[实用新型]一种太阳能集热槽一维跟踪太阳位置的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种跟踪装置，特别是关于一种太阳能集热槽一维跟踪太阳位置的装置。

背景技术

随着全球化石能源的日益减少，新能源的开发利用已成为各国政府发展的重点。太阳能的热利用是一种新能源的发展方向，可以用于光热发电、海水淡化、室内空调等。太阳能集热槽作为太阳能热利用的一种有效设备，已经逐步被人们认识和使用。太阳能集热槽是通过抛物型反光镜将太阳光汇聚到焦点位置的集热管上，集热管内的导热油再将热量交换给其他使用对象。太阳能集热槽的工作前提是必须正面接收平行光，时刻跟踪着太阳，跟踪精度越高集热效率越高，因此高精度太阳位置传感器是太阳能集热槽必备的器件。现在有多种太阳位置传感器方案，中国专利申请号为98243772.2公开了一种利用两块成一定角度的电池板受光角度不一致引起电位差，经驱动电路驱动电机的光源跟踪探测器；其不足之处是很难兼顾光强的大范围变化。中国专利申请号分别为00219971.8和200510120837.0都公开了一种四象限光伏探测器加相交挡光板的太阳光跟踪传感器，根据四象限光伏探测器电压的变化探知太阳位置的变化；其不足之处是挡光板的高度有限引起传感器精度不高。中国专利申请号为200420055112.9公开了一种在一个带孔的方盒子的四边安放光感应元件的太阳光跟踪传感器，其不足之处是结构复杂，并且也存在很难兼顾光强的大范围变化的问题。中国专利申请号为20010123085.7公开了一种基于PSD的全自动高精度太阳跟踪装置，其不足之处是结构过于复杂。综上所述，现有的太阳位置传感器一是很难满足太阳能集热槽跟踪精度的要求，二是很难适应大范围的太阳光强变化。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种能够满足大范围太阳光强变化，且跟踪精度高的太阳能集热槽一维跟踪太阳位置的装置。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种太阳能集热槽一维跟踪太阳位置的装置，它包括一外壳，所述外壳内设置有一电路板，所述电路板的正面设置有一组4块以上垂向排列的光电池，且当太阳能集热槽的开口正对太阳时，集热管阴影的中心线恰与所述光电池组的中心线重合；所述电路板的背面设置有控制系统，当太阳位置发生偏移时，所述控制系统根据接收的所述光电池信号，计算出太阳能集热槽的中心转轴需要转动的角度，并发送给执行机构。

所述控制系统包括与每一所述光电池对应的一电流电压转换电路，一模拟开关电路，一可变放大倍数的运算放大电路和一带A/D转换电路的CPU模块；各所述光电池输出的电流信号经与其对应的所述电流电压转换电路，转换成与所述输出电流成比例的电压后，依序经所述模拟开关电路输入所述运算放大电路进行放大，再输入所述CPU模块；由所述CPU模块计算出太阳能集热槽的中心转轴需要转动的相应角度并发送给执行机构。

所述外壳采用减光玻璃制成的一个防水盒。

所述光电池的数量为6块，且分成上、下两部分间隔排列。

所述光电池的数量为4块，且分成上、下两部分间隔排列。

所述光电池的数量为连续排列的8块。

本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本实用新型采用通过集热管阴影在光电池组上移动引起的电流变化，进而将电流变化转换成电压变化，以及将光电池组分成上、下两部分，比较上、下部分之间的电压差的方式来跟踪太阳的位置，不但可以扑捉到太阳位置的微小角度变化，还可以根据该变化自动将控制信号发送给太阳能集热槽中心转轴的执行机构，以进行相应的调整，因此本实用新型具有较高的灵敏度和控制精度。2、本实用新型由于在控制系统中设置有一带A/D转换电路的CPU模块和一可变放大倍数的运算放大电路，当太阳光强太强时，为防止A/D转换电路的输入电压超过其上限，CPU模块就会控制运算放大电路降低放大倍数；当太阳光强太弱时，为防止被集热管阴影全遮蔽的光电池输出的最低电压与被太阳全照射的光电池输出的最高电压之差太小，CPU模块就会控制运算放大电路提高放大倍数，因此本实用新型一方面可以提高太阳能集热槽的跟踪精度，另一方面又可以适应大范围的太阳光强变化。3、本实用新型由于在控制系统中设置有一模拟开关电路和一个可变放大倍数的运算放大电路，因此相对于选用多个运算放大电路来说，可以减少因为不同的运算放大电路所带来的误差，进一步提高了计算精度。本实用新型能够精确地跟踪太阳位置，并能够适应太阳光强的大范围变化，它可以广泛地用于各种太阳能集热槽一维跟踪太阳位置的过程中。

附图说明

图1是本发明结构示意图

图2是本发明电路控制示意图