[發明專利]一種太陽能跟蹤追日集熱裝置、系統及方法

在審

• 申請號: 202010850327.3
• 申請日: 2020-08-21
• 公開（公告）號: CN111981704A
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 楊光;原浩
• 申請（專利權）人: 中競同創能源環境科技集團股份有限公司
• 主分類號: F24S10/70
• 分類號: F24S10/70;F24S23/77;F24S30/425;F24S50/20;F24S80/00
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務所 11337
• 代理人: 于國強

1.一種太陽能跟蹤追日集熱裝置，其特征在于：包括集熱組件、驅動裝置、主動梁和被動梁，所述主動梁和所述被動梁平行且間隔設置，且兩者之間均勻間隔設置有多個集熱組件；所述集熱組件包括槽體和吸熱管，所述槽體內部中空且在平行于其軸線的方向開設有與其內部連通的矩形集熱口，所述槽體的兩端分別設置有一沿其軸線方向向外凸出延伸的轉軸，各所述轉軸分別經一軸承固定在主動梁和被動梁上，所述轉軸內部中空且兩端敞口設置，所述轉軸的一端與所述槽體的內部連通；所述吸熱管穿過兩個轉軸伸入所述槽體內部，且所述吸熱管的兩端分別伸出兩個轉軸，所述吸熱管的兩端分別經一連接管連接在與其前后相鄰的吸熱管的一端；各所述集熱組件與所述主動梁相連的轉軸均與驅動裝置相連；所述槽體內壁為反光鏡面。

2.根據權利要求1所述的太陽能跟蹤追日集熱裝置，其特征在于：所述驅動裝置包括驅動電機、電動推桿、傳動鋼板和傳動鋼帶，所述主動梁上設置有沿其長度方向延伸的滑軌，所述傳動鋼板上設置有對應伸入所述滑軌中的滑動件，各所述集熱組件與主動梁相連的轉軸上分別纏繞有一個傳動鋼帶，各所述傳動鋼帶均與所述傳動鋼板固定連接，所述傳動鋼板與所述電動推桿相連，所述電動推桿與所述驅動電機相連；所述驅動電機帶動電動推桿伸縮以驅動傳動鋼板移動，進而使傳動鋼帶帶動轉軸轉動。

3.根據權利要求2所述的太陽能跟蹤追日集熱裝置，其特征在于：所述主動梁內部設置有容納腔，所述驅動裝置設置在所述容納腔內。

4.根據權利要求3所述的太陽能跟蹤追日集熱裝置，其特征在于：所述角度獲取模塊包括多個角度傳感器，各所述槽體分別連接一個角度傳感器，各所述角度傳感器能夠實時獲取與其相連的槽體相對于地面的傾斜角度。

5.一種太陽能跟蹤追日集熱系統，所述集熱系統包括上述權利要求1至4任一所述的集熱裝置；其特征在于：所述集熱系統還包括

時間處理模塊；所述時間處理模塊以北京時間為準，并自動將集熱系統的當前時間實時轉化為對應的北京時間，并在內部設定時間與北京時間出現偏差時，自動校正其內部設定時間；

核心計算模塊；所述核心計算模塊根據北京時間和集熱裝置安放的經緯度，實時獲取對應時刻的太陽相對角度；

輸出控制模塊；所述輸出控制模塊根據所述核心計算模塊獲取的太陽相對角度，驅動集熱裝置隨太陽轉動；

角度獲取模塊；所述角度獲取模塊用于獲取槽體的當前傾斜角度；

判斷報警模塊；所述判斷報警模塊用于判斷角度獲取模塊獲取的槽體的當前傾斜角度與當前時刻對應的太陽相對角度是否相等，若不相等，則報警。

6.一種太陽能跟蹤追日集熱方法，所述集熱方法使用上述權利要求5所述的集熱系統實現，其特征在于：所述集熱方法包括，

S1、對集熱系統進行初始化，使集熱系統獲取當前時刻電動推桿的伸縮位置以及對應的槽體傾斜角度；

S2、時間處理模塊讀取集熱系統的當前時間，并自動將集熱系統的時間轉化為與其對應的北京時間；核心計算模塊根據當前時間對應的北京時間以及集熱系統所在的經緯度，計算當前時刻的太陽相對角度，并向輸出控制模塊輸出計算結果；

S3、所述輸出控制模塊根據計算獲取的太陽相對角度，計算電動推桿所需的步進脈沖數；

S4、啟動電機，驅動電動推桿伸展或收縮，以改變槽體的傾斜角度；對電動推桿的步進脈沖數進行計數，當計數值與電動推桿所需的步進脈沖數相等時，關閉電機；此時，槽體的傾斜角度與當前時刻的太陽相對角度相等；

S5、所述判斷報警模塊將槽體的傾斜角度與與其相連的角度傳感器中角度值比較，若整數位對應，則表示槽體的傾斜角度與當前時刻的太陽相對角度相等；否則，表示槽體的傾斜角度與當前時刻的太陽相對角度不相等，判斷報警模塊將會報警。

7.根據權利要求6所述的太陽能跟蹤集熱方法，其特征在于：集熱系統實時檢測當前太陽輻照值，若當前太陽輻照值低于預設輻射值時，則認為有冰雹危險，角度獲取模塊實時獲取槽體的當前傾斜角度，并計算槽體的當前傾斜角與第一預設角度的角度差，輸出控制模塊根據角度差計算電動推桿所需的步進脈沖數，并驅動電推桿伸展或收縮，使槽體轉動的角度等于角度差，令槽體的集熱口朝向正下方。

8.根據權利要求6所述的太陽能跟蹤集熱方法，其特征在于：集熱系統實時檢測當前的風力值，若當前風力值超過預設風力值時，則認為有風力損壞的危險，角度獲取模塊實時獲取槽體的當前傾斜角度，并計算槽體的當前傾斜角與第二預設角度的角度差，輸出控制模塊根據角度差計算電動推桿所需的進脈沖數，并驅動電推桿伸展或收縮，使槽體轉動的角度等于角度差，令槽體的集熱口朝向正上方。