[发明专利]旋转俯仰式太阳跟踪器

说明书

所属技术领域

本发明为一种旋转俯仰式太阳跟踪器，属于太阳能应用领域，用于太阳能集热、采热系统以及太阳能光伏发电系统对太阳能的跟踪采集，尤其是太阳能高倍率聚光采集系统不可或缺的实时动态跟踪设备。

背景技术

在全球化石能源即将枯竭的今天，太阳能的深度开发应用已被人们所关注。但以往人们仅在太阳能的低温应用领域上开发了一些基础产品，如太阳能热水器、太阳能光伏电池等对跟踪要求不高或基本无需跟踪的产品，并且，由于过去的太阳跟踪设备造价高昂、技术尚未成熟，所以跟踪技术没有得到广泛应用。今天，人们已深入到太阳能中、高温应用领域和高倍率聚光光伏应用领域的研究和开发，人们发现，由于太阳能的能流密度较低，属于低品位的热源，若要将其提升为中、高品位的热源，使之产生高温、高热和高光强，就得设法将太阳光进行高倍聚光，而一旦采用聚光手段，则离不开对太阳的高精度超广角的适时动态跟踪，这就对跟踪器提出了很高的要求。

在现有技术中，太阳跟踪器总是采用“旋转中柱+圆弧齿轮”的有如常见的卫星接收天线式的“枢轴驱动”式结构，导致设备结构宠大、造价高、抗风差、需大动力驱动，使之无法推广使用，给太阳能的高温应用造成了难以愈越的屏障。

发明内容

本发明的目的，就是为聚光太阳能集热系统以及光伏发电系统提供一种“边缘驱动”的结构方案，使之成为经济实用、性能可靠、易于实现、抗风能力强、使用方便的二座标、高灵敏度的太阳跟踪器，以保证太阳能采集系统的可靠、高效工作。

本发明的目的是通过以下方案实现的：

用一只二座标高精度太阳跟踪传感器1、一个刚性承物平台2、一套或一对电动推杆3、一套二路电器驱动系统4、一套电动水平旋转平台5，构成一套所述的旋转俯仰式太阳跟踪器；二座标高精度太阳跟踪传感器1安装在刚性承物平台2的迎光面上，一套或一对电动推杆3的下端铰接在电动水平旋转平台5的台面上，其上端的活动套与刚性承物平台2相铰联；电动水平旋转平台5的台面上还固接有一个或一对支脚，支脚上有一组同轴的铰支孔，刚性承物平台2的下腹部与这一铰支孔铰接，通过电动推杆3活动套的上下移动，可推动刚性承物平台2在电动水平旋转平台5的台面上绕其铰轴作90°以内的上下俯仰运动，再通过电动水平旋转平台5在水平方向上的转动，驮着刚性承物平台2对太阳运动作全方位跟踪，使其受光面始终迎着太阳。

二座标太阳跟踪传感器1内包含两对参数相同的光敏器件、一根四面带有反光镜面的矩形反光立柱、一个四棱锥台、一个遮光筒和一个底座，构成一个二座标的太阳跟踪传感器，两对光敏器件分别装贴在四棱锥台的四个斜面上，矩形反光立柱垂直立于四棱锥台的顶部平台上，其四侧的镜面反光面与四棱锥台的四个斜面分别一一对应，遮光筒与底板相连，处于本件的最底部。

二座标太阳跟踪传感器还可由二套具有以下特征的一座标宽域太阳跟踪传感器互成90°安装构成，每套一座标宽域太阳跟踪传感器包含：一对参数相同的光电池、一片双面反光镜片和一个等腰三角形支架，构成一个一座标的宽域太阳跟踪传感器，两片光电池分别装在等腰三角形支架的两个斜面上，双面反光镜片装在两片光电池外交角的平分线上。

二路电器驱动系统4内包含数个电压比较器或A/D转换器，将来自于二座标太阳跟踪传感器1的两对与光强成比例的电压信号或电流信号或阻值变化信号进行直接比较或经A/D转换后再行比较，检出超过设定阈值的差值信号，同时由相应的逻辑分析电路对设备的对日跟踪情况或对日、夜、阴、晴、风状况进行正确判断，再由功率放大电路分别驱动两套电动推杆3对受光面作出相应的姿位调整。

电动推杆3包含一组滑动套、一根带齿条或齿孔的长杆、一个带齿的驱动轮、一副蜗轮蜗杆减速机、一只电动机、一个铰支杆座，构成一套所述的电动推杆装置，铰支杆座与长杆铰接，长杆套装在滑套内，驱动轮安装在滑套的一侧并与长杆上的齿条或齿孔相啮合，驱动轮由蜗轮蜗杆减速机驱动，蜗轮蜗杆减速机由电动机带动，由于蜗轮蜗杆减速机的不可逆性，使得机构有良好的自琐性能，无论滑动套运行在长杆的任何位置上，均能可靠自琐，不致下滑。。

电动推杆还可以是电动丝杆-螺母式推杆或液压式推杆或链条回转式推杆，这些推杆可以单套独立使用于中小型轻载跟踪系统中，也可以多套成排联动使用于大型重载跟踪系统中。

电动水平旋转平台5由驱动系统6、芯轴7、固定压板11、底盘12、滚轮12构成，芯轴7与大地或建筑物固联，数个滚轮装13在底盘12下部周边，底盘的中心孔套入芯轴7中并可绕其旋转，芯轴的上端部有一能阻止中心孔从芯轴中脱出的固定压板11，驱动系统6可驱动底盘绕芯轴7旋转。