[發明專利]一種太陽光自動跟蹤器

有效

• 申請號: 201210261394.7
• 申請日: 2012-07-26
• 公開（公告）號: CN102749934A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 寧鐸;張磊;劉天虎;文婷;羅萬志;吳艷銳
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

技術領域

本發明屬于新能源設備技術領域，涉及一種跟蹤器，尤其是一種太陽光自動跟蹤器。

背景技術

開發利用以太陽能為代表的新能源已經成為人類解決能源危機的有效方法之一，也已作為我國可持續發展戰略的能源基本決策。但是由于太陽光能量密度太低（1KW/M²)以及方向隨著時間做周期性變化的特點，為了提高太陽能利用率，利用更高效率的太陽光直接照明或是光熱發電，最普遍的方式就是利用聚光提高太陽能密度，而太陽能聚光器必須配備自動跟蹤系統。雖然在自動控制技術發展到今天，實現自動跟蹤太陽光并非難事。但是，由于自動跟蹤系統及傳動機構所處的室外惡劣的工作環境，要在低成本條件下保證其工作可靠性以滿足實際工程應用要求則是有很大困難的；例如由于灰塵風砂對于傳動系統潤滑功能的影響會很容易導致跟蹤系統故障率增大而失去實用價值。所以研制根據聚光器本身特點配備低成本高可靠性的自動跟蹤系統，有效的提高太陽能利用率意義重大，而且對此已經進行了深入全面的探討研究并獲得相應的進展和六個發明專利授權。

目前通常的二維或者一維太陽光自動跟蹤系統通常都是由太陽光信號采集器、信號處理器（以計算機或者單片機為核心）、驅動電機以及傳動裝置所組成。其中采用的粗細調技術實現大范圍、高精度自動跟蹤太陽光的發明專利技術以及相應的軟件程序，經過幾年來的實際應用證明工作性能是穩定可靠的，但是由于傳動機構所處的室外惡劣的工作環境，主要是灰塵風砂和化學銹蝕對于傳動系統潤滑功能的影響會很容易導致跟蹤系統故障率增大。所以根據實用要求，采用在能夠避免上述技術問題產生的條件下的新方法制作驅動與傳動結構實現太陽光高可靠性自動跟蹤，已經成為太陽能推廣應用的關鍵所在。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供一種太陽光自動跟蹤器，其利用物體熱脹冷縮特性作為動力，在匯聚太陽光定向照射下通過按照一定空間位置排列的部分管狀特殊裝置內的高膨脹系數材料(相當于傳感器的信號采集與處理部分)受熱后產生的推力直接驅動負載（聚光器）產生定向運動；從而不但實現了在節能（無電機驅動）和傳動機構的條件下完成太陽能聚光體對于太陽光的自動跟蹤功能，而且有效解決應用環境惡劣造成自動跟蹤系統中驅動和傳動裝置故障率高的技術問題，為太陽能聚光器的推廣應用鋪平道路。

本發明的目的是通過以下技術方案來解決的：

該種太陽光自動跟蹤器，包括設置在底座上的骨關節機械結構，所述骨關節機械結構的上部活動端設置有連接架，在連接架上安裝有需要采集太陽光的負載；所述連接架的周側布置有若干豎直固定在底座上的密封汽缸，所述密封汽缸的活動端通過關節機構與連接架的下側面連接；在若干密封汽缸的后側設置有高反射系數的太陽光線聚焦型反射曲面。

上述密封汽缸倒置在底座上，即其活塞軸固定在底座上，其缸體與連接架的下側面通過活動關節機構連接。

上述密封汽缸由一密封的柱狀缸體以及設置柱狀缸體一端的活塞軸組成，所述柱狀缸體內充滿氣體。

上述反射曲面在垂直方向為拋物柱形狀。

上述關節機構包括分別固定設置在連接架和密封汽缸上的水平向動力臂，兩水平向動力臂之間通過滾輪連接。

上述負載由碟形反射式聚光體和調光體組成；碟形反射式聚光體固定設置在連接架上，碟形反射式聚光體的正上方通過連接筋設置與其相對的調光體，在碟形反射式聚光體的中心位置設置有鏤空的光通道。

進一步，以上相對設置的碟形反射式聚光體和調光體的主光軸重合且焦點相同。

本發明以上提出的負載可以是設置在連接架上的太陽能光伏板。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

以往太陽能中采用電機驅動及機械傳動機構容易受外界惡劣環境影響導致故障率高而且使得性價比下降。本發明針對此種情況，聚光體負載采用骨關節連接，這樣就可以360度旋轉。能夠取得更好的跟蹤效果。而驅動裝置采用物體熱脹冷縮特性作為動力，在匯聚太陽光定向照射下通過按照一定空間位置排列的部分管狀特殊裝置內的高膨脹系數材料受熱后產生的推力直接驅動負載（聚光器）產生定向運動。這種驅動方式將太陽光用簡單的熱脹冷縮原理實現了以前復雜的機械及電機傳動控制方式，控制規律直接取自太陽光的照射規律，不必人為設定。整個系統結構簡單，不消耗能源，而且性價比高。占地較小，節約空間，維護方便，除了實現太陽能聚光器的自動跟蹤太陽光功能外，還能夠廣泛應用于光伏發電系統中光伏電池板的自動跟蹤太陽光。為太陽能的推廣提供了更好的平臺。

附圖說明