[实用新型]一种跟踪太阳运动的支架

说明书

技术领域

本实用新型涉及太阳能利用技术，尤其是一种跟踪太阳运动的支架。

背景技术

目前太阳能作为新能源领域最为清洁环保、安全廉价的能源受到世界各国的重视，应用规模迅速扩大。为了最大限度的吸收太阳辐射能，许多系统都采用太阳能接受器(可以是太阳能光伏电池板，也可以是太阳能集热器)跟踪太阳运动，使得受辐射面始终与太阳光线垂直，达到最大限度的吸收太阳的辐射能。但是现有的系统存在两个问题，一是为了充分利用太阳能跟踪器，而将固定太阳能接收器的支架做的很大，不但价格高，还给使用中的保养与维护带来困难；二是现有的跟踪装置精密度高，维护量大，维修困难。因此在小规模的应用中遇到一定困难，尤其是在家庭户用系统中难以普及。

发明内容

本实用新型将提供一种跟踪太阳运动的支架，可以用来固定太阳能接收器。太阳能接收器可以是太阳能光伏电池板，也可以是太阳能热利用使用的太阳能集热器(本方案图中以太阳能集热器为例)。这种跟踪太阳运动的支架有底盘和接收器支架体。太阳能接收器用活动轴固定在前支架面上，面向太阳。在支架底盘下有固定转轴和两个转轮，固定转轴用来支撑支架同时作为支架水平旋转的轴心。在另一端的两个转轮支撑着支架并可以驮着支架围绕固定转轴转动。这种转动用来跟踪太阳由东往西的运动。接收器支架的后面有支杆固定支撑在支架底盘上，支撑杆由两段组成，下段为一套管，上段为一丝杆，丝杆可以插入套管，在套管上端口有一和丝杆配合的螺母，转动螺母可以调节丝杆插入套管的长度，改变后支杆的总长度，调节前支杆的倾角，跟踪太阳运动高度角的变化。

本实用新型的运动控制采用时间控制。其实时间就是太阳运动的函数，在不同的季节、不同的时间、不同的地点太阳的方位角和高度角是固定的。

其中：太阳的高度角的表达式：

sinα_s＝sinφsinδ+cosφcosδcosω

式中：α_s为太阳高度角；φ为地理纬度；δ为太阳赤纬；ω为时角。

太阳的方位角的表达式：

sinγs=cosδsinωcosαs]]>

式中：γ_s为太阳方位角。

如北纬40°太阳高度角和方位角的日变化如下表：

可以看出，太阳运动引起的高度角和方位角变化，可以准确的计算出来。将太阳高度角和方位角的变化，按每天每间隔一定的时间的平均值以四舍五入的数值列表储存在微电脑控制器的储存芯片中。在微电脑控制器控制下，每隔一定时间控制器将读取一次储存芯片内与该时刻对应的太阳高度角和方位角的数值，并发出指令，启动支架水平旋转电机和支架后支杆驱动电机，支架将同时作水平旋转和仰角转动。这样一套微电脑控制器可以控制若干个支架同时运动，不但大大节约了投资，也减少了损坏的几率，减少了日常维护量。

在固定支架的地面上安装有带角度信号源的电磁铁，电磁铁按每间隔5度(也可以根据精度要求设定不同的角度)固定一个以固定转轴为圆心的弧形轨道上。在当微电脑控制器发出方位角度信号时，与之对应的电磁铁被充磁，支架上有一干簧管。当微电脑控制器根据储存的指令，对支架发出支架旋转的指令，开启旋转驱动电机电源的同时开启对应干簧管的充磁电源，支架旋转到干簧管与被充磁的电磁铁对应时，即支架已达到按时间设定位置，干簧管接收到信号，控制器切断该支架的驱动电源，支架停止运动。

在支架的底盘上设有一个弧形架，在弧形架上同样按每间隔5度(同样可以按精度需要设定度数)设置电磁铁。在接收器支架上设有干簧管。当微电脑控制器根据储存的指令，对接收器支架发出旋转的指令，开启旋转驱动电机电源的同时开启对应干簧管的充磁电源，接收器支架旋转到干簧管与被充磁的电磁铁对应时，即接收器支架已达到按时间设定的位置，干簧管接收到信号，控制器切断该支架的驱动电源，接收器支架停止运动。