[發(fā)明專利]一種槽式太陽(yáng)能集熱器自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)軌跡的方法及裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810224378.4
• 申請(qǐng)日: 2008-10-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101586887A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-11-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李和平;黃湘;趙芫樺;章素華;王令怡;邵文遠(yuǎn);姜怒濤;宋廣;徐靜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)華電工程(集團(tuán))有限公司;北京華電工程設(shè)計(jì)有限公司
• 主分類號(hào): F24J2/38
• 分類號(hào): F24J2/38
• 代理公司: 北京天平專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 孫 剛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種自動(dòng)跟蹤方法及裝置，特別是一種槽式太陽(yáng)能集熱器自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)軌跡的方法及裝置。

背景技術(shù)

在太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)中，將太陽(yáng)的光能通過(guò)聚光，使其集中在一點(diǎn)或一條線上，在集中的一點(diǎn)或一條線上設(shè)置吸熱器或集熱管，對(duì)吸熱器或集熱管中的儲(chǔ)熱介質(zhì)進(jìn)行加熱，再通過(guò)熱交換將儲(chǔ)熱介質(zhì)的熱量傳給做功介質(zhì)，介質(zhì)帶動(dòng)汽輪機(jī)做功發(fā)電。為了提高集熱效率，首先要提高反射體的聚光性，另外還要保證反射體接收陽(yáng)光面始終正對(duì)著太陽(yáng)，這樣就需要一個(gè)能夠自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)的裝置。

現(xiàn)有技術(shù)中，有采用機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)的，其跟蹤精度不高，且裝置使用時(shí)間越長(zhǎng)，跟蹤誤差越大；有僅采用光線跟蹤裝置的，陰天或光線不好時(shí)，槽式集熱器不能使用；還有采用一些簡(jiǎn)單的控制技術(shù)等等，與本發(fā)明相比，在通用性、自動(dòng)化程度、跟蹤精度等方面有一定的局限性和差距。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供一種槽式太陽(yáng)能集熱器自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)軌跡的方法及裝置，它可以不用人工干預(yù)，自動(dòng)完成對(duì)太陽(yáng)的跟蹤，跟蹤精度高，聚光性好，因此也可以大大的提高槽式太陽(yáng)能集熱器的集熱效率。

本發(fā)明是按以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。

本發(fā)明為一種槽式太陽(yáng)能集熱器自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)軌跡的方法，該方法是在槽式太陽(yáng)能集熱器上設(shè)置一個(gè)支點(diǎn)套管，將支點(diǎn)套管固定在基架的支承軸上，在支點(diǎn)套管上設(shè)置兩個(gè)曲軸，通過(guò)日蹤傳感器或DPU控制器經(jīng)液壓控制裝置控制兩個(gè)液壓缸推動(dòng)或拉動(dòng)兩個(gè)曲軸繞支承軸旋轉(zhuǎn)，調(diào)整槽式太陽(yáng)能集熱器的姿態(tài)。

上述的槽式太陽(yáng)能集熱器自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)軌跡的方法中，所述的日蹤傳感器用于有太陽(yáng)的晴天控制槽式太陽(yáng)能集熱器的姿態(tài)；DPU控制器用于無(wú)太陽(yáng)的陰天控制槽式太陽(yáng)能集熱器的姿態(tài)；DPU控制器還用于夜晚控制槽式太陽(yáng)能集熱器自動(dòng)回位至太陽(yáng)升起時(shí)的接收位置。

前述的槽式太陽(yáng)能集熱器自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)軌跡的方法中，所述的DPU控制器是一個(gè)DCS系統(tǒng)的分布處理單元，該單元根據(jù)給定的太陽(yáng)仰角公式自動(dòng)計(jì)算液壓缸的伸縮量，為液壓缸提供槽式太陽(yáng)能集熱器跟蹤太陽(yáng)軌跡運(yùn)動(dòng)的設(shè)定值，并將槽式太陽(yáng)能集熱器的實(shí)際位置值與設(shè)定值比較，根據(jù)比較結(jié)果通過(guò)調(diào)節(jié)液壓缸的伸縮量使槽式太陽(yáng)能集熱器的姿態(tài)保持到精確的給定位置。

前述的槽式太陽(yáng)能集熱器自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)軌跡的方法中，所述的太陽(yáng)仰角公式以日出方向的水平線為0度角；

太陽(yáng)仰角公式為：

sin(h⊙)＝sin(δ)×sin(Φ)+cos(δ)×cos(Φ)×cos(τ)

式中：

h⊙：太陽(yáng)高度角；

δ：太陽(yáng)赤緯角；

δ＝23.45×sin(360×(284+n)/365)

n：積日，一年中的天數(shù)，從1月1日到要計(jì)算日的天數(shù)，即計(jì)算日的日期在當(dāng)年內(nèi)的順序號(hào)；

Φ：地理緯度；

τ：太陽(yáng)時(shí)角，以正午時(shí)，τ＝0計(jì)算。

前述的槽式太陽(yáng)能集熱器自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)軌跡的方法中，所述的槽式太陽(yáng)能集熱器為南北向放置，液壓缸控制槽式太陽(yáng)能集熱器由東至西旋轉(zhuǎn)，使槽式太陽(yáng)能集熱器的接收面始終正對(duì)著太陽(yáng)。

按照前述的槽式太陽(yáng)能集熱器自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)軌跡的方法構(gòu)建的一種槽式太陽(yáng)能集熱器自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)軌跡的裝置，包括槽式反射鏡，槽式反射鏡的截面為弧形，槽式反射鏡的焦點(diǎn)上設(shè)有集熱管，集熱管經(jīng)支架與槽式反射鏡連接；槽式反射鏡固定在槽架上，槽架上設(shè)有支點(diǎn)套管，支點(diǎn)套管經(jīng)支承軸與基架連接；支點(diǎn)套管上設(shè)有曲軸，曲軸經(jīng)液壓缸與基架連接。

上述的槽式太陽(yáng)能集熱器自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)軌跡的裝置中，所述的支點(diǎn)套管上設(shè)有兩個(gè)曲軸，兩個(gè)曲軸分別經(jīng)液壓缸與基架連接。

前述的槽式太陽(yáng)能集熱器自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)軌跡的裝置中，所述的液壓缸與液壓控制裝置液壓連接，液壓控制裝置與日蹤傳感器或DPU控制器通過(guò)智能測(cè)控裝置電氣連接。

本發(fā)明有如下技術(shù)優(yōu)勢(shì)：

1)可以全自動(dòng)地、精確地跟蹤太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)軌跡，從而提高槽式太陽(yáng)能集熱器的集熱效率。

2)由于本發(fā)明采用日蹤傳感器或DPU控制器作為太陽(yáng)跟蹤系統(tǒng)的控制，不但在有太陽(yáng)的晴天槽式太陽(yáng)能集熱器可以正常工作，在并且在無(wú)太陽(yáng)的陰天也能保證槽式太陽(yáng)能集熱器正常工作，在夜晚槽式太陽(yáng)能集熱器能夠自動(dòng)返回到早上開(kāi)始接收陽(yáng)光熱能的初始狀態(tài)。

3)由于采用了液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，提高了槽式太陽(yáng)能集熱器的跟蹤精度和使用壽命。