[发明专利]太阳能系统的热跟踪系统

说明书

技术领域

本发明描述的主题的实施例一般涉及感测和反馈系统。更具体地，所述主题的实施例涉及太阳能电池板的跟踪系统。

背景技术

在白天跟踪太阳在整个天空的明显运动的太阳能系统通常使用传感器来确定太阳的位置并相应地调整太阳能系统。目前使用多种技术操作太阳能系统。例如，可以用由已知经度和纬度得到的太阳方位表预测太阳在一天过程中的位置。预测位置与实际位置之间的偏差可能会很大。例如，不准确的地点位置、倾斜计、电机编码器或其他定位设备误差的影响是一些对准误差的来源。尽管看上去较小，但一度的对准误差会转变为效率降低10%以上，尤其是当对准太阳能聚光系统时。此外，对于太阳能聚光系统而言，减小对准误差可以准确地定位会聚的太阳光。当可以更准确地引导会聚的太阳光时，与需要具有较大的尺寸以允许接收未对准的会聚太阳光的那些太阳能电池和接收器相比，相关的太阳能电池和接收器可以具有较小的尺寸。减小太阳能电池和接收器的尺寸可以降低材料和制造成本。

作为此类推算定位技术（dead reckoning technique）的替代形式，有时使用基于反馈的跟踪系统。此类反馈系统可以包括摄像机，摄像机可通过解读视觉表象确定太阳的位置并相应地对准太阳能系统。然而，摄像机通常很昂贵，并且可能需要大量复杂的信号处理才能确定精确的太阳位置。另外，摄像机元件会受到环境的影响，从而会降低其作为传感器的功效。此外，未精确安装摄像机也会产生对准误差。

另一种基于反馈的方法是通过检查系统产生的功率确定最佳对准位置来操作。此类功率反馈系统通常有意地将较小的偏差引入系统，其目的是根据太阳能系统的对准情况确定峰功率输出。需要用可能比较昂贵的高速电子器件进行确定最佳对准分布所需的迅速检测。另外，由云或气团导致的小辐射变化会产生与失准情况类似的情况，从而干扰跟踪器。因此，跟踪器会引入错误的失准，从而降低了效率。

因此，现有的可能比较昂贵的跟踪系统即使在最佳条件下也会引入失准错误，并可能使敏感组件暴露于有害环境条件。尽管在便宜且准确地定位太阳能系统方面存在困难，但期望进行此类跟踪，以提高系统的效率。

附图说明

当结合以下附图考虑时，通过参见具体实施方式和权利要求书可以更完全地理解所述主题，其中在所有附图中，类似的附图标记是指类似的元件。

图1为运行状态下的太阳能系统的侧视图；

图2为图1的太阳能系统的一部分的详细视图；

图3为太阳能聚光器和太阳能接收器在第一位置时的视图；

图4为图3的太阳能聚光器和太阳能接收器在第二位置时的视图；

图5为太阳能接收器在第一状态下的视图；

图6为图5的太阳能接收器在第二状态下的视图；

图7为图5的太阳能接收器在第三状态下的视图；

图8为另一个太阳能接收器在被照射状态下的视图；

图9为一太阳能接收器的侧视图；

图10为传感器连接装置和太阳能系统的一部分的分解立体图；

图11为图10的太阳能系统的一部分的组装侧视图；

图12为一太阳能系统的侧视图；

图13为控制太阳能系统位置的一种方法的流程图；

图14为控制太阳能系统位置的另一种方法的流程图；

图15为具有传感器连接装置的太阳能接收器的一种可供选择的实施例的立体图；

图16为图15的太阳能接收器的剖面图；

图17为热跟踪系统的一个实施例的电路示意图；

图18为传感器连接装置的一个实施例的立体图；

图19为包括热跟踪系统的另一个实施例的太阳能系统的端视图；

图20为图19的太阳能系统的实施例在另一个取向的端视图；

图21为热跟踪系统的另一个实施例的示意图；

图22为控制太阳能系统位置的另一种方法的流程图；以及

图23为控制太阳能系统位置的再一种方法的流程图。

具体实施方式

以下具体实施方式本质上只是例证性的，并不旨在限制所述主题的实施例或此类实施例的应用和用途。如本申请所用，词语“示例性的”是指“作为例子、实例或例证”。本申请示例性描述的任何实施方式不一定被理解为比其他实施方式更优选或有利。此外，并不意图受前述技术领域、背景技术、发明内容或以下具体实施方式中提出的任何明示或暗示的理论的约束。