槽式聚光型一維半太陽跟蹤器的制造方法
【專利摘要】槽式聚光型一維半太陽跟蹤器，方位角轉(zhuǎn)盤、聚光槽，其特征為：具有聚光槽高度手動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、聚光槽圓周運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述的聚光槽高度手動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)主要包括手輪螺桿、手輪螺母，所述的聚光槽圓周運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)主要包括蝸輪蝸桿傳動(dòng)構(gòu)件、步進(jìn)電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)控制器。本發(fā)明結(jié)構(gòu)比二維跟蹤器簡單，成本類似于一維跟蹤器，性能比二維跟蹤器差一些，但比一維跟蹤器強(qiáng)很多。本發(fā)明克服了目前二維跟蹤器機(jī)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高，而一維跟蹤機(jī)構(gòu)雖然結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低，但接收太陽能的量較低的缺點(diǎn)。
【專利說明】槽式聚光型一維半太陽跟蹤器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種槽式聚光型一維半太陽跟蹤器，屬于太陽能應(yīng)用系統(tǒng)中的集光及跟蹤裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽跟蹤器在太陽能應(yīng)用系統(tǒng)中占據(jù)重要位置，其目的是使太陽能集光器隨時(shí)對準(zhǔn)太陽光線，以達(dá)到更多接收太陽能的目的。
[0003]本裝置中涉及到兩方面的技術(shù):
第一，太陽能集光器。太陽能集光器的研究是太陽能應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)，有非聚光式和聚光式兩大類。每一類都有很多種形式。槽式聚光型集光器是當(dāng)前研究的主要種類，受到各方面的關(guān)注。
[0004]第二，跟蹤太陽的方式。以地平坐標(biāo)系來看，太陽相對于地面的運(yùn)動(dòng)可以用方位角和高度角綜合表征。因此跟蹤太陽也可以從這兩方面著手。目前研究和應(yīng)用比較普遍的是采用二維跟蹤器，亦所謂雙軸跟蹤器。二維跟蹤器的特點(diǎn)是跟蹤準(zhǔn)確度高，但機(jī)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高。隨著槽式集光器的出現(xiàn)，現(xiàn)在研發(fā)一維跟蹤也是熱點(diǎn)。其原理是方位角方向采用不跟蹤，而只作高度角跟蹤。亦就是說，槽式聚光在東西方向固定，即從早到晚不跟蹤太陽，只有中午12點(diǎn)時(shí)才可真正對準(zhǔn)太陽；而在高度角方面采用自動(dòng)跟蹤。這種裝置比二維跟蹤結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低，但接收太陽能的量也會(huì)降低，其原因是早、晚時(shí)太陽相對于中午在方位角方面傾斜較大，曲面反射損失較大。
[0005]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)制造槽式聚光型一維半太陽跟蹤器，以克服目前二維跟蹤器機(jī)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高，而一維跟蹤機(jī)構(gòu)雖然結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低，但接收太陽能的量較低的缺點(diǎn)。
[0006]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:槽式聚光型一維半太陽跟蹤器，包括帶中心軸的方位角轉(zhuǎn)盤5、設(shè)置在方位角轉(zhuǎn)盤5上并內(nèi)置聚光鏡4的聚光槽3，其特征為:具有與聚光槽3和方位角轉(zhuǎn)盤5相連的聚光槽高度手動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)方位角轉(zhuǎn)盤5作圓周運(yùn)動(dòng)的聚光槽圓周運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述的聚光槽高度手動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)主要包括頂點(diǎn)與聚光槽3相連的手輪螺桿1、與手輪螺桿I相配合的手輪螺母2，所述的聚光槽圓周運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)主要包括能驅(qū)動(dòng)方位角轉(zhuǎn)盤5的蝸輪蝸桿傳動(dòng)構(gòu)件8、驅(qū)動(dòng)蝸輪蝸桿傳動(dòng)構(gòu)件8轉(zhuǎn)動(dòng)的步進(jìn)電機(jī)7和控制步進(jìn)電機(jī)?的步進(jìn)電機(jī)控制器6。
[0007]方位角轉(zhuǎn)盤5為矩形或圓形。
[0008]方位角轉(zhuǎn)盤5底部固定有軸承套件9。
[0009]方位角轉(zhuǎn)盤5底部設(shè)置圓周輪10。
[0010]采取以上措施的本發(fā)明，結(jié)構(gòu)比二維跟蹤器簡單，成本類似于一維跟蹤器，性能比二維跟蹤器差一些，但比一維跟蹤器強(qiáng)很多。本發(fā)明克服了目前二維跟蹤器機(jī)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高，而一維跟蹤機(jī)構(gòu)雖然結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低，但接收太陽能的量較低的缺點(diǎn)。
[0011] 以下再結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳述。[0012]【專利附圖】

【附圖說明】:
附圖1為本發(fā)明(實(shí)施例)的結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖標(biāo)記說明:手輪螺桿1、手輪螺母2、聚光槽3、聚光鏡4、方位角轉(zhuǎn)盤5、步進(jìn)電機(jī)控制器6、步進(jìn)電機(jī)7、蝸輪蝸桿傳動(dòng)構(gòu)件8、軸承套件9、圓周輪10。
[0013]【具體實(shí)施方式】:
本發(fā)明主要包括帶中心軸的方位角轉(zhuǎn)盤5、設(shè)置在方位角轉(zhuǎn)盤5上的聚光槽3、與聚光槽3和方位角轉(zhuǎn)盤5相連的聚光槽高度手動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)方位角轉(zhuǎn)盤5作圓周運(yùn)動(dòng)的聚光槽圓周運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，聚光槽高度手動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)主要包括頂點(diǎn)與聚光槽3相連的手輪螺桿1、與手輪螺桿I相配合的手輪螺母2，聚光槽圓周運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)主要包括能驅(qū)動(dòng)方位角轉(zhuǎn)盤5的蝸輪蝸桿傳動(dòng)構(gòu)件8、驅(qū)動(dòng)蝸輪蝸桿傳動(dòng)構(gòu)件8轉(zhuǎn)動(dòng)的步進(jìn)電機(jī)7和控制步進(jìn)電機(jī)7的步進(jìn)電機(jī)控制器6。方位角轉(zhuǎn)盤5為矩形或圓形。方位角轉(zhuǎn)盤5底部固定有軸承套件9。方位角轉(zhuǎn)盤5底部設(shè)置圓周輪10。聚光鏡4安裝在聚光槽3內(nèi)。
[0014]附圖1給出了本發(fā)明實(shí)施例的具體結(jié)構(gòu)。帶中心軸的方形方位角轉(zhuǎn)盤5，插入軸承套件9的內(nèi)圈，軸承內(nèi)圈轉(zhuǎn)動(dòng)，外圈固定。方位角轉(zhuǎn)盤5四角安裝圓周輪10在地面滾動(dòng)。聚光槽圓周運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)原理為:步進(jìn)電機(jī)控制器6按一定的算法，自動(dòng)控制步進(jìn)電機(jī)7轉(zhuǎn)動(dòng)，通過齒輪嚙合、蝸輪蝸桿傳動(dòng)構(gòu)件8，帶動(dòng)方位角轉(zhuǎn)盤5按照每小時(shí)15度的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)太陽方位角的自動(dòng)跟蹤。其轉(zhuǎn)臺(tái)平面則為聚光槽高度手動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的底座，聚光槽3安裝在高度角支架上。轉(zhuǎn)動(dòng)手輪螺桿I在手輪螺母2中旋轉(zhuǎn)即可調(diào)節(jié)聚光槽3的高度，即是聚光槽3與方位角轉(zhuǎn)盤5之間的角度。
[0015]實(shí)施例的方位角轉(zhuǎn)盤5由角鋼和四只圓周輪10組成，角鋼支架和圓周輪10固聯(lián)，可以在地面上進(jìn)行水平轉(zhuǎn)動(dòng)。以方位角轉(zhuǎn)盤5中心為基準(zhǔn)，在地面鋪設(shè)水平水泥墩臺(tái)面，設(shè)置容下圓周輪10的導(dǎo)向槽，用來對圓周輪10進(jìn)行導(dǎo)向，使方位角轉(zhuǎn)盤5穩(wěn)定地作圓周運(yùn)動(dòng)。
[0016]方位角轉(zhuǎn)盤5和聚光槽3用角鋼及螺栓螺母剛性聯(lián)接起來，方位角轉(zhuǎn)盤5在電機(jī)帶動(dòng)下，以方位角規(guī)律轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)聚光槽3也同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0017]本發(fā)明應(yīng)用曲面反射原理及槽式拋物線聚光原理。太陽光近似為一種平行光。平行光遇到平面時(shí)，在入射光與平面法線組成的平面內(nèi)進(jìn)行反射，入射角等于反射角。太陽光投向曲面也具有相同的性質(zhì)，即入射光和曲面的法線組成一個(gè)平面，反射光在此平面內(nèi)與入射光相對于曲面法線對稱。
[0018]本發(fā)明應(yīng)用的蝸輪蝸桿傳動(dòng)構(gòu)件8、步進(jìn)電機(jī)7和控制步進(jìn)電機(jī)7的步進(jìn)電機(jī)控制器6都有現(xiàn)成商品，聚光鏡4為現(xiàn)時(shí)常用的各種聚光曲面，因此實(shí)施本發(fā)明并不困難。
【權(quán)利要求】
1.槽式聚光型一維半太陽跟蹤器，包括帶中心軸的方位角轉(zhuǎn)盤(5)、設(shè)置在方位角轉(zhuǎn)盤(5)上并內(nèi)置聚光鏡(4)的聚光槽(3)，其特征為:具有與聚光槽(3)和方位角轉(zhuǎn)盤(5)相連的聚光槽高度手動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)方位角轉(zhuǎn)盤(5)作圓周運(yùn)動(dòng)的聚光槽圓周運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述的聚光槽高度手動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)主要包括頂點(diǎn)與聚光槽(3)相連的手輪螺桿(I)、與手輪螺桿(I)相配合的手輪螺母(2)，所述的聚光槽圓周運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)主要包括能驅(qū)動(dòng)方位角轉(zhuǎn)盤(5 )的蝸輪蝸桿傳動(dòng)構(gòu)件(8 )、驅(qū)動(dòng)蝸輪蝸桿傳動(dòng)構(gòu)件(8 )轉(zhuǎn)動(dòng)的步進(jìn)電機(jī)(7 )和控制步進(jìn)電機(jī)(7)的步進(jìn)電機(jī)控制器(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽跟蹤器，其特征為:方位角轉(zhuǎn)盤(5)為矩形或圓形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽跟蹤器，其特征為:方位角轉(zhuǎn)盤(5)底部固定有軸承套件(9)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽跟蹤器，其特征為:方位角轉(zhuǎn)盤(5)底部設(shè)置圓周輪(10)。
【文檔編號(hào)】G05D3/00GK103914079SQ201310005386
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年1月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月8日
【發(fā)明者】李成貴, 劉振華, 劉源恭 申請人:北京航空航天大學(xué)北海學(xué)院