[实用新型]一种无线控制的聚光型集热器级联型太阳能系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及太阳能利用技术，具体来说，是一种太阳能高能供热系统。

背景技术

能源的相对短缺及其在能源开发与利用过程中的低效率及所造成的环境污染正成为我国经济与社会可持续发展的重要制约因素。目前就全国而言，急需发展低成本的、方便的新技术来利用新能源，以适应不同地区的需要，节约能源，减少污染。新能源要同时符合两个条件一是蕴藏丰富，不会枯竭二是安全、干净，不会威胁人类和破坏环境。科学研究表明，照射在地球上的太阳能非常巨大，大约40分钟照射在地球上的太阳能，便足以供全球人类一年能量的消费。可以说，太阳能是真正取之不尽、用之不竭的能源。而且太阳能发电绝对干净，不产生公害，完全符合当前全球能源危机下新能源的选择标准。

太阳能的应用在发达国家已经发展得比较成熟了，我国更应该大力推行太阳能在日常生活中的使用，以便节约化石燃料，节约电力满足正常的生产、生活需求。太阳能利用和电能、核能、天然气利用等相比，虽然所占的份额不高，但它却是最经济实惠的，也是中国乃至世界面临能源危机的最佳解决方案。

我国地域辽阔，地处北纬阳光充沛的亚热带地区。大部分地区的太阳辐射量都比较大，陆地面积每年接收的太阳辐射总量在3.3×10³～8.4×10⁶KJ/m²ga之间，相当于2.4×10⁴亿吨标准煤，属太阳能资源丰富的国家之一。全国总面积2/3以上地区年日照时数大于2000小时。在有些地区如西北地区、西藏地区日照时间超过3000小时。如此丰富的太阳能资源对开发利用太阳能提供了良好的条件。

太阳能系统从集热器角度分为平板型集热器和聚光型集热器。平板型集热器吸收太阳辐射能的吸热面积与采集太阳辐射的面积相等的集热器。当吸热面积大于采集太阳辐射的面积时，称为聚光型集热器。与聚光型集热器相比，平板型集热器具有结构简单、可固定安装、不需要跟踪太阳、故障少、维护管理方便以及成本较低等优点，已广泛用于太阳能热水系统。但因其不具备聚光功能，热流密度较低，所以工作温度限于100℃以下。目前得到广泛应用的平板型集热器，一般只能满足人们的洗浴要求，属于太阳的低温热利用，无法提供工业应用上的高温热水和蒸汽等。同时，低温运行的太阳能集热系统不利于蓄热，大大降低了采暖期的太阳能保证率。

为了满足人们对太阳能利用更高的要求，使太阳能集热器更有效的吸收太阳辐射能和获得高温热能，集热器须采用聚焦、跟踪等技术。

现有的聚光型集热器须必须采用太阳跟踪技术，但是太阳跟踪系统的造价较为昂贵，这将制约在近距离内的多个无机械连接关系的聚光型集热器的大面积应用。另一方面，现有的聚光型集热器的机械装置较为复杂，不利于实现多个聚光型集热器的级联控制。本实用新型针对现有基于聚光型集热器的太阳能供热系统的缺陷提出一种无线控制的聚光型集热器级联型太阳能系统。以经济性和环境效益为目标，力求充分利用太阳能这种可再生能源，从而保护环境、减少污染，提供健康、适用、高效的太阳能供热系统。

发明内容

为了克服现有基于聚光型集热器的太阳能供热系统的缺陷，本实用新型提出一种无线控制的聚光型集热器级联型太阳能系统，该系统可以实现多个聚光型集热器的级联，实现利用单一电机传动系统完成对多个聚光型集热器的偏转角度的姿态控制，并结合无线控制实现在射频信号在可接收范围内的多个电机传动系统的步调同步，从而实现在一定空间区域内一套太阳跟踪系统对多个电机传动系统的控制，每个电机传动系统又可带动多个聚光型集热器，实现大量聚光型集热器同步太阳跟踪，在节约成本的条件下大大提高太阳采光面积。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该系统由太阳跟踪系统、射频信号控制系统、电机传动系统、太阳能集热系统、热能交换系统组成。系统框图如图1所示。

其中太阳跟踪系统是主要由光强传感装置、中央控制器组成。其光强传感装置设置在本实用新型——一种无线控制的聚光型集热器级联型太阳能系统中任一个聚光型集热器上。光强传感装置下方设置一挡板，阻挡来自抛物反光面的发射光对其干扰，光强传感装置可对任意时刻的太阳照射角度进行检测，并将检测信号传输至中央控制器，中央控制器完成对该时刻太阳照射角度的判断，然后将电机传动系统中步进电机的步进电机控制信号传输至射频信号控制系统。