐7內(nèi)的高壓空氣通過管路和三位四通電磁換向閥8的一個進氣口聯(lián)接，另一個連接于空中，三位四通電磁換向閥8的兩個出氣口通過管路分別和兩個調(diào)速閥9聯(lián)接，兩個調(diào)速閥9的出氣口通過管路和氣缸10的兩個通氣口聯(lián)接。下面結(jié)合附圖2和實例對本發(fā)明中的光敏開關(guān)15進一步說明。光線在空氣中傳播為折線傳播，光線透過自凈貼膜21到達光敏電阻19時，遮光板22使偏向于光線方向的光敏電阻19上接受光線面積增大，同時背向光線方向的光敏電阻19上接受光線面積減少，從而使相對方向的光敏電阻19接受光線面積差增大，靈敏度提高，跟蹤精度大大提升，分隔板20將各個方向區(qū)域內(nèi)的太陽光線分開，互不干擾。殼體23、分隔板20和遮光板22均采用鋁質(zhì)遮光材料，使光敏電阻19散熱性較好，受溫度影響小，長時間保持高度靈敏。不同經(jīng)緯度地區(qū)采用傳統(tǒng)計算方法提前計算出太陽高度角，調(diào)節(jié)觸點發(fā)生按鈕11-1和觸點接受按鈕11-2位置便于行程開關(guān)控制聚光器24角度收集陽光。還可根據(jù)每日太陽光照時間調(diào)節(jié)定時開關(guān)16，進而控制除塵時間。