[發明專利]太陽能系統的熱跟蹤系統

在審

• 申請號: 201210370707.2
• 申請日: 2012-09-28
• 公開（公告）號: CN103034242A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 瑞恩·J·林德曼
• 申請（專利權）人: 太陽能公司
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 顧紅霞;彭會

技術領域

本發明描述的主題的實施例一般涉及感測和反饋系統。更具體地，所述主題的實施例涉及太陽能電池板的跟蹤系統。

背景技術

在白天跟蹤太陽在整個天空的明顯運動的太陽能系統通常使用傳感器來確定太陽的位置并相應地調整太陽能系統。目前使用多種技術操作太陽能系統。例如，可以用由已知經度和緯度得到的太陽方位表預測太陽在一天過程中的位置。預測位置與實際位置之間的偏差可能會很大。例如，不準確的地點位置、傾斜計、電機編碼器或其他定位設備誤差的影響是一些對準誤差的來源。盡管看上去較小，但一度的對準誤差會轉變為效率降低10%以上，尤其是當對準太陽能聚光系統時。此外，對于太陽能聚光系統而言，減小對準誤差可以準確地定位會聚的太陽光。當可以更準確地引導會聚的太陽光時，與需要具有較大的尺寸以允許接收未對準的會聚太陽光的那些太陽能電池和接收器相比，相關的太陽能電池和接收器可以具有較小的尺寸。減小太陽能電池和接收器的尺寸可以降低材料和制造成本。

作為此類推算定位技術（dead?reckoning?technique）的替代形式，有時使用基于反饋的跟蹤系統。此類反饋系統可以包括攝像機，攝像機可通過解讀視覺表象確定太陽的位置并相應地對準太陽能系統。然而，攝像機通常很昂貴，并且可能需要大量復雜的信號處理才能確定精確的太陽位置。另外，攝像機元件會受到環境的影響，從而會降低其作為傳感器的功效。此外，未精確安裝攝像機也會產生對準誤差。

另一種基于反饋的方法是通過檢查系統產生的功率確定最佳對準位置來操作。此類功率反饋系統通常有意地將較小的偏差引入系統，其目的是根據太陽能系統的對準情況確定峰功率輸出。需要用可能比較昂貴的高速電子器件進行確定最佳對準分布所需的迅速檢測。另外，由云或氣團導致的小輻射變化會產生與失準情況類似的情況，從而干擾跟蹤器。因此，跟蹤器會引入錯誤的失準，從而降低了效率。

因此，現有的可能比較昂貴的跟蹤系統即使在最佳條件下也會引入失準錯誤，并可能使敏感組件暴露于有害環境條件。盡管在便宜且準確地定位太陽能系統方面存在困難，但期望進行此類跟蹤，以提高系統的效率。

附圖說明

當結合以下附圖考慮時，通過參見具體實施方式和權利要求書可以更完全地理解所述主題，其中在所有附圖中，類似的附圖標記是指類似的元件。

圖1為運行狀態下的太陽能系統的側視圖；

圖2為圖1的太陽能系統的一部分的詳細視圖；

圖3為太陽能聚光器和太陽能接收器在第一位置時的視圖；

圖4為圖3的太陽能聚光器和太陽能接收器在第二位置時的視圖；

圖5為太陽能接收器在第一狀態下的視圖；

圖6為圖5的太陽能接收器在第二狀態下的視圖；

圖7為圖5的太陽能接收器在第三狀態下的視圖；

圖8為另一個太陽能接收器在被照射狀態下的視圖；

圖9為一太陽能接收器的側視圖；

圖10為傳感器連接裝置和太陽能系統的一部分的分解立體圖；

圖11為圖10的太陽能系統的一部分的組裝側視圖；

圖12為一太陽能系統的側視圖；

圖13為控制太陽能系統位置的一種方法的流程圖；

圖14為控制太陽能系統位置的另一種方法的流程圖；

圖15為具有傳感器連接裝置的太陽能接收器的一種可供選擇的實施例的立體圖；

圖16為圖15的太陽能接收器的剖面圖；

圖17為熱跟蹤系統的一個實施例的電路示意圖；

圖18為傳感器連接裝置的一個實施例的立體圖；

圖19為包括熱跟蹤系統的另一個實施例的太陽能系統的端視圖；

圖20為圖19的太陽能系統的實施例在另一個取向的端視圖；

圖21為熱跟蹤系統的另一個實施例的示意圖；

圖22為控制太陽能系統位置的另一種方法的流程圖；以及

圖23為控制太陽能系統位置的再一種方法的流程圖。

具體實施方式

以下具體實施方式本質上只是例證性的，并不旨在限制所述主題的實施例或此類實施例的應用和用途。如本申請所用，詞語“示例性的”是指“作為例子、實例或例證”。本申請示例性描述的任何實施方式不一定被理解為比其他實施方式更優選或有利。此外，并不意圖受前述技術領域、背景技術、發明內容或以下具體實施方式中提出的任何明示或暗示的理論的約束。