[发明专利]一种太阳能集热槽一维跟踪太阳位置的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种跟踪方法及装置，特别是关于一种太阳能集热槽一维跟踪太阳位置的方法及装置。

背景技术

随着全球化石能源的日益减少，新能源的开发利用已成为各国政府发展的重点。太阳能的热利用是一种新能源的发展方向，可以用于光热发电、海水淡化、室内空调等。太阳能集热槽作为太阳能热利用的一种有效设备，已经逐步被人们认识和使用。太阳能集热槽是通过抛物型反光镜将太阳光汇聚到焦点位置的集热管上，集热管内的导热油再将热量交换给其他使用对象。太阳能集热槽的工作前提是必须正面接收平行光，时刻跟踪着太阳，跟踪精度越高集热效率越高，因此高精度太阳位置传感器是太阳能集热槽必备的器件。现在有多种太阳位置传感器方案，中国专利申请号为98243772.2公开了一种利用两块成一定角度的电池板受光角度不一致引起电位差，经驱动电路驱动电机的光源跟踪探测器；其不足之处是很难兼顾光强的大范围变化。中国专利申请号分别为00219971.8和200510120837.0都公开了一种四象限光伏探测器加相交挡光板的太阳光跟踪传感器，根据四象限光伏探测器电压的变化探知太阳位置的变化；其不足之处是挡光板的高度有限引起传感器精度不高。中国专利申请号为200420055112.9公开了一种在一个带孔的方盒子的四边安放光感应元件的太阳光跟踪传感器，其不足之处是结构复杂，并且也存在很难兼顾光强的大范围变化的问题。中国专利申请号为20010123085.7公开了一种基于PSD的全自动高精度太阳跟踪装置，其不足之处是结构过于复杂。综上所述，现有的太阳位置传感器一是很难满足太阳能集热槽跟踪精度的要求，二是很难适应大范围的太阳光强变化。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够满足大范围太阳光强变化，且跟踪精度高的太阳能集热槽一维跟踪太阳位置的方法及装置。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种太阳能集热槽一维跟踪太阳位置的方法，它包括以下步骤：1）在太阳能集热槽的中心转轴上设置一电路板，在电路板的正面设置一组4块以上垂向排列的光电池，在电路板的背面设置有控制系统；2）安装校正时，所述光电池组的位置要满足：当太阳能集热槽的开口正对太阳时，集热管阴影的中心线恰与所述光电池组的中心线重合，且所述光电池组的中心线两侧各自有至少有一块光电池被太阳全照射，至少有一块光电池被集热管阴影全遮挡，且所述光电池组中心线两侧的光电池输出的信号相同；3）当太阳位置发生偏移时，所述集热管阴影的中心线会偏离所述光电池组的中心线，引起所述光电池组中心线两侧的光电池输出的信号产生差异；4）所述控制系统对所述光电池组中心线两侧光电池输出的信号进行处理后，计算出太阳能集热槽的中心转轴需要转动的角度，并发送给执行机构。

所述步骤4）中，所述控制系统对所述光电池组中心线两侧光电池输出的信号进行的处理，包括将每一所述光电池输出的电流经与其对应的电流电压转换电路，转换成与所述输出电流成比例的电压后，依序经一模拟开关电路后输入一运算放大电路进行放大，再输入一CPU模块；由所述CPU模块计算出太阳能集热槽的中心转轴需要转动的相应角度，并发送给执行机构。

实现上述方法的一种太阳能集热槽一维跟踪太阳位置的装置，它包括一外壳，所述外壳内设置有一电路板，所述电路板的正面设置有一组4块以上垂向排列的光电池，且当太阳能集热槽的开口正对太阳时，集热管阴影的中心线恰与所述光电池组的中心线重合；所述电路板的背面设置有控制系统，当太阳位置发生偏移时，所述控制系统根据接收的所述光电池信号，计算出太阳能集热槽的中心转轴需要转动的角度，并发送给执行机构。

所述控制系统包括与每一所述光电池对应的一电流电压转换电路，一模拟开关电路，一可变放大倍数的运算放大电路和一带A/D转换电路的CPU模块；各所述光电池输出的电流信号经与其对应的所述电流电压转换电路，转换成与所述输出电流成比例的电压后，依序经所述模拟开关电路输入所述运算放大电路进行放大，再输入所述CPU模块；由所述CPU模块计算出太阳能集热槽的中心转轴需要转动的相应角度并发送给执行机构。

所述外壳采用减光玻璃制成的一个防水盒。

所述光电池的数量为6块，且分成上、下两部分间隔排列。

所述光电池的数量为4块，且分成上、下两部分间隔排列。

所述光电池的数量为连续排列的8块。