[实用新型]一种聚光太阳能追日装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及聚光太阳能领域，尤其涉及聚光太阳能发电中的太阳光跟踪控制技术，具体涉及一种聚光太阳能追日装置。

背景技术

随着社会的发展，人类对能源，尤其是绿色能源的需求急剧增长，太阳能是目前受到重视的绿色能源，各种太阳能收集技术和设备越来越多地被投入使用，同时也出现了一种辅助装置，能够使太阳能收集设备跟随太阳运动，以提高太阳能收集效率。

然而目前出现的各种太阳跟踪装置均直接从检测光的角度出发思考和解决问题，使用小孔透光，并使用多晶硅太阳能电池板、光电二极管或光敏电阻等检测器件，这些检测器件均由感光材料制成，随接收光照强度不同它们输出不同的电压或者表现出不同的电阻值，通过检测这些变化可以获得光照强度变化的信息，从而获得追日误差信息，配合适当的控制器可使太阳能收集设备跟随太阳运动。

根据上述原理新制成或经过仔细调试的追日装置可以保持比较高的追日精度，但是经过一段时间的运行后追日精度会明显下降，导致太阳能收集效率的下降。其原因之一是，上述那些制作传感器的感光材料稳定性不够，尤其是在室外工作，烈日暴晒时环境温度可达数十度，夜晚则只有几度甚至零下多少度，随着时间的推移材料的输出特性逐步劣化，而且不同的两片材料劣化的速率并不一致，导致参数本应该相等的两片材料的参数有了较大的差距，最终导致传感器追日检测的精度越来越差；原因之二是，为了保证检测的精度，一般将小孔的尺寸做得很小，导致灰尘的影响很大，且小孔只能透下很少的光线，检测的信号强度很微弱；原因之三是，机械结构随着温度变化有热胀冷缩，且长期运行有机械磨损，这样导致同样的控制命令得到的执行结果并不一样。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的上述缺点，改变思路，虽然目标是追踪太阳，但不是直接去检测太阳光，而是通过检测太阳辐射的热来间接地检测太阳光照方向。

技术方案具体描述如下：

一种聚光太阳能追日装置，包括依次连接的追日传感器、放大电路、A/D数据采集电路、控制电路和执行机构。

包括以铂材料制成的热传感器，所述热传感器两两成对布置，与精密电阻构成电桥结构，所述精密电阻包括精密固定电阻和精密可调电阻；成对布置的热传感器用于检测南北或东西方向的追日误差，有误差时一个热传感器的阻值变大，而另一个热传感器的阻值变小，电桥结构将这种变化转换成电压信号输出。

所述的热传感器由细铂丝在绝缘、耐热的细棒上绕成螺线型而制成；且制成的热传感器包括直线型或圆弧型。

所述的热传感器在聚光太阳能发电系统中，为4只直型传感器，按正方形布置于光伏芯片的四周，且在一个平面上。

所述的热传感器在有二次匀光器的聚光太阳能发电系统中，为4只圆弧的圆弧型传感器，布置于二次匀光器上方，且在一个平面上。

所述的4只热传感器分别为A、B、C、D；A、C相对布置，用于测量南北方向的追踪误差，传感器B、D相对布置，用于测量东西方向的追踪误差；RA、RB、RC、RD分别代表热传感器A、B、C、D的电阻值，R1、R2为精密固定电阻，RX1、RX2为精密可调电阻；

R1、RX1、RA、RC构成一个平衡电桥，串联的R1、RX1与串联的RA、RC并联；

R2、RX2、RB、RD构成另一个平衡电桥，串联的R2、RX2与串联的RB、RD并联；

两个平衡电桥并联，分别接稳定的直流电源。

还包括有6个连接端子1、2、3、4、5、6，其中2端子从RA、RC之间引出，3端子从R1、RX1之间引出，4端子从RB、RD之间引出，5端子从R2、RX2之间引出；1、6端子之间接稳定的直流电源，从2、3端子输出检测到的南北方向追日误差信号，从4、5端子输出东西方向的追日误差信号。

所述执行机构包括步进电机、水平和垂直两个运动轴，步进电机接收控制电路的指令，带动两个运动轴分别进行水平和垂直转动。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点和有益效果：

追日传感器采用的核心传感器以铂材料制成，铂具有化学稳定性高(除王水以外不受酸碱腐蚀)、抗氧化性强、热膨胀系数小、热电稳定性强等优点，而且铂的电阻值与其温度有固定的关系，尤其适合于测量温度，目前大量测温元件均为铂材料制成，比如PT10、PT100、PT1000等。

在本实用新型中，利用了聚光太阳能发电系统自身的聚光透镜或反射镜聚集的太阳光进行追日误差检测，由于透镜或反射镜的面积很大，检测受灰尘的影响很小，且能够获得比较大的信号保证检测精度。