專利名稱：用于斯特林太陽能發(fā)電系統(tǒng)的太陽跟蹤對準(zhǔn)裝置與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能源領(lǐng)域，具體將太陽能和斯特林發(fā)電機(jī)相結(jié)合用于太陽能發(fā)
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背景技術(shù)：
隨著社會的發(fā)展，節(jié)能減排已成為人們所關(guān)注的問題，太陽能作為一種新興的綠 色能源，正得到迅速的發(fā)展和應(yīng)用。對太陽能的開發(fā)始終讓科學(xué)家們滿懷憧憬，畢竟太陽能 的應(yīng)用潛力實在太大，而且至少在我們能夠預(yù)計的將來是取之不盡的。太陽能斯特林發(fā)電是全世界利用太陽能的主要方案，它是將太陽能轉(zhuǎn)換為電能的 新型動力裝置。原理是自動跟蹤太陽的聚光鏡將太陽光聚焦于發(fā)動機(jī)頭部，加熱發(fā)動機(jī)腔 內(nèi)的高壓氫氣膨脹推動活塞做功，通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)帶動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化成電能輸出。根據(jù)其 原理，其中太陽跟蹤是太陽能斯特林發(fā)電技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)。但是，由于輻射到地面的陽 光受到氣候、緯度、經(jīng)度等自然條件的影響，存在著間歇性、光照方向和強(qiáng)度隨時間不斷變 化的問題，這對太陽能的高效利用，特別對高精度、穩(wěn)定地跟蹤太陽提出了更高的要求。當(dāng) 前國內(nèi)外有基于CCD或者CMOS的高精度太陽方位傳感器，但是價格很高，很難在市場民用 市場上大范圍推廣，還有一些基于光電四象限探測器件或多個光電池構(gòu)成的太陽方位傳感 器，其檢測精度不能滿足比如斯特林太陽能發(fā)電機(jī)的高精度對準(zhǔn)太陽的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高精度低成本的用于斯特林太陽能發(fā)電系統(tǒng)的太陽 跟蹤對準(zhǔn)裝置及其方法?；赑SD (光電位置探測器)的太陽方位傳感器實現(xiàn)實時高精度 檢測太陽位置；裝置根據(jù)天氣的實際情況、太陽位置和太陽能聚光板的當(dāng)前位置，采用光電 跟蹤與日歷查詢跟蹤相結(jié)合的方式跟蹤太陽，以使裝置高效節(jié)能和對天氣具有魯棒性。從 而實現(xiàn)高效采集利用太陽能，并通過斯特林發(fā)電機(jī)將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，進(jìn)而大幅度提高 斯特林太陽能發(fā)電裝置的性能。本發(fā)明是采取以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)的一種用于斯特林太陽能發(fā)電系統(tǒng)的太陽跟蹤對準(zhǔn)裝置，包括用于跟蹤太陽的碟 架、安裝在碟架上的用于聚光的聚光板，其特征在于還包括安裝在碟架上的用于發(fā)電的斯 特林發(fā)電機(jī)、安裝在聚光板上的角度編碼器、安裝在斯特林發(fā)電機(jī)上的視場角和精度可調(diào) 的基于PSD的太陽位置傳感器、光強(qiáng)傳感器與風(fēng)速風(fēng)向傳感器安裝在單獨地面立桿上，各 傳感器與控制系統(tǒng)連接，控制系統(tǒng)與碟架電機(jī)和聚光板電機(jī)連接，碟架、聚光板均與斯特林 發(fā)電機(jī)連接。其中的處理過程為根據(jù)當(dāng)前時間，讀取當(dāng)前光強(qiáng)傳感器信號、風(fēng)速風(fēng)向傳感器信 號、太陽位置傳感器信號、聚光板位置傳感器信號，計算太陽方位角和高度角，根據(jù)傳感器 信息計算得到控制信息，利用控制算法控制碟架轉(zhuǎn)動，各傳感器與處理器連接，處理器與控 制系統(tǒng)處理器連接，控制系統(tǒng)與碟架電機(jī)連接，碟架、聚光板均與斯特林發(fā)電機(jī)連接，聚光板電機(jī)與控制系統(tǒng)相連。前述的用于斯特林太陽能發(fā)電系統(tǒng)的太陽跟蹤對準(zhǔn)裝置，其特征在于所述基于 PSD的太陽位置傳感器包括密封防水的傳感器底座、帶有太陽光入射小孔和內(nèi)螺紋的高度 可調(diào)結(jié)構(gòu)的遮光筒、安裝在光孔上遮擋灰塵和雨水的光學(xué)玻璃、PSD、固定PSD的內(nèi)螺紋和 PSD底座、安裝傳感器處理器的密封防水的處理器底座和密封防水的信號輸出接口。所述光學(xué)玻璃通過帶有四個螺絲的蓋子安裝在遮光筒上，PSD通過內(nèi)螺紋安裝在 PSD底座上，PSD底座通過遮光筒內(nèi)螺紋與遮光筒連接，PSD底座與處理器底座密封防水連 接，處理器底座與信號輸出接口、傳感器底座密封防水連接。前述的太陽位置傳感器視場角，探測范圍的計算是a = arctan (r/h)(1)其中，r表示太陽位置傳感器PSD的有效光敏面半徑，h表示太陽位置傳感器中遮 光筒的高度。前述的太陽位置傳感器的跟蹤精度計算是 其中，dx表示PSD探測器的最小分辨率。根據(jù)前述的太陽方位傳感器的視場角隨著太陽位置傳感器中遮光筒高度h的增 大而減?。桓鶕?jù)前述的太陽方位傳感器的精度隨著太陽位置傳感器中遮光筒高度h的增大 而增大。因此，通過改變太陽位置傳感器中遮光筒高度h可以實現(xiàn)太陽方位傳感器的視場 角和精度的可調(diào)。前述的用于斯特林太陽能發(fā)電系統(tǒng)的太陽跟蹤對準(zhǔn)裝置的發(fā)電方法，其特征在于 包括以下步驟(1)處理器實時地讀取當(dāng)前時間，判斷當(dāng)前時間是否在工作時間，若在正常開機(jī)時 間，則進(jìn)行開機(jī)初始化；若不在正常開機(jī)時間，則不啟動跟蹤程序；(2)當(dāng)在正常開機(jī)時間時，啟動跟蹤程序根據(jù)當(dāng)前光強(qiáng)判斷是否啟動自動跟蹤 程序，若當(dāng)光強(qiáng)大于閾值T時，啟動自動跟蹤程序，否則不啟動自動跟蹤程序；(3)當(dāng)光強(qiáng)大于閾值T時，啟動自動跟蹤程序首先，根據(jù)日歷計算得到太陽高度 角和方位角；然后，讀取太陽能聚光板上的角度編碼器傳感器信號，得到太陽能聚光板當(dāng)前 的位置信息，若太陽位置不在太陽位置傳感器探測范圍內(nèi)，則驅(qū)動碟架電機(jī)轉(zhuǎn)動，使太陽位 置在太陽位置傳感器探測范圍內(nèi)；最后，根據(jù)太陽位置傳感器信號，采用跟蹤算法驅(qū)動電機(jī) 帶動碟架高精度跟蹤太陽，從而使聚焦光斑對準(zhǔn)斯特林發(fā)電機(jī)頭部；(4)裝置上電后，實時監(jiān)測風(fēng)速風(fēng)向傳感器和太陽能聚光板上的角度編碼器信號， 評估風(fēng)的大小對聚光板的影響，并給出相應(yīng)的報警信號和避風(fēng)動作，避風(fēng)動作為控制碟架 電機(jī)使聚光板側(cè)對著風(fēng)向減小風(fēng)力的影響；實時監(jiān)測上位機(jī)的停車信號，當(dāng)自動跟蹤太陽 時，實時采集發(fā)電機(jī)氣腔內(nèi)的溫度，并向上位機(jī)發(fā)送該信息；(5)裝置跟蹤太陽，當(dāng)時間超過正常工作時間并且光強(qiáng)小于閾值T時，則控制電機(jī)停車。前述的用于斯特林太陽能發(fā)電系統(tǒng)的太陽跟蹤對準(zhǔn)裝置的發(fā)電方法，其特征在 于在所述步驟(4)中，實時采集發(fā)電機(jī)氣腔內(nèi)的溫度時，斯特林發(fā)電機(jī)氣腔內(nèi)布置N個熱電偶，1，根據(jù)聚焦光斑其能量密度分布為正態(tài)分布(高斯分布)，利用熱電偶采集光斑 的能量，當(dāng)聚焦光斑對準(zhǔn)發(fā)電機(jī)頭部時，熱電偶的信號大小應(yīng)與正態(tài)分布相吻合，根據(jù)熱電 偶的分布情況對跟蹤進(jìn)行輔助調(diào)整。前述的用于斯特林太陽能發(fā)電系統(tǒng)的太陽跟蹤對準(zhǔn)裝置的發(fā)電方法，其特征在 于所述熱電偶為12個，呈十字型分布，每一分支上設(shè)置三個熱電偶。前述的用于斯特林太陽能發(fā)電系統(tǒng)的太陽跟蹤對準(zhǔn)裝置的發(fā)電方法，其特征在 于根據(jù)熱電偶的分布情況對跟蹤進(jìn)行輔助調(diào)整過程中，根據(jù)前述的熱電偶分布，采集水平 方向六個熱電偶的電壓值，以中心位置為原點擬合成正太分布曲線，確定最高點對應(yīng)x軸 坐標(biāo)即為光斑偏移的距離AX，根據(jù)AX的大小對水平方向跟蹤進(jìn)行輔助調(diào)整；或采集垂直 方向六個熱電偶的電壓值得到垂直方向光斑偏移的距離Ay，對垂直方向跟蹤進(jìn)行輔助調(diào)整。本發(fā)明所達(dá)到的有益效果本發(fā)明的用于斯特林太陽能發(fā)電系統(tǒng)的太陽跟蹤對準(zhǔn)裝置及其發(fā)電方法，實現(xiàn)了 高效采集利用太陽能，并通過斯特林發(fā)電機(jī)將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，進(jìn)而大幅度提高斯特林 太陽能發(fā)電裝置的性能。


圖1為本發(fā)明用于斯特林太陽能發(fā)電系統(tǒng)的太陽跟蹤對準(zhǔn)裝置的硬件連接示意 圖；圖2為本發(fā)明用于斯特林太陽能發(fā)電系統(tǒng)的太陽跟蹤對準(zhǔn)裝置的硬件組成示意 圖；圖3為基于PSD的太陽位置傳感器的結(jié)構(gòu)圖；圖4為基于PSD的太陽位置傳感器的原理示意圖；圖5為基于PSD的太陽位置傳感器的數(shù)學(xué)模型；圖6為本發(fā)明基于PSD的斯特林太陽能發(fā)電方案的太陽跟蹤流程圖；圖7為發(fā)電機(jī)氣腔內(nèi)熱電偶分布和擬合示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。參照圖1和2所示，用于斯特林太陽能發(fā)電系統(tǒng)的太陽跟蹤對準(zhǔn)裝置的硬件組成 示意圖，本發(fā)明包括用于跟蹤太陽的碟架1、安裝在碟架1上的用于聚光的聚光板2，其特征 在于還包括安裝在碟架1上的用于發(fā)電的斯特林發(fā)電機(jī)3、安裝在聚光板上的角度編碼器 4、安裝在斯特林發(fā)電機(jī)3上的視場角和精度可調(diào)的基于PSD的太陽位置傳感器5、安裝在地 面立桿上的光強(qiáng)傳感器與風(fēng)速風(fēng)向傳感器。其中的處理過程為根據(jù)當(dāng)前時間，讀取當(dāng)前光 強(qiáng)傳感器信號、風(fēng)速風(fēng)向傳感器信號、太陽位置傳感器信號、聚光板位置傳感器信號，計算 太陽方位角和高度角，根據(jù)傳感器信息計算得到控制信息，利用控制算法控制碟架轉(zhuǎn)動，各 傳感器與控制系統(tǒng)連接，控制系統(tǒng)與碟架電機(jī)7連接，聚光板電機(jī)6與控制系統(tǒng)相連。。參照圖3，所述基于PSD的太陽位置傳感器包括密封防水的傳感器底座51、帶有太 陽光入射小孔和內(nèi)螺紋的高度可調(diào)結(jié)構(gòu)的遮光筒52、安裝在光孔53上遮擋灰塵和雨水的光學(xué)玻璃54、PSD55、固定PSD的內(nèi)螺紋和PSD底座56、安裝傳感器處理器的密封防水的處 理器底座58和密封防水的信號輸出接口 57。所述光學(xué)玻璃54通過帶有四個螺絲的蓋子安 裝在遮光筒52上，PSD55通過內(nèi)螺紋安裝在PSD底座56上，PSD底座通過遮光筒52內(nèi)螺紋 與遮光筒連接，PSD底座56與處理器底座58密封防水連接，處理器底座58與信號輸出接 口 57、傳感器底座51密封防水連接。裝置自動跟蹤太陽時，首先根據(jù)日歷計算得到太陽高度角、方位角和太陽能聚光 板上的角度編碼器傳感器信號，判斷太陽位置是否在太陽位置傳感器探測范圍內(nèi)。若太陽 位置不在太陽位置傳感器探測范圍內(nèi)，則驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)動，使太陽位置在太陽位置傳感器探 測范圍內(nèi)；然后，根據(jù)太陽位置傳感器信號，采用跟蹤算法驅(qū)動電機(jī)帶動碟架高精度跟蹤太 陽，從而使聚焦光斑對準(zhǔn)斯特林發(fā)電機(jī)頭部。參照圖4和5，太陽方位傳感器的跟蹤精度和 跟蹤范圍，推導(dǎo)如下太陽位置傳感器的探測范圍為
°(1)其中，r表示太陽位置傳感器PSD的有效光敏面半徑，h表示太陽位置傳感器中遮 光筒的高度。太陽方位傳感器的跟蹤精度為 其中，dx表示PSD探測器的最小分辨率。當(dāng)x = Otim時，取得最大值，所以太陽方位傳感器的跟蹤精度為 本發(fā)明中，dx = 1 U m0所以太陽方位傳感器的精度為用于斯特林太陽能發(fā)電系統(tǒng)的太陽跟蹤對準(zhǔn)裝置的硬件組成示意圖，首先，處理 器讀取當(dāng)前時間，判斷是否開機(jī)；然后，處理器讀取當(dāng)前光強(qiáng)傳感器信號、風(fēng)速風(fēng)向傳感器 信號、太陽位置傳感器信號、聚光板位置傳感器信號，計算太陽方位角和高度角；最后，根據(jù) 傳感器信息計算得到控制信息，利用控制算法控制碟架轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)高精度太陽跟蹤，使聚焦 光斑對準(zhǔn)斯特林發(fā)電機(jī)頭部。從而，實現(xiàn)高效采集利用太陽能，并通過斯特林發(fā)電機(jī)將太陽 能轉(zhuǎn)化為電能?；赑SD的斯特林太陽能發(fā)電中太陽跟蹤的流程圖見圖6。具體來說，包括以下步驟第一步，處理器實時地讀取當(dāng)前時間，若在正常開機(jī)時間，則進(jìn)行開機(jī)初始化，即 將碟架轉(zhuǎn)到基準(zhǔn)位置；若不在正常開機(jī)時間，則不啟動跟蹤程序；第二步，當(dāng)在正常開機(jī)時間時，啟動跟蹤程序。根據(jù)當(dāng)前光強(qiáng)判斷是否啟動自動跟 蹤程序，即若當(dāng)光強(qiáng)大于閾值T時，則啟動自動跟蹤程序，否則不啟動自動跟蹤程序；第三步，當(dāng)光強(qiáng)大于閾值T時，啟動自動跟蹤程序。首先，根據(jù)日歷計算得到太陽 高度角和方位角；然后，讀取太陽能聚光板上的角度編碼器傳感器信號，得到太陽能聚光板 當(dāng)前的位置信息，若太陽位置不在太陽位置傳感器探測范圍內(nèi)，則驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)動，使太陽位
7置在太陽位置傳感器探測范圍內(nèi)；最后，根據(jù)太陽位置傳感器信號，采用跟蹤算法驅(qū)動電機(jī) 帶動碟架高精度跟蹤太陽，從而使聚焦光斑對準(zhǔn)斯特林發(fā)電機(jī)頭部。第四步，裝置上電后，實時監(jiān)測風(fēng)速風(fēng)向傳感器和太陽能聚光板上的角度編碼器 信號，評估風(fēng)的大小對聚光板的影響，并給出相應(yīng)的報警信號和避風(fēng)動作，避風(fēng)動作為控制 碟架電機(jī)使聚光板側(cè)對著風(fēng)向減小風(fēng)力的影響；實時監(jiān)測上位機(jī)的停車信號。當(dāng)自動跟蹤 太陽時，實時采集發(fā)電機(jī)氣腔內(nèi)的溫度，并向上位機(jī)發(fā)送該信息。第五步，自動跟蹤時，當(dāng)時間超過正常工作時間并且光強(qiáng)小于閾值T時，則控制電 機(jī)停車。參照圖7，根據(jù)前述的熱電偶分布，采集水平方向六個熱電偶的電壓值，以中心位 置為原點擬合成正太分布曲線，確定最高點對應(yīng)x軸坐標(biāo)即為光斑偏移的距離AX，即可根 據(jù)AX的大小對水平方向跟蹤進(jìn)行輔助調(diào)整。同理可以采集垂直方向六個熱電偶的電壓值 得到垂直方向光斑偏移的距離A y，從而對垂直方向跟蹤進(jìn)行輔助調(diào)整。綜上所述，針對太陽能利用中急需的低成本高效斯特林太陽能發(fā)電系統(tǒng)，本發(fā)明 提供一種高精度低成本的用于斯特林太陽能發(fā)電系統(tǒng)的太陽跟蹤對準(zhǔn)裝置及其方法。實驗 結(jié)果表明采用光電跟蹤與日歷查詢跟蹤相結(jié)合的方式跟蹤太陽，具有高效節(jié)能和對天氣 具有魯棒性。從而實現(xiàn)高效采集利用太陽能，并通過斯特林發(fā)電機(jī)將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，進(jìn) 而大幅度提高斯特林太陽能發(fā)電裝置的性能。為低成本高效利用太陽能發(fā)電提供了一種新 的方法。上述具體實施方式
不以任何形式限制本發(fā)明的技術(shù)方案，凡是采用等同替換或等 效變換的方式所獲得的技術(shù)方案均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種用于斯特林太陽能發(fā)電系統(tǒng)的太陽跟蹤對準(zhǔn)裝置，包括用于跟蹤太陽的碟架(1)、安裝在碟架(1)上的用于聚光的聚光板(2)，其特征在于還包括安裝在碟架(1)上的用于發(fā)電的斯特林發(fā)電機(jī)(3)、安裝在聚光板上的角度編碼器(4)、安裝在斯特林發(fā)電機(jī)(3)上的視場角和精度可調(diào)的基于PSD的太陽位置傳感器(5)、光強(qiáng)傳感器與風(fēng)速風(fēng)向傳感器安裝在單獨地面立桿上，各傳感器與控制系統(tǒng)連接，控制系統(tǒng)與碟架電機(jī)(7)連接，碟架(1)、聚光板(2)均與斯特林發(fā)電機(jī)(3)連接，聚光板電機(jī)(6)與控制系統(tǒng)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于斯特林太陽能發(fā)電系統(tǒng)的太陽跟蹤對準(zhǔn)裝置，其特征在 于所述基于PSD的太陽位置傳感器包括密封防水的傳感器底座(51)、帶有太陽光入射小 孔和內(nèi)螺紋的高度可調(diào)結(jié)構(gòu)的遮光筒(52)、安裝在光孔(53)上遮擋灰塵和雨水的光學(xué)玻 璃(54)、PSD(55)、固定PSD的內(nèi)螺紋和PSD底座(56)、安裝傳感器處理器的密封防水的處 理器底座(58)和密封防水的信號輸出接口(57)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于斯特林太陽能發(fā)電系統(tǒng)的太陽跟蹤對準(zhǔn)裝置，其特征在 于所述光學(xué)玻璃(54)通過帶有四個螺絲的蓋子安裝在遮光筒(52)上，PSD55通過內(nèi)螺紋 安裝在PSD底座(56)上，PSD底座通過遮光筒(52)內(nèi)螺紋與遮光筒連接，PSD底座(56)與 處理器底座(58)密封防水連接，處理器底座(58)與信號輸出接口(57)、傳感器底座(51) 密封防水連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于斯特林太陽能發(fā)電系統(tǒng)的太陽跟蹤對準(zhǔn)裝置的發(fā)電方 法，其特征在于包括以下步驟(1)處理器實時地讀取當(dāng)前時間，判斷當(dāng)前時間是否在工作時間，若在正常開機(jī)時間， 則進(jìn)行開機(jī)初始化；若不在正常開機(jī)時間，則不啟動跟蹤程序；(2)當(dāng)在正常開機(jī)時間時，啟動跟蹤程序根據(jù)當(dāng)前光強(qiáng)判斷是否啟動自動跟蹤程序， 若當(dāng)光強(qiáng)大于閾值T時，啟動自動跟蹤程序，否則不啟動自動跟蹤程序；(3)當(dāng)光強(qiáng)大于閾值T時，啟動自動跟蹤程序首先，根據(jù)日歷計算得到太陽高度角和 方位角；然后，讀取太陽能聚光板上的角度編碼器傳感器信號，得到太陽能聚光板當(dāng)前的位 置信息，若太陽位置不在太陽位置傳感器探測范圍內(nèi)，則驅(qū)動碟架電機(jī)轉(zhuǎn)動，使太陽位置在 太陽位置傳感器探測范圍內(nèi)；最后，根據(jù)太陽位置傳感器信號，采用跟蹤算法驅(qū)動電機(jī)帶動 碟架高精度跟蹤太陽，從而使聚焦光斑對準(zhǔn)斯特林發(fā)電機(jī)頭部；(4)裝置上電后，實時監(jiān)測風(fēng)速風(fēng)向傳感器和太陽能聚光板上的角度編碼器信號，評估 風(fēng)的大小對聚光板的影響，并給出相應(yīng)的報警信號和避風(fēng)動作，避風(fēng)動作為控制碟架電機(jī) 使聚光板側(cè)對著風(fēng)向減小風(fēng)力的影響；實時監(jiān)測上位機(jī)控制系統(tǒng)處理器的停車信號，當(dāng)自 動跟蹤太陽時，實時采集發(fā)電機(jī)氣腔內(nèi)的溫度，并向上位機(jī)控制系統(tǒng)處理器發(fā)送該信息；(5)裝置跟蹤太陽，當(dāng)時間超過正常工作時間時并且光強(qiáng)小于閾值T時，則控制電機(jī)停車。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于斯特林太陽能發(fā)電系統(tǒng)的太陽跟蹤對準(zhǔn)裝置的發(fā)電方 法，其特征在于在所述步驟(4)中，實時采集發(fā)電機(jī)氣腔內(nèi)的溫度時，斯特林發(fā)電機(jī)氣腔 內(nèi)布置N個熱電偶，N > 1，根據(jù)聚焦光斑其能量密度分布為正態(tài)分布，利用熱電偶采集光斑 的能量，當(dāng)聚焦光斑對準(zhǔn)發(fā)電機(jī)頭部時，熱電偶的信號大小與正態(tài)分布相吻合，并根據(jù)熱電 偶的分布情況對跟蹤進(jìn)行輔助調(diào)整。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于斯特林太陽能發(fā)電系統(tǒng)的太陽跟蹤對準(zhǔn)裝置的發(fā)電方法，其特征在于所述熱電偶為12個，呈十字型分布，每一分支上設(shè)置三個熱電偶。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于斯特林太陽能發(fā)電系統(tǒng)的太陽跟蹤對準(zhǔn)裝置的發(fā)電方 法，其特征在于根據(jù)熱電偶的分布情況對跟蹤進(jìn)行輔助調(diào)整過程中，采集水平方向六個熱 電偶的電壓值，以中心位置為原點擬合成正太分布曲線，確定最高點對應(yīng)x軸坐標(biāo)即為光 斑偏移的距離AX，根據(jù)AX的大小對水平方向跟蹤進(jìn)行輔助調(diào)整；或采集垂直方向六個熱 電偶的電壓值得到垂直方向光斑偏移的距離Ay，對垂直方向跟蹤進(jìn)行輔助調(diào)整。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于斯特林太陽能發(fā)電系統(tǒng)的太陽跟蹤對準(zhǔn)裝置與方法。該裝置包括斯特林發(fā)電機(jī)、太陽能聚光板、太陽位置傳感器、光強(qiáng)傳感器、風(fēng)速風(fēng)向傳感器、太陽能聚光板位置傳感器、處理器、驅(qū)動聚光板轉(zhuǎn)動的伺服電機(jī)、安裝聚光板和斯特林發(fā)電機(jī)的碟架，其工作過程為首先，開機(jī)檢測是否在正常的工作時間；其次，讀取光強(qiáng)傳感器信號，根據(jù)當(dāng)前光強(qiáng)給出開關(guān)機(jī)信號；最后，根據(jù)聚光板的當(dāng)前位置、太陽方位傳感器信號驅(qū)動電機(jī)帶動聚光板轉(zhuǎn)動，使聚焦光斑對準(zhǔn)斯特林發(fā)電機(jī)頭部。本發(fā)明實現(xiàn)了高效采集利用太陽能，并通過斯特林發(fā)電機(jī)將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，進(jìn)而大幅度提高斯特林太陽能發(fā)電裝置的性能。
文檔編號G05D3/12GK101859150SQ20101015198
公開日2010年10月13日 申請日期2010年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月20日
發(fā)明者周龍, 徐貴力, 曹傳東, 楊小偉, 鐘志偉, 魏許 申請人:南京航空航天大學(xué)