[发明专利]一种槽式太阳能集热器自动跟踪太阳轨迹的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种自动跟踪方法及装置，特别是一种槽式太阳能集热器自动跟踪太阳轨迹的方法及装置。

背景技术

在太阳能热发电系统中，将太阳的光能通过聚光，使其集中在一点或一条线上，在集中的一点或一条线上设置吸热器或集热管，对吸热器或集热管中的储热介质进行加热，再通过热交换将储热介质的热量传给做功介质，介质带动汽轮机做功发电。为了提高集热效率，首先要提高反射体的聚光性，另外还要保证反射体接收阳光面始终正对着太阳，这样就需要一个能够自动跟踪太阳的装置。

现有技术中，有采用机械传动技术的，其跟踪精度不高，且装置使用时间越长，跟踪误差越大；有仅采用光线跟踪装置的，阴天或光线不好时，槽式集热器不能使用；还有采用一些简单的控制技术等等，与本发明相比，在通用性、自动化程度、跟踪精度等方面有一定的局限性和差距。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种槽式太阳能集热器自动跟踪太阳轨迹的方法及装置，它可以不用人工干预，自动完成对太阳的跟踪，跟踪精度高，聚光性好，因此也可以大大的提高槽式太阳能集热器的集热效率。

本发明是按以下技术方案实现的。

本发明为一种槽式太阳能集热器自动跟踪太阳轨迹的方法，该方法是在槽式太阳能集热器上设置一个支点套管，将支点套管固定在基架的支承轴上，在支点套管上设置两个曲轴，通过日踪传感器或DPU控制器经液压控制装置控制两个液压缸推动或拉动两个曲轴绕支承轴旋转，调整槽式太阳能集热器的姿态。

上述的槽式太阳能集热器自动跟踪太阳轨迹的方法中，所述的日踪传感器用于有太阳的晴天控制槽式太阳能集热器的姿态；DPU控制器用于无太阳的阴天控制槽式太阳能集热器的姿态；DPU控制器还用于夜晚控制槽式太阳能集热器自动回位至太阳升起时的接收位置。

前述的槽式太阳能集热器自动跟踪太阳轨迹的方法中，所述的DPU控制器是一个DCS系统的分布处理单元，该单元根据给定的太阳仰角公式自动计算液压缸的伸缩量，为液压缸提供槽式太阳能集热器跟踪太阳轨迹运动的设定值，并将槽式太阳能集热器的实际位置值与设定值比较，根据比较结果通过调节液压缸的伸缩量使槽式太阳能集热器的姿态保持到精确的给定位置。

前述的槽式太阳能集热器自动跟踪太阳轨迹的方法中，所述的太阳仰角公式以日出方向的水平线为0度角；

太阳仰角公式为：

sin(h⊙)＝sin(δ)×sin(Φ)+cos(δ)×cos(Φ)×cos(τ)

式中：

h⊙：太阳高度角；

δ：太阳赤纬角；

δ＝23.45×sin(360×(284+n)/365)

n：积日，一年中的天数，从1月1日到要计算日的天数，即计算日的日期在当年内的顺序号；

Φ：地理纬度；

τ：太阳时角，以正午时，τ＝0计算。

前述的槽式太阳能集热器自动跟踪太阳轨迹的方法中，所述的槽式太阳能集热器为南北向放置，液压缸控制槽式太阳能集热器由东至西旋转，使槽式太阳能集热器的接收面始终正对着太阳。

按照前述的槽式太阳能集热器自动跟踪太阳轨迹的方法构建的一种槽式太阳能集热器自动跟踪太阳轨迹的装置，包括槽式反射镜，槽式反射镜的截面为弧形，槽式反射镜的焦点上设有集热管，集热管经支架与槽式反射镜连接；槽式反射镜固定在槽架上，槽架上设有支点套管，支点套管经支承轴与基架连接；支点套管上设有曲轴，曲轴经液压缸与基架连接。

上述的槽式太阳能集热器自动跟踪太阳轨迹的装置中，所述的支点套管上设有两个曲轴，两个曲轴分别经液压缸与基架连接。

前述的槽式太阳能集热器自动跟踪太阳轨迹的装置中，所述的液压缸与液压控制装置液压连接，液压控制装置与日踪传感器或DPU控制器通过智能测控装置电气连接。

本发明有如下技术优势：

1)可以全自动地、精确地跟踪太阳的运动轨迹，从而提高槽式太阳能集热器的集热效率。

2)由于本发明采用日踪传感器或DPU控制器作为太阳跟踪系统的控制，不但在有太阳的晴天槽式太阳能集热器可以正常工作，在并且在无太阳的阴天也能保证槽式太阳能集热器正常工作，在夜晚槽式太阳能集热器能够自动返回到早上开始接收阳光热能的初始状态。

3)由于采用了液压传动系统，提高了槽式太阳能集热器的跟踪精度和使用寿命。