[发明专利]自动跟踪太阳聚热发电空气能超导热水系统

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能综合利用领域，具体为一种通过自动跟踪太阳聚热，光伏发电 加热，超导换热，空气能热补偿为一体产生热水的自动控制系统。

背景技术

太阳是天然的核反应堆，作为一种清洁无污染的能源，开发前景十分广阔。然而由 于太阳光直射角度与光照强度会随着时间而变化，这对太阳能的收集和利用提出了更高的 要求。目前很多太阳能热水产品基本都是固定的，不能充分利用太阳能资源，效率低下，也 无法把多余太阳能转换为电能储存，阴雨天时，传统太阳能热水器不热，冬天零下十几度， 普通的太阳能热水器无法正常运行或使用中水管容易发生结冰冻裂的情况等问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种自动跟踪太阳聚热发电空气能超导热水系 统，共包括四个系统：光电跟踪控制系统、光伏发电离并网控制系统、热交换系统和温度控 制系统。本发明需在各个控制系统的配合下才能正常运行。

光电跟踪控制系统包括，光电传感器，太阳能聚热发电器，太阳能聚热发电器阵 列，支架平台，支架，步进电机B，支撑轮，支撑轮轨道，底座，驱动齿轮A，步进电机A，驱动齿 轮B，支撑轴，微电脑控制箱和箱体。光电传感器固定在支架平台表面，太阳能聚热发电器平 铺在光伏板支架平台上形成太阳能聚热发电器阵列，支架支撑支架平台，驱动齿轮A固定于 支架上，支撑轴固定在底座上且与驱动齿轮B相连，支撑轮与箱体连接并固定在圆形支撑轮 轨道上，微电脑控制箱与支撑轮轨道固定在底座上，底座用混凝土固定于地面。光电传感器 感受光线，反馈信息到微电脑控制箱，使电脑控制程序进入光电检测跟踪模式，光电检测跟 踪是利用光电传感器检测太阳光线是否偏离支架平台法线，当太阳光线偏离法线时，光电 传感器发出偏差信号，使跟踪装置重新对准太阳，光电检测跟踪能让太阳能聚热发电器阵 列随时正对太阳。太阳能聚热发电器阵列调整位置正对太阳是在微电脑控制箱的控制下通 过步进电机A带动驱动齿轮A调节支架上的太阳能聚热发电器阵列实现纵向跟踪太阳，通过 步进电机B带动驱动齿轮B调节箱体上连接的支撑轮在支撑轮轨道上实现横向跟踪太阳，通 过横向跟踪和纵向跟踪的结合，可使太阳光垂直照射在太阳能聚热发电器阵列上。

太阳能聚热发电器包括，光伏板，集热器，凹聚光镜，聚焦点，光伏板接线盒，铝合 金外壳，超导液太阳能聚热发电器出口，超导液温度传感器和超导液太阳能聚热发电器入 口。光伏板是正方形板，光伏板中空部分为空心圆，光伏板吸收太阳光将太阳能转化为直流 电从光伏板接线盒接线，通过微电脑控制箱连接到保温水箱的直流加热棒上，光伏板与锅 型的铝合金外壳无缝密闭连接，铝合金外壳包裹的“锅内层”为凹聚光镜，凹聚光镜能把太 阳光聚焦在集热器上部的聚焦点上，加热聚焦点，使聚焦点的温度急剧升高，集热器为柱 形，内部有超导液，集热器下端通有超导液太阳能聚热发电器入口与超导液太阳能聚热发 电器出口，超导液由超导液太阳能聚热发电器入口进入从超导液太阳能聚热发电器出口流 出带走聚焦点上的热量。集热器底部中心装有超导液温度传感器，超导液温度传感器可以 测出集热器中的超导液温度，超导液有一定的启动温度，只需35℃即可开始传温，它的热量 传递速度是水的数倍以上，大大提高了传热效率。

光伏发电离并网发电控制系统的功能主要是，微电脑控制箱把光伏板发的电充入 蓄电池中，蓄电池充满后，微电脑控制箱控制蓄电池自动停止充电。当外界电网短时间停电 时，蓄电池可以为整个系统供电，确保各个系统正常运行。当外界电网来电时，微电脑控制 箱自动转换变为由电网供电，余电通过交流逆变器并入国家电网。

热交换系统包括超导液循环和水循环，当超导液温度传感器测出的超导液温度达 到50℃时，微电脑控制箱才会启动超导液循环和水循环，低于50℃时超导液循环泵和水循 环泵都不运转。超导液循环通过超导液循环泵提供动力，从集热器流出的超导液被加热后 由超导液换热器入口进入换热器，从超导液换热器出口流出换热器再流向聚焦点，形成超 导液循环。水循环通过水循环泵提供动力，从保温水箱流出的水由入水口进入换热器，从出 水口流出换热器，交换热量后，热水重新回到保温水箱形成水循环。