[發(fā)明專利]太陽能聚光光伏發(fā)電鏡場跟蹤控制裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010584789.1
• 申請日: 2010-12-13
• 公開（公告）號: CN102004495A
• 公開（公告）日: 2011-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏秀東;盧振武
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
• 主分類號: G05D3/00
• 分類號: G05D3/00;H02N6/00
• 代理公司: 長春菁華專利商標(biāo)代理事務(wù)所 22210
• 代理人: 王淑秋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于太陽能利用領(lǐng)域，涉及一種規(guī)模化聚光太陽電池發(fā)電場的跟蹤控制裝置，特別涉及一種太陽能聚光光伏發(fā)電鏡場跟蹤控制裝置。

背景技術(shù)

太陽光伏發(fā)電分為聚光光伏發(fā)電和普通光伏發(fā)電兩種。聚光光伏發(fā)電是利用非成像聚光鏡將太陽直射光會聚到聚光太陽電池上，具有光電轉(zhuǎn)化效率高、使用電池材料少的優(yōu)點(diǎn)。非成像聚光鏡和聚光太陽電池組裝在一起構(gòu)成聚光光伏發(fā)電單元，大量聚光光伏發(fā)電單元拼接在一起構(gòu)成一個(gè)整體，稱為定日鏡，大量定日鏡排列成場，形成規(guī)模化聚光太陽電池發(fā)電場。為使陽光正入射到光伏發(fā)電單元上，定日鏡需繞雙軸旋轉(zhuǎn)跟蹤太陽的高度角和方位角變化，鏡場中所有定日鏡的跟蹤步調(diào)一致。傳統(tǒng)的太陽能聚光光伏發(fā)電鏡場中每個(gè)定日鏡都是通過雙電機(jī)驅(qū)動實(shí)現(xiàn)對太陽的方位角和高度角跟蹤，控制方式可采用程序控制、自反饋控制或程序+自反饋控制(即在有太陽的時(shí)候，采用自反饋控制方式，在太陽被云彩遮擋的時(shí)候，采用程序控制方式，保證定日鏡時(shí)刻對準(zhǔn)太陽)。由于非成像聚光鏡具有一定的接收角度，因此對定日鏡的跟蹤精度要求不高，允許一定的跟蹤誤差。為了降低聚光太陽電池發(fā)電的成本，減少定日鏡單位采光面積的電機(jī)使用數(shù)量，定日鏡的尺寸做的很大(尺寸＞10m)，但大尺寸的定日鏡存在體積大、質(zhì)量重、難安裝、抗風(fēng)載能力差、能耗大等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種采用兩個(gè)電機(jī)驅(qū)動一列定日鏡的俯仰和方位跟蹤，減少鏡場單位采光面積的電機(jī)使用數(shù)量，降低鏡場成本的太陽能聚光光伏發(fā)電鏡場跟蹤控制裝置。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的太陽能聚光光伏發(fā)電鏡場跟蹤控制裝置包括俯仰跟蹤控制機(jī)構(gòu)，方位跟蹤控制機(jī)構(gòu)，各定日鏡傳動機(jī)構(gòu)；所述俯仰跟蹤控制機(jī)構(gòu)包括俯仰傳動桿，俯仰傳動輪，俯仰電機(jī)；所述方位跟蹤控制機(jī)構(gòu)包括方位傳動桿，方位傳動輪，方位電機(jī)；俯仰傳動輪與俯仰電機(jī)連接，俯仰傳動桿與俯仰傳動輪連接，俯仰電機(jī)驅(qū)動俯仰傳動輪轉(zhuǎn)動，帶動俯仰傳動桿做推拉往復(fù)運(yùn)動；方位傳動輪與方位電機(jī)連接，方位傳動桿與方位傳動輪連接，方位電機(jī)驅(qū)動方位傳動輪轉(zhuǎn)動，帶動方位傳動桿做推拉往復(fù)運(yùn)動；俯仰傳動桿和方位傳動桿往復(fù)運(yùn)動，通過各定日鏡傳動機(jī)構(gòu)驅(qū)動定日鏡完成俯仰和方位運(yùn)轉(zhuǎn)。

俯仰電機(jī)驅(qū)動俯仰傳動輪運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動俯仰傳動桿做推拉往復(fù)運(yùn)動，俯仰傳動桿通過各定日鏡傳動機(jī)構(gòu)驅(qū)動定日鏡完成俯仰運(yùn)動。通過控制俯仰電機(jī)的轉(zhuǎn)速和方向，實(shí)現(xiàn)對一列定日鏡俯仰角的跟蹤控制。方位電機(jī)驅(qū)動方位傳動輪運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動方位傳動桿做推拉往復(fù)運(yùn)動，方位傳動桿通過各定日鏡傳動機(jī)構(gòu)使定日鏡旋轉(zhuǎn)一定角度。通過控制方位電機(jī)的轉(zhuǎn)速和方向，實(shí)現(xiàn)對一列定日鏡方位角的跟蹤控制。

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對規(guī)模化太陽能聚光光伏發(fā)電鏡場的跟蹤控制，采用兩個(gè)電機(jī)驅(qū)動一列定日鏡跟蹤太陽運(yùn)轉(zhuǎn)，減少電機(jī)數(shù)量2(N-1)個(gè)(N表示一列定日鏡的個(gè)數(shù))，減少了單位采光面積的電機(jī)使用數(shù)量，鏡場可采用質(zhì)量輕、易裝調(diào)、抗風(fēng)載能力強(qiáng)、跟蹤精度高、能耗小的小尺寸定日鏡組成。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

圖1為本發(fā)明的太陽能聚光光伏發(fā)電鏡場跟蹤控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為同列定日鏡俯仰跟蹤控制機(jī)構(gòu)示意圖。

圖3為同列定日鏡方位跟蹤控制機(jī)構(gòu)及部分傳動機(jī)構(gòu)示意圖。

圖4為圖3的局部放大圖。

圖5為本發(fā)明實(shí)施例1的傳動機(jī)構(gòu)示意圖。

圖6為本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7a、7b為圖6的局部放大圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

如圖1所示，本發(fā)明的太陽能聚光光伏發(fā)電鏡場跟蹤控制裝置包括俯仰跟蹤控制機(jī)構(gòu)，方位跟蹤控制機(jī)構(gòu)，各定日鏡傳動機(jī)構(gòu)。

如圖2所示，所述俯仰跟蹤控制機(jī)構(gòu)包括俯仰傳動桿13，俯仰傳動輪14，俯仰電機(jī)15；俯仰傳動輪14可以直接與俯仰電機(jī)15的旋轉(zhuǎn)軸固定連接，俯仰傳動輪14的偏離旋轉(zhuǎn)中心的部位通過第七轉(zhuǎn)軸37與俯仰傳動桿13活動連接，連接部位可以位于俯仰傳動桿13端部，也可以位于俯仰傳動桿13的中間位置。俯仰傳動輪14還可以采用傳動齒輪，通過減速齒輪(圖中未示出)與俯仰電機(jī)15連接，傳動齒輪的偏離旋轉(zhuǎn)中心的部位與俯仰傳動桿13通過轉(zhuǎn)軸活動連接，連接部位可以位于俯仰傳動桿13端部，也可以位于俯仰傳動桿13的中間位置。俯仰電機(jī)15驅(qū)動俯仰傳動輪14轉(zhuǎn)動，帶動俯仰傳動桿13做推拉往復(fù)運(yùn)動。