專利名稱：一種基于角度檢測模式的太陽能槽式系統(tǒng)跟蹤裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種跟蹤裝置，特別涉及一種基于角度檢測模式的太陽能槽式系統(tǒng)跟蹤裝置，屬于太陽能利用跟蹤技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
能源是人類生存和賴以發(fā)展的基礎(chǔ)，然而在人類社會的發(fā)展過程中，在過去的幾百年里，消耗了大量的不可再生化石能源，而且即將被耗盡，因此世界眾多國家都在大力發(fā)展可再生能源，可再生能源包括太陽能、生物質(zhì)能、地?zé)崮堋L(fēng)能、水能、海洋能等。經(jīng)測算表明到2015年，通過可再生能源的開發(fā)利用，將會減少數(shù)千萬噸污染物的排放。其中太陽能又具有普遍、無害、巨大、長久等優(yōu)點(diǎn)，太陽每年送給地球的輻射能相當(dāng)于人類消耗能源總和的一萬倍。因此太陽能的開發(fā)與利用是實(shí)現(xiàn)能源可持續(xù)發(fā)展最為直接的方式之一，對全球能源短缺和改善環(huán)境具有積極重要的意義。雖然太陽能資源如此豐富，無需運(yùn)輸，免費(fèi)使用，對環(huán)境無任何污染，但是太陽能的能流密度低，而且其強(qiáng)度受各種天氣因素的影響而變化。因此，如何提高太陽能的轉(zhuǎn)換效率成為太陽能有效利用的一大難題。為提高太陽能轉(zhuǎn)換利用效率，在太陽能光伏光熱轉(zhuǎn)換時采用跟蹤裝置是一種有效的方法。在太陽能系統(tǒng)研究中，采用跟蹤裝置的系統(tǒng)主要有槽式系統(tǒng)、蝶式系統(tǒng)、塔式系統(tǒng)，其中槽式系統(tǒng)研究最為廣泛，技術(shù)也最為成熟，已在諸多國家進(jìn)行商業(yè)化運(yùn)行。而在槽式系統(tǒng)運(yùn)行過程中，跟蹤裝置的精度直接影響系統(tǒng)的效率。傳統(tǒng)的自動跟蹤方式主要有程序跟蹤、傳感器跟蹤。由于太陽在天空中運(yùn)行時并非勻速圓周運(yùn)動，且每天都不一樣，因此使用程序跟蹤時，由于齒輪之間的傳動會產(chǎn)生的累計(jì)誤差，從而導(dǎo)致跟蹤超前或滯后；使用傳感器跟蹤容易受到天氣變化的影響，尤其是云朵的影響較大，導(dǎo)致跟蹤裝置錯誤的跟蹤。因此將程序跟蹤和傳感器跟蹤結(jié)合起來可以有效的避免累積誤差和錯誤跟蹤，但現(xiàn)有的綜合考慮程序跟蹤和傳感器跟蹤的跟蹤裝置只是機(jī)械的將兩者相結(jié)合，從而導(dǎo)致了硬件設(shè)備復(fù)雜，成本較高，且系統(tǒng)維修頻繁。針對上述跟蹤裝置所存在的問題，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)一種基于角度檢測模式的太陽能槽式系統(tǒng)跟蹤裝置，基于角度傳感器檢測太陽能槽式系統(tǒng)傾角的基本原理，并與單片機(jī)編程計(jì)算的太陽高度角和方位角進(jìn)行實(shí)時對比，將程序跟蹤和傳感器跟蹤進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)太陽能槽式系統(tǒng)實(shí)時跟蹤太陽的目的。且跟蹤速度快、精度高、結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有的太陽能槽式系統(tǒng)跟蹤裝置的不足，提供一種基于角度檢測模式的太陽能槽式系統(tǒng)跟蹤裝置，將程序跟蹤和傳感器跟蹤進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，且跟蹤速度快、精度高、結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉。本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案完成:一種基于角度檢測模式的太陽能槽式系統(tǒng)跟蹤裝置，包括一大齒輪，大齒輪的中間位置有一太陽能槽式系統(tǒng)轉(zhuǎn)軸連接孔，在槽式系統(tǒng)轉(zhuǎn)軸連接孔上部還有一傾角傳感器，大齒輪還與一小齒輪連接，小齒輪的中間位置與步進(jìn)電機(jī)相連接。工作原理:步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動,從而帶動小齒輪的轉(zhuǎn)動，小齒輪的轉(zhuǎn)動又帶動大齒輪的轉(zhuǎn)動,大齒輪的轉(zhuǎn)動帶動了太陽能槽式系統(tǒng)轉(zhuǎn)軸連接孔轉(zhuǎn)動的同時，還使得傾角傳感器也一起跟著轉(zhuǎn)動，程序會檢測傾角傳感器的角度，當(dāng)檢測到與太陽時對應(yīng)的角度時，程序會控制步進(jìn)電機(jī)停止工作，從而達(dá)到準(zhǔn)確跟蹤，當(dāng)下一時刻到來時，步進(jìn)電機(jī)又開始轉(zhuǎn)動，程序會再次檢測重復(fù)運(yùn)行。到傍晚日落時分，程序會主動放棄跟蹤，將槽式系統(tǒng)回正到零傾角位置，早晨日出時分，程序會主動跟蹤太陽，開始一天的太陽跟蹤。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn):1、在判斷跟蹤位置時，使用時序判斷，并采用的是角度傳感器進(jìn)行檢測，不需依靠太陽光來被動的檢測太陽在天空中的位置，從而避免了太陽光的不穩(wěn)定的影響。2、跟蹤裝置可以放置在保護(hù)箱內(nèi)，避免了戶外不穩(wěn)定的環(huán)境和天氣因素的影響，從而跟蹤裝置可以長時間的穩(wěn)定運(yùn)行。3、在檢測跟蹤位置時，使用的是傾角傳感器，且結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，性能穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)緊湊，安裝方便。


:圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
:本基于角度檢測模式的太陽能槽式系統(tǒng)跟蹤裝置，包括一大齒輪3，大齒輪3的中間位置有一太陽能槽式系統(tǒng)轉(zhuǎn)軸連接孔1，在槽式系統(tǒng)轉(zhuǎn)軸連接孔I上部還有一傾角傳感器2，大齒輪3還與一小齒輪5連接，小齒輪5的中間位置與步進(jìn)電機(jī)4相連接。實(shí)施例1基于角度檢測模式的太陽能槽式系統(tǒng)跟蹤裝置正常工作模式:工作時步進(jìn)電機(jī)
(4)的轉(zhuǎn)動,從而帶動小齒輪(5)的轉(zhuǎn)動,小齒輪(5)的轉(zhuǎn)動又帶動大齒輪(3)的轉(zhuǎn)動,大齒輪(3)的轉(zhuǎn)動帶動了太陽能槽式系統(tǒng)轉(zhuǎn)軸連接孔(I)轉(zhuǎn)動的同時，還使得傾角傳感器(2)也一起跟著轉(zhuǎn)動，程序會檢測傾角傳感器(2)的角度，當(dāng)檢測到與太陽時對應(yīng)的角度時，程序會控制步進(jìn)電機(jī)(4)停止工作，從而達(dá)到準(zhǔn)確跟蹤，當(dāng)下一時刻到來時，步進(jìn)電機(jī)(4)又開始轉(zhuǎn)動，程序會再次檢測重復(fù)運(yùn)行。實(shí)施例2基于角度檢測模式的太陽能槽式系統(tǒng)跟蹤裝置早晚工作模式:到傍晚日落時分，程序會檢測到日落時間，從而主動放棄跟蹤，并將槽式聚光系統(tǒng)回正到零傾角；在早晨日出時分，程序同樣會檢測到日落時間，從而主動跟蹤太陽，開始一天的太陽跟蹤。
權(quán)利要求1.一種基于角度檢測模式的太陽能槽式系統(tǒng)跟蹤裝置，其特征在于它由太陽能槽式系統(tǒng)轉(zhuǎn)軸連接孔(I)、傾角傳感器(2)、大齒輪(3)、步進(jìn)電機(jī)(4)、小齒輪(5)組成，工作時步進(jìn)電機(jī)(4)的轉(zhuǎn)動，從而帶動小齒輪(5)的轉(zhuǎn)動，小齒輪(5)的轉(zhuǎn)動又帶動大齒輪(3)的轉(zhuǎn)動，大齒輪(3)的轉(zhuǎn)動帶動了太陽能槽式系統(tǒng)轉(zhuǎn)軸連接孔(I)轉(zhuǎn)動的同時，還使得傾角傳感器(2)也一起跟著轉(zhuǎn)動，程序會檢測傾角傳感器(2)的角度，當(dāng)檢測到與太陽時對應(yīng)的角度時，程序會控制步進(jìn)電機(jī)(4)停止工作，從而達(dá)到準(zhǔn)確跟蹤，當(dāng)下一時刻到來時，步進(jìn)電機(jī)(4)又開始轉(zhuǎn)動，程序會再次檢測重復(fù)運(yùn)行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于角度檢測模式的太陽能槽式系統(tǒng)跟蹤裝置，具備日落時主動放棄跟蹤太陽，日出時主動跟蹤太陽功能。
專利摘要本實(shí)用新型是一種基于角度檢測模式的太陽能槽式系統(tǒng)跟蹤裝置，包括一大齒輪，大齒輪的中間位置有一太陽能槽式系統(tǒng)轉(zhuǎn)軸連接孔，在槽式系統(tǒng)轉(zhuǎn)軸連接孔上部還有一傾角傳感器，大齒輪還與一小齒輪連接，小齒輪的中間位置與步進(jìn)電機(jī)相連接。本實(shí)用新型將程序跟蹤和傳感器跟蹤進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)太陽能槽式系統(tǒng)實(shí)時跟蹤太陽的目的，且跟蹤速度快、精度高、結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉。
文檔編號G05D3/12GK202948330SQ20122057805
公開日2013年5月22日 申請日期2012年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月6日
發(fā)明者李明, 陳飛, 季旭, 吳奇, 陳燕鵬, 宋喬剛, 楊虎 申請人:云南師范大學(xué)