[发明专利]一种新型太阳能用黄道跟踪器

说明书

技术领域

本发明属于太阳能利用应用技术领域，具体涉及一种新型太阳能用自动追踪装置，具体说是一种应用黄道跟踪技术的新型太阳能用黄道跟踪器。

背景技术

太阳能作为一种可持续利用的清洁能源，是理想的可再生能源。由于我国国土面积非常辽阔，太阳能资源相当丰富，且其分布范围广，全国2/3以上的地区的年辐射量大于5020MJ/m²，年日照数在2000h以上，因此，我国太阳能发电的发展潜力巨大。

目前，制约太阳能发电产业发展的主要因素是光电转换成本高、发电量波动大以及不适合于远距离输送。我国太阳能的利用，在近二十年发展得非常迅速，但与国外发达国家相比，我国的太阳能利用技术还比较落后，且太阳能利用的局限性很大。最大限度的提高太阳能的利用率的解决方案主要有两种：一是提高设备的能量接收率，二是提高太阳能设备的能量转换率。太阳能用自动跟踪装置就是建立在第二种方法之上，采用自动跟踪装置可延长太阳能发电时间，增加发电量，一定程度上减弱发电量的波动，降低太阳能发电成本，有效提高太阳能的利用率。

我国自1990年以来着手对太阳能跟踪系统进行研究，到目前为止国内已经有了一定的研究成果，并且这些研究成果已被投入实际太阳能电站工程中使用，但这些太阳能跟踪系统的造价颇高，且如果计入使得跟踪系统运行所消耗的电量，采用跟踪系统后的电站发电收益并没有比固定太阳能面板方向发电收益增加，所以在西北很多电站的跟踪系统都是停机不用的，这在某种程度上造成了很大浪费。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型太阳能用黄道跟踪器，其需具备成本低、各部件易批量生产、现场安装方便、运行可靠以及跟踪精度高等优点。

本发明提出的新型太阳能用黄道跟踪器，是一种模仿向日葵追踪太阳的仿生学结构设计装置，通过传感器组以及MCU的双向控制决策，驱动追踪执行机构，进行对黄道的实时跟踪，来使得聚光器的主光轴时刻对准太阳，以得到更高的太阳能热利用率。

本发明提出的新型太阳能用黄道跟踪器，包括支座、极轴传动机构、俯仰轴传动机构、太阳能电池面板支撑结构、电气设施以及太阳能电池面板21，其中：

支座包括底板1、加劲肋2、钢管柱3和柱端板4，底板1通过锚栓与地下基础连接，钢管柱3底端与底板1焊接连接，加劲肋2焊接在钢管柱3节点处用以加强柱脚节点，柱端板4焊接于钢管柱3顶端；

极轴传动机构包括俯仰轴5、蜗轮蜗杆电机组支撑板6、蜗轮蜗杆电机组7、极轴14和滑块13，蜗轮蜗杆电机组支撑板6通过俯仰轴与柱端板4铰接连接，蜗轮蜗杆电机组7通过螺栓安装在蜗轮蜗杆电机组支撑板6上，极轴14一端与蜗轮蜗杆电机组7连接，另一端插入滑块13中，蜗轮蜗杆电机组7从极轴14一端驱动其转动，用以控制太阳能电池面板21跟踪太阳的时角，极轴14另一端能够相对于滑块13滑动；

俯仰轴传动机构包括俯仰轴5、蜗轮丝杆升降机支撑板8、蜗轮丝杆升降机9、丝杆连接端板10、滑块旋转轴11、滑块端板12和滑块13，蜗轮丝杆升降机支撑板8与钢管柱3焊接连接，蜗轮丝杆升降机9通过螺栓连接在蜗轮丝杆升降机支撑板8上，蜗轮丝杆升降机9的丝杆顶端与丝杆连接端板10焊接连接，丝杆连接端板10与滑块端板12之间通过滑块旋转轴11连接，滑块13通过螺栓安装在滑块端板12上，蜗轮丝杆升降机9驱动丝杆连接端板10上下移动，丝杆连接端板10带动滑块13一边绕滑块旋转轴11转动一边沿着极轴14滑动，同时带动极轴14绕俯仰轴5转动，来控制太阳能电池面板21跟踪太阳的赤纬角；

太阳能电池面板支撑结构包括圆管梁节点板15、横向水平支撑角钢16、斜支撑角钢17和纵向水平支撑角钢18，圆管梁节点板15等距分布在极轴14上，并使用焊接连接，横向水平支撑角钢16以及斜支撑角钢17分别通过螺栓连接在圆管梁节点板15上，纵向水平支撑角钢18通过螺栓连接相互平行的横向水平支撑角钢16，太阳能面板21通过压块与纵向水平支撑角钢18链接；

电气设施包括第一步进电机701、第二步进电机901、光电传感器组19以及MCU控制器盒20；光电传感器组19安装在蜗轮蜗杆减速电机组7上，MCU控制器盒20安装在蜗轮蜗杆电机组支撑板6上；MCU控制器盒20内设有用于接收传感器组19信号的信号接收单元、MCU核心控制单元、时钟芯片以及信号输出单元。