[发明专利]一种太阳跟踪装置

说明书

技术领域

本发明属于太阳能利用领域，更具体地，涉及一种太阳跟踪装置。

背景技术

太阳能取之不尽用之不竭，利用形式简单多样，技术已非常成熟，在可再生能源发展中优势明显，应用也最为广泛，对太阳进行实时跟踪，可有效地提高太阳能利用率。

目前的太阳跟踪技术主要分为按照太阳运行规律进行跟踪的主动式和实时探测太阳位置控制跟踪的被动式。主动式跟踪技术主要有控放式、时钟式和计算机控制式。时钟式和计算机控制式均需要外接电源带动电机，并通过控制电机转速或使用精确的计算机程序控制跟踪，装置建造和运行成本均过高，且电路长期暴露在外容易出现故障。被动式跟踪技术主要有压差式和光敏元件比较式。光敏元件比较式控制精确，但设备造价昂贵，且需要用到外接电源驱动电机。

主动式跟踪技术中的控放式和被动式跟踪技术中的压差式均为纯机械跟踪方式，不需要任何用电设备，没有暴露室外的电线与电机，可实现零能耗跟踪，但跟踪精度偏低，灵敏度不高，部分装置的结构复杂，严重影响了这类装置的大规模使用。

例如，申请号为90203146.5的专利申请文件公开了一种控放式太阳跟踪装置，需在每天清晨装、调好灌水装置，通过将水均匀灌入桶内，利用桶重量的变化带动跟踪装置转动，跟踪精度较低，无法自动复位，需要每天进行一次人工操作。专利号为ZL200620117542.8的专利文件公开了一种压差式的太阳跟踪装置，在太阳利用设备的四周布置四个感温包，感温包内封装有压力能随温度变化的感温剂，使用遮光物使感温包仅接受来自特定方向的太阳光照射。不同位置感温包在白天的温升不同，内部压力不同，压力差通过管道传导至液压缸，产生动力，带动跟踪装置转动。由于不同位置感温包的温差并不大，产生的压力差较小，动力不足，难以推动跟踪装置转动，跟踪灵敏度和精度较低，此外，该装置零部件多，结构较复杂。

此外，还产生了一些其它的纯机械式太阳跟踪装置，但仍然难以克服控放式和压差式跟踪装置的上述缺陷。例如，申请号为201010210882.6的专利申请文件公开了一种利用材料热胀冷缩性质进行太阳跟踪的装置，使用了一个填充有热胀冷缩材料的胶囊，利用一天中胶囊温度变化产生的体积变化，作为动力源，推动多级杠杆，带动太阳能利用设备转动。该装置根据单个胶囊在一天中的温度变化间接判断太阳位置，精度极低，一旦日平均气温变化，胶囊的形变即无法对应太阳位置，必须对该装置进行多次手动调节。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种太阳跟踪装置，跟踪灵敏度和精度较高，可实现无人值守，受外界环境影响小，可靠性强，装置体积小，结构简单，成本低。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种太阳跟踪装置，包括：热胀冷缩元件，为空心圆筒结构，在阳光照射下，所述热胀冷缩元件的向阳面可相对于背阳面延长，从而使所述热胀冷缩元件的端面发生倾斜；导向盘，固定在所述热胀冷缩元件的端面上，可随所述热胀冷缩元件的端面的倾斜而倾斜，从而使所述导向盘的最低点落在所述热胀冷缩元件的背阳面；滑轮，与连接件固连，并位于所述导向盘上，可随所述导向盘最低点位置的变化，沿所述导向盘上与所述热胀冷缩元件同心设置的圆形轨道运动，从而始终停留在所述导向盘的最低点；所述滑轮可带动所述连接件转动，从而使与所述连接件固连的需要跟踪太阳的外接设备转动，实现太阳跟踪。

优选地，所述热胀冷缩元件包括多个热胀冷缩单元，热胀冷缩单元紧密排列成空心圆筒。

优选地，所述热胀冷缩单元为柱状。

优选地，所述热胀冷缩元件由固体热胀冷缩材料构成。

优选地，所述热胀冷缩元件由装有液体热胀冷缩材料的容器构成。

优选地，还包括主轴，位于所述热胀冷缩元件的中心，与所述热胀冷缩元件竖直固定在支撑基座上，用于与所述连接件共同支撑需要跟踪太阳的外接设备。

优选地，所述主轴上装有至少一根弹簧。

优选地，所述连接件为空心圆筒，在所述主轴外且与所述主轴同心布置。

优选地，所述连接件布置在所述主轴的一侧。

优选地，所述连接件为柱状。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

1、利用外接设备自身的重力将热胀冷缩元件引起的作用力失衡放大，带动外接设备转动，具有较高的跟踪灵敏度。

2、热胀冷缩元件包括多个柱状热胀冷缩单元，热胀冷缩单元紧密排列成空心圆筒，可精确感知太阳入射光方向的变化，提高了跟踪精度。