[发明专利]一种大型集群式太阳能板跟踪阳光自控系统及其工作方法

摘要

本发明公开了一种大型集群式太阳能板跟踪阳光自控系统及其工作方法，由太阳能跟踪收集装置、控制器、大型电能储存工作站、逆变电站和工业用电网组成；太阳能跟踪收集装置将白天吸收的太阳能光子能量产生的电能通过控制器向大型电能储存工作站充电，大型电能储存工作站中的直流电通过控制器控制，经过逆变电站作用后，大型电能储存工作站中的直流电转换成交流电，该交流电供工业用电网使用；所述大型电能储存工作站、逆变电站分别通过导线与控制器控制连接；本发明所述的一种大型集群式太阳能板跟踪阳光自控系统及其工作方法，该系统自动化程度高，能够实现对太阳能的实时跟踪收集，充分利用太阳能资源，节能环保。

主权项

1.一种大型集群式太阳能板跟踪阳光自控系统，包括：太阳能跟踪收集装置（1），控制器（2），大型电能储存工作站（3），逆变电站（4），工业用电网（5）；其特征在于，所述太阳能跟踪收集装置（1）将吸收的光能转化为电能通过控制器（2）向大型电能储存工作站（3）充电，存储在大型电能储存工作站（3）中的直流电通过控制器（2）控制，经过逆变电站（4）作用，将大型电能储存工作站（3）中的直流电转换成交流电，通过工业用电网（5）输出；所述大型电能储存工作站（3）、逆变电站（4）分别通过导线与控制器（2）控制连接；所述太阳能跟踪收集装置（1）包括：太阳能板（1‑1），光电传感器（1‑2），高度角调节结构（1‑3），方位角调节结构（1‑4）；其中所述太阳能板（1‑1）上表面四角各设有一个光电传感器（1‑2），所述光电传感器（1‑2）采用光敏电阻器件；所述高度角调节结构（1‑3）与太阳能板（1‑1）下表面固定连接，高度角调节结构（1‑3）控制太阳能板（1‑1）可调角度范围在‑90°～90°之间；方位角调节结构（1‑4）位于高度角调节结构（1‑3）下方，方位角调节结构（1‑4）控制太阳能板（1‑1）可调角度范围在0°～360°之间；所述光电传感器（1‑2）通过导线与控制器（2）控制连接；所述高度角调节结构（1‑3）包括：固定耳板（1‑3‑1），滚轴（1‑3‑2），步进电机（1‑3‑3），挡板（1‑3‑4），限位传感器（1‑3‑5）；其中所述固定耳板（1‑3‑1）上表面与太阳能板（1‑1）固定连接，固定耳板（1‑3‑1）为不锈钢材质，固定耳板（1‑3‑1）的厚度在15mm～30mm之间；所述步进电机（1‑3‑3）与滚轴（1‑3‑2）驱动连接，步进电机（1‑3‑3）与控制器（2）通过导线控制连接；所述挡板（1‑3‑4）位于步进电机（1‑3‑3）下方，支撑固定步进电机（1‑3‑3）；所述滚轴（1‑3‑2）与固定耳板（1‑3‑1）滚动连接；所述限位传感器（1‑3‑5）位于固定耳板（1‑3‑1）下方，限位传感器（1‑3‑5）通过导线与控制器（2）控制连接；所述方位角调节结构（1‑4）包括：旋转轴（1‑4‑1），连接轴（1‑4‑2），轴承（1‑4‑3），转盘（1‑4‑4），伺服电机（1‑4‑5），角度检测器（1‑4‑6）；其中所述旋转轴（1‑4‑1）上端与滚轴（1‑3‑2）固定连接，旋转轴（1‑4‑1）下端通过连接轴（1‑4‑2）与轴承（1‑4‑3）旋转连接；所述轴承（1‑4‑3）位于转盘（1‑4‑4）上方，轴承（1‑4‑3）与转盘（1‑4‑4）同轴旋转连接，所述转盘（1‑4‑4）为圆台结构，转盘（1‑4‑4）上部外径为12cm～55cm在之间，转盘（1‑4‑4）下部外径为25cm～35cm在之间，所述转盘（1‑4‑4）下方设有伺服电机（1‑4‑5），所述伺服电机（1‑4‑5）与转盘（1‑4‑4）驱动连接；所述角度检测器（1‑4‑6）固定连接在转盘（1‑4‑4）下表面，角度检测器（1‑4‑6）通过导线与控制器（2）控制连接；所述轴承（1‑4‑3）包括：外圈（1‑4‑3‑1），内圈（1‑4‑3‑2），滚动钢珠（1‑4‑3‑3），固定架（1‑4‑3‑4）；所述外圈（1‑4‑3‑1）外径在20cm～30cm之间，所述内圈（1‑4‑3‑2）外径在10cm～20cm之间，所述外圈（1‑4‑3‑1）与内圈（1‑4‑3‑2）之间设有固定架（1‑4‑3‑4），其中固定架（1‑4‑3‑4）内设有滚动钢珠（1‑4‑3‑3），所述滚动钢珠（1‑4‑3‑3）外径在3cm～5cm之间，固定架（1‑4‑3‑4）上设有润滑剂喷口；所述外圈（1‑4‑3‑1）及内圈（1‑4‑3‑2）均由高分子材料压模成型，外圈（1‑4‑3‑1）及内圈（1‑4‑3‑2）的组成成分和制造过程如下：一、外圈（1‑4‑3‑1）及内圈（1‑4‑3‑2）组成成分：按重量份数计，甲基异丙烯基醚65～128份，2,2‑二甲基‑3‑(2‑甲基‑1‑丙烯基)环丙烷羧酸2,3,5,6‑四氟‑4‑(甲氧基甲基)苄酯55～154份，2‑氨甲基‑4‑(4‑氟苄基)吗啉98～208份，α‑氰基苯氧基苄基(1R,3R)‑3‑(2,2‑二溴乙烯基)‑2,2二基甲环丙烷羧酸酯16～52份，(R,S)‑α‑氰基‑3‑苯氧基苄基(R,S)‑2,2‑二氯‑1‑(4‑乙氧基苯基)环丙烷羧酸酯71～136份，2,2‑二甲基‑3‑(2,2‑二氯乙烯基)‑环丙烷羧酸‑alpha‑氰基‑3‑苯氧基‑苄基酯32～78份，浓度为26 ppm～51 ppm的3‑(2,2二氯乙烯基)‑2,2‑二甲基环丙‑1‑甲酰氯52～98份，右旋反式‑2,2‑二甲基‑3‑(2‑甲基‑1‑丙烯基)环丙烷羧酸‑3‑苯氧基苄基酯33～76份，环丙烷羧酸106～147份，交联剂53～197份，3‑[[2‑(乙酰氧基)乙基]苯基氨基]丙腈43～191份，N‑[2‑[(2‑氯‑4,6‑二硝基苯基)偶氮]‑5‑(二乙氨基)苯基]苯甲酰胺26～141份，N‑[2‑[(2‑氯‑4,6‑二硝基苯基)偶氮]‑5‑(二‑2‑丙烯基氨基)‑4‑甲氧基苯基]乙酰胺21～147份，N‑[2‑[(2‑溴‑4,6‑二硝基苯基)偶氮基]‑5‑乙氨基‑4‑甲氧基苯基]乙酰胺32～156份；所述交联剂为N,N‑双(2‑氰乙基)甲酰胺、N‑2‑噻唑基乙酰胺、对氯乙酰苯胺中的任意一种；二、外圈（1‑4‑3‑1）及内圈（1‑4‑3‑2）的制造过程，包含以下步骤：第1步：在反应釜中加入电导率为2.21 μS/cm～4.28 μS/cm的超纯水1378～1641份，启动反应釜内搅拌器，转速为63 rpm～124 rpm，启动加热泵，使反应釜内温度上升至44 ℃～72 ℃；依次加入甲基异丙烯基醚、2,2‑二甲基‑3‑(2‑甲基‑1‑丙烯基)‑(5‑苄基‑3‑呋喃)甲基环丙甲酸酯、2‑氨甲基‑4‑(4‑氟苄基)吗啉，搅拌至完全溶解，调节pH值为3.1～6.8，将搅拌器转速调至132 rpm～251 rpm，温度为93 ℃～129 ℃，酯化反应8～22小时；第2步：取α‑氰基苯氧基苄基(1R,3R)‑3‑(2,2‑二溴乙烯基)‑2,2二基甲环丙烷羧酸酯、(R,S)‑α‑氰基‑3‑苯氧基苄基(R,S)‑2,2‑二氯‑1‑(4‑乙氧基苯基)环丙烷羧酸酯进行粉碎，粉末粒径为600～1400目；加入2,2‑二甲基‑3‑(2,2‑二氯乙烯基)‑环丙烷羧酸‑alpha‑氰基‑3‑苯氧基‑苄基酯混合均匀，平铺于托盘内，平铺厚度为12 mm～34 mm，采用剂量为3.1 kGy～9.4 kGy、能量为5.0 MeV～14 MeV的α射线辐照65～142分钟，以及同等剂量的β射线辐照56～136分钟；第3步：经第2步处理的混合粉末溶于3‑(2,2二氯乙烯基)‑2,2‑二甲基环丙‑1‑甲酰氯中，加入反应釜，搅拌器转速为63 rpm～158 rpm，温度为84 ℃～163 ℃，启动真空泵使反应釜的真空度达到‑0.32 MPa～1.85 MPa，保持此状态反应13～28小时；泄压并通入氡气，使反应釜内压力为0.23 MPa～0.67 MPa，保温静置16～32小时；搅拌器转速提升至153 rpm～296 rpm，同时反应釜泄压至0MPa；依次加入右旋反式‑2,2‑二甲基‑3‑(2‑甲基‑1‑丙烯基)环丙烷羧酸‑3‑苯氧基苄基酯、环丙烷羧酸完全溶解后，加入交联剂搅拌混合，使得反应釜溶液的亲水亲油平衡值为5.5～8.3，保温静置9～17小时；第4步：在搅拌器转速为145 rpm～209 rpm时，依次加入3‑[[2‑(乙酰氧基)乙基]苯基氨基]丙腈、N‑[2‑[(2‑氯‑4,6‑二硝基苯基)偶氮]‑5‑(二乙氨基)苯基]苯甲酰胺、N‑[2‑[(2‑氯‑4,6‑二硝基苯基)偶氮]‑5‑(二‑2‑丙烯基氨基)‑4‑甲氧基苯基]乙酰胺和N‑[2‑[(2‑溴‑4,6‑二硝基苯基)偶氮基]‑5‑乙氨基‑4‑甲氧基苯基]乙酰胺，提升反应釜压力，使其达到0.90 MPa～1.70 MPa，温度为149 ℃～264 ℃，聚合反应15～29小时；反应完成后将反应釜内压力降至0 MPa，降温至26 ℃～38 ℃，出料，入压模机即可制得外圈（1‑4‑3‑1）及内圈（1‑4‑3‑2）。