[其他]反射式太阳跟踪系统

说明书

本发明涉及一种反射式太阳跟踪系统，这种系统用于将太阳光线反射到太阳能收集器。当太阳跨越天空运动时，该系统对太阳跟踪，使光线总是反射到收集器。

海哲（Hedger）的第4063543号美国专利给出了一种反射式太阳跟踪系统。这一系统中装有一个主反射镜，既可在南／北方向，又可在东／西方向运动。来自主反射镜的反射光线经由第二个反射镜，即副反射镜，射到一个位置探测靶上，从而控制主反射镜的运动。当光线反射到靶的中间部位时，主反射镜被置位，引导光线射入收集器。当光线偏离靶的中间部位时，主反射镜在一个或两个方向上被重新置位，直至光线又射入收集器。

在现有技术的太阳能收集装置中，已有很多伺服控制跟踪装置。然而，它们大多是应用在运动整个收集器阵列，而不是运动遥控靶的反射器装置那样的系统中，而运动反射器装置具有诸如重量轻，灵活机动，运动反射部件的低功率要求，而较重的收集器阵列仍保持静止等等一系列优点，整个收集器阵列为可运动的装置的一个例子是拉塞尔（Russell）的4290411。固定式收集器和可运动反射镜的优点在海哲的技术之前已被认识到，海哲系统包括一外加瞄准反射镜的子系统。这种系统的缺点是校准困难，由此可干扰跟踪作用，并且在海哲系统中包括主反射镜及子系统瞄准反射镜两种校准，这一问题被复合起来。本发明通过改进系统稳定性，简化跟踪测定，以及不经过大的干涉式调整，改进太阳处于任何区域的可工作性等，来设法减少校准误差。

本发明的一个目的是提供一种反射式太阳跟踪系统，可以自动跟踪太阳，维持其位置总是使太阳光线入射到太阳能收集器。

本发明的另一个目的是提供这样一种系统，其结构及操作均较简单并有简单的或操作（运算）测定。

根据本发明，提供了一种太阳跟踪系统，适用于将太阳光反射到远处一个静止的太阳能收集器，该系统包括：一个反射器，将太阳光反射到收集器，一个装配组件，相对于收集器可运动地安装反射器，一个感测器装置，指向太阳并感测太阳在高度及水平位置上的变化，并产生相应这种变化的控制信号，以及一个驱动机械，与感测器装置及反射器实行工作连接，相应于控制信号驱动它们，使感测器装置跟踪太阳，使反射器运动，维持在一个位置，总是将太阳光反射到收集器。反射器安装在装配组件上，绕指向收集器的第一个轴线转动，并可绕与第一轴线垂直的第二个轴线转动，以控制反射器的俯仰度。感测器装置也安装在装配组件上，其指向可绕第一轴线转动，以控制其方位角指向，并可绕垂直于第一轴线的轴运动，以控制其俯仰指向。

这样，即使它们跟踪太阳的运动不同，反射器和感测器装置可通过一个指向收集器的第一转动轴线，安装在同一个装配组件上，它们的运动是不同的，这是由于，在反射式太阳跟踪系统中，感测器装置必须运动以便总是指向太阳，而反射器则必须运动以便指向太阳和收集器之间的角度中点。在这一点，太阳光反射到收集器。

如果太阳仅仅在通过太阳中心点，收集器中心点及运动的反射镜的中心点或聚焦点这三点的一个平面内作高度方向的运动，则适当校准反射装置以补偿太阳运动的计算会很简单，这时，反射镜的角运动为太阳角运动的一半，这是由于，反射角等于入射角。例如，如果太阳在这个平面内变化两度角，则反射镜只需运动一度角，因为这时反射角及入射角变化一度，总起来有两度角的补偿。然而，由于太阳的水平高度同时变化，由太阳反射器在各个反射点形成的平面朝向是变化的。本发明的系统试图通过首先转动整个中心，使反射平面与太阳的新位置校准，以便保持在高度方向上1／2角调整的简单关系。在概念上可分解成两种调整去理解本装置的结构。反射平面的第一种转动，其转动角等于这个反射平面的角运动；在该平面内的第二种调整，它是太阳俯仰角变化的一半。第一个角可通过转动反射镜补偿，第二个角可通过调整反射镜倾斜1／2角度补偿。

在本发明的一个最佳实施例中，装配组件的走向沿着第一轴线通过反射器的中心点，并且包括一个可绕第一轴线转动的部件。反射器和感测器装置安装在转动部件上。一个反射器的装配柄横向穿过转动部件沿第二轴线延伸。绕装配柄的转动控制反射器的俯仰度，转动部件的旋转控制反射器的方位角指向，感测器装置沿着垂直于转动部件和感测器指向的一个安装轴装在转动部件上，感测器装置可绕安装轴转动，以控制其俯仰度，转动部件本身绕第一轴线的转动控制感测器装置的水平方位。