專利名稱：太陽能集熱器熱能跟蹤方法、控制器、裝置和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能集熱器控制技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種太陽能集熱器熱能跟蹤方法、控制器、裝置和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
太陽能是太陽發(fā)出的輻射能量，該能量可在加熱及發(fā)電領(lǐng)域使用，太陽能集熱器是將所述輻射能量聚合以熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的形式帶動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。為了增強(qiáng)集熱效果提高，必須讓太陽能集熱器始終正對(duì)太陽照射方向，隨著太陽照射的角度隨時(shí)旋轉(zhuǎn)，以進(jìn)行太陽輻射能量采集和轉(zhuǎn)換。然而，現(xiàn)有的太陽能集熱器采集太陽能的方式至少存在如下缺點(diǎn)由于太陽能集熱器的動(dòng)作隨著太陽照射方向運(yùn)動(dòng)，不論太陽照射是否充足所述太陽能集熱器均需運(yùn)動(dòng)，因而存在著耗能聞的技術(shù)缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種太陽能集熱器熱能跟蹤方法、控制器、裝置和系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)太陽能集熱器工作耗能低的技術(shù)效果。一方面,本發(fā)明公開了 —種太陽能集熱器熱能跟蹤方法，包括接收采集的光照參數(shù)和反饋角位移信號(hào)；根據(jù)所述光照參數(shù)和所述反饋角位移信號(hào)計(jì)算跟蹤角位移；利用所述跟蹤角位移、液壓泵排量和液壓缸面積得到電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)。為了完善上述方案，所述光照參數(shù)包括太陽光照強(qiáng)度和光照角，根據(jù)所述太陽光照參數(shù)和所述反饋角位移信號(hào)計(jì)算跟蹤角位移包括判斷當(dāng)前太陽光照強(qiáng)度是否大于預(yù)設(shè)值，并在當(dāng)前太陽光照強(qiáng)度大于預(yù)設(shè)值時(shí)以當(dāng)前光照角與當(dāng)前反饋角位移之差為入射角，判斷入射角是否在預(yù)設(shè)精確閾值內(nèi)，并在入射角超出預(yù)設(shè)精確閾值內(nèi)時(shí)，發(fā)出跟蹤角位移超前所述太陽光照角預(yù)設(shè)角度的指令。為了完善上述方案，所述方法還包括按照預(yù)設(shè)周期循環(huán)獲取當(dāng)前時(shí)間信息，如當(dāng)前時(shí)間在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)并在太陽光照強(qiáng)度大于預(yù)設(shè)值時(shí)繼續(xù)跟蹤；如當(dāng)前時(shí)間超出預(yù)設(shè)時(shí)間段或當(dāng)太陽光照強(qiáng)度小于預(yù)設(shè)值時(shí)，中斷跟蹤。為了完善上述方案，接收采集的太陽光照參數(shù)和反饋角位移信號(hào)，包括太陽光照參數(shù)包括太陽光照強(qiáng)度和光照角，獲取所述光照角包括采集光照傳感器中檢測的第一光照角；比較第一光照角與第二光照角，所述第二光照角為根據(jù)當(dāng)前日期與當(dāng)前經(jīng)緯度計(jì)算得到的理論光照角；
當(dāng)所述第一光照角與第二光照角的差值大于預(yù)設(shè)角度時(shí)，以所述第二光照角作為太陽光照參數(shù)中的光照角；否則，以所述第一光照角作為太陽光照參數(shù)中的光照角。另一方面，本發(fā)明公開了 一種太陽能集熱器熱能跟蹤控制器，包括接口，用于接收采集的光照參數(shù)和反饋角位移信號(hào)；模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊；計(jì)算模塊，用于根據(jù)經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊后的光照參數(shù)和反饋角位移信號(hào)計(jì)算跟蹤角位移；并利用所述跟蹤角位移、液壓泵排量和液壓缸面積得到電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)。又一方面，本發(fā)明公開了 一種太陽能集熱器熱能跟蹤裝置，包括采集單元，用于采集光照參數(shù)和反饋角位移信號(hào)；模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊；控制器，用于接收采集的光照參數(shù)和反饋角位移信號(hào)；根據(jù)經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊后的光照參數(shù)和反饋角位移信號(hào)計(jì)算跟蹤角位移；并利用所述跟蹤角位移、液壓泵排量和液壓缸面積得到電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)；驅(qū)動(dòng)模塊，用于向液壓泵的伺服驅(qū)動(dòng)設(shè)備發(fā)送電機(jī)動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。為了完善上述方案，所述控制器還用于判斷當(dāng)前太陽光照強(qiáng)度是否大于預(yù)設(shè)值，并在當(dāng)前太陽光照強(qiáng)度大于預(yù)設(shè)值時(shí)以當(dāng)前光照角與當(dāng)前反饋角位移之差為入射角，判斷入射角是否在預(yù)設(shè)精確閾值內(nèi)，并在入射角超出預(yù)設(shè)精確閾值內(nèi)時(shí)，發(fā)出跟蹤角位移超前所述太陽光照角預(yù)設(shè)角度的指令，所述光照參數(shù)包括太陽光照強(qiáng)度和光照角。為了完善上述方案，所述裝置還包括時(shí)鐘模塊，用于按照預(yù)設(shè)周期，循環(huán)獲取當(dāng)前時(shí)間信息，并由所述控制器控制，如當(dāng)前時(shí)間在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)并在太陽光照強(qiáng)度大于預(yù)設(shè)值時(shí)繼續(xù)跟蹤；如當(dāng)前時(shí)間超出預(yù)設(shè)時(shí)間段或當(dāng)太陽光照強(qiáng)度小于預(yù)設(shè)值時(shí)，中斷跟蹤。為了完善上述方案，所述控制器還用于比較第一光照角與第二光照角，所述第一光照角為光照傳感器采集的光照角，所述第二光照角為根據(jù)當(dāng)前日期與當(dāng)前經(jīng)緯度計(jì)算得到的理論光照角；當(dāng)所述第一光照角與第二光照角的差值大于預(yù)設(shè)角度時(shí)，以所述第二光照角作為太陽光照參數(shù)中的光照角；否則，以所述第一光照角作為太陽光照參數(shù)中的光照角。再一方面，本發(fā)明公開了 一種太陽能集熱器熱能跟蹤系統(tǒng)，包括上述太陽能集熱器熱能跟蹤裝置、伺服驅(qū)動(dòng)設(shè)備、電機(jī)和液壓傳動(dòng)裝置。從上述的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例中的太陽能集熱器熱能跟蹤方法，通過計(jì)算采集的光照參數(shù)和反饋的角位移信號(hào)計(jì)算跟蹤角位移，所述光照參數(shù)的采集與參與計(jì)算保證在陰雨天或夜晚光照不足的情況下，中止集熱器跟蹤，從而克服了現(xiàn)有技術(shù)中由于太陽能集熱器的動(dòng)作隨著太陽照射方向運(yùn)動(dòng)，不論太陽照射是否充足所述太陽能集熱器均需運(yùn)動(dòng)所存在著耗能高的技術(shù)問題。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1a為本發(fā)明實(shí)施例公開的一種太陽能集熱器熱能跟蹤方法流程圖；圖1b為本發(fā)明實(shí)施例公開的一種太陽能集熱器熱能跟蹤方法伸縮量計(jì)算示意圖；圖2為本發(fā)明又一實(shí)施例公開的一種太陽能集熱器熱能跟蹤方法流程圖；圖3為本發(fā)明又一實(shí)施例公開的一種太陽能集熱器熱能跟蹤方法流程圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例公開的一種太陽能集熱器熱能跟蹤控制器結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例公開的一種太陽能集熱器熱能跟蹤裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明又一實(shí)施例公開的一種太陽能集熱器熱能跟蹤裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明實(shí)施例公開的一種太陽能集熱器熱能跟蹤系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明實(shí)施例公開了一種太陽能集熱器熱能跟蹤方法、控制器、裝置和系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)太陽能集熱器工作耗能低的技術(shù)效果。圖1a示出了一種太陽能集熱器熱能跟蹤方法，包括SlOl :接收采集的光照參數(shù)和反饋角位移信號(hào)；所述光照參數(shù)包括太陽光照強(qiáng)度和光照角，可分別采用太陽光照傳感器，和太陽光照角傳感器進(jìn)行采集。所述反饋角位移傳感器安裝于所述集熱器聚光面上。S102 :根據(jù)所述光照參數(shù)和所述反饋角位移信號(hào)計(jì)算跟蹤角位移；在當(dāng)前太陽光照強(qiáng)度大于預(yù)設(shè)值時(shí)以當(dāng)前光照角與當(dāng)前反饋角位移之差為入射角，判斷入射角是否在預(yù)設(shè)精確閾值內(nèi)，并在入射角超出預(yù)設(shè)精確閾值內(nèi)時(shí)，發(fā)出跟蹤角位移超前所述太陽光照角預(yù)設(shè)角度的指令。所述反饋角位移傳感器采集當(dāng)前的集熱器角位移，當(dāng)光照角與集熱器角位移的差值作為入射角進(jìn)行跟蹤角位移的計(jì)算時(shí)，需要檢查所述角位移是否在偏差范圍內(nèi)，如(-0.5° +0.5° )，此種實(shí)現(xiàn)方式首先判斷集熱器的位置是否需要進(jìn)行角度移動(dòng)，更重要的是，可以判斷在何時(shí)進(jìn)行角度移動(dòng)以便使集熱器實(shí)時(shí)跟蹤光照，得到更高的集熱效果。需要補(bǔ)充說明的是，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況，所述預(yù)設(shè)角度可選用O. 5°進(jìn)行跟蹤。S103 :利用所述跟蹤角位移、液壓泵排量和液壓缸面積得到電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)。
在本實(shí)施例中，所述集熱器采用液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)可通過如下公式計(jì)算液壓缸的活塞面積X伸縮量=泵的排量X電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)=流量，其中所述伸縮量可根據(jù)所述跟蹤角位移得出，參照?qǐng)D1b所示圖中所示的(Q2-Q1),光照角與集熱器角位移的差值，即入射角；(L2-L1)即為液壓缸需要的伸縮量，其中X為集熱器液壓缸兩個(gè)安裝點(diǎn)間的水平距離；Y為集熱器液壓缸兩個(gè)安裝點(diǎn)間的垂直距離；R為轉(zhuǎn)臂半徑
權(quán)利要求
1.一種太陽能集熱器熱能跟蹤方法，其特征在于，包括 接收采集的光照參數(shù)和反饋角位移信號(hào)； 根據(jù)所述光照參數(shù)和所述反饋角位移信號(hào)計(jì)算跟蹤角位移； 利用所述跟蹤角位移、液壓泵排量和液壓缸面積得到電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽能集熱器熱能跟蹤方法，其特征在于， 所述光照參數(shù)包括太陽光照強(qiáng)度和光照角，根據(jù)所述太陽光照參數(shù)和所述反饋角位移信號(hào)計(jì)算跟蹤角位移包括 判斷當(dāng)前太陽光照強(qiáng)度是否大于預(yù)設(shè)值，并在當(dāng)前太陽光照強(qiáng)度大于預(yù)設(shè)值時(shí) 以當(dāng)前光照角與當(dāng)前反饋角位移之差為入射角，判斷入射角是否在預(yù)設(shè)精確閾值內(nèi)，并在入射角超出預(yù)設(shè)精確閾值內(nèi)時(shí)，發(fā)出跟蹤角位移超前所述太陽光照角預(yù)設(shè)角度的指令。
3.如權(quán)利要求1所述的太陽能集熱器熱能跟蹤方法，其特征在于，還包括 按照預(yù)設(shè)周期循環(huán)獲取當(dāng)前時(shí)間信息，如當(dāng)前時(shí)間在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)并在太陽光照強(qiáng)度大于預(yù)設(shè)值時(shí)繼續(xù)跟蹤； 如當(dāng)前時(shí)間超出預(yù)設(shè)時(shí)間段或當(dāng)太陽光照強(qiáng)度小于預(yù)設(shè)值時(shí)，中斷跟蹤。
4.如權(quán)利要求1所述的太陽能集熱器熱能跟蹤方法，其特征在于，接收采集的太陽光照參數(shù)和反饋角位移信號(hào)，包括 太陽光照參數(shù)包括太陽光照強(qiáng)度和光照角，獲取所述光照角包括 比較第一光照角與第二光照角，所述第二光照角為根據(jù)當(dāng)前日期與當(dāng)前經(jīng)緯度計(jì)算得到的理論光照角； 當(dāng)所述第一光照角與第二光照角的差值大于預(yù)設(shè)角度時(shí)，以所述第二光照角作為太陽光照參數(shù)中的光照角；否則，以所述第一光照角作為太陽光照參數(shù)中的光照角。
5.一種太陽能集熱器熱能跟蹤控制器，其特征在于，包括 接口，用于接收采集的光照參數(shù)和反饋角位移信號(hào)； 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊； 計(jì)算模塊，用于根據(jù)經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊后的光照參數(shù)和反饋角位移信號(hào)計(jì)算跟蹤角位移； 并利用所述跟蹤角位移、液壓泵排量和液壓缸面積得到電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)。
6.一種太陽能集熱器熱能跟蹤裝置，其特征在于，包括 采集單元，用于采集光照參數(shù)和反饋角位移信號(hào)； 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊； 控制器，用于接收采集的光照參數(shù)和反饋角位移信號(hào)； 根據(jù)經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊后的光照參數(shù)和反饋角位移信號(hào)計(jì)算跟蹤角位移； 并利用所述跟蹤角位移、液壓泵排量和液壓缸面積得到電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)； 驅(qū)動(dòng)模塊，用于向液壓泵的伺服驅(qū)動(dòng)設(shè)備發(fā)送電機(jī)動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
7.如權(quán)利要求6所述的太陽能集熱器熱能跟蹤裝置，其特征在于， 所述控制器還用于判斷當(dāng)前太陽光照強(qiáng)度是否大于預(yù)設(shè)值，并在當(dāng)前太陽光照強(qiáng)度大于預(yù)設(shè)值時(shí) 以當(dāng)前光照角與當(dāng)前反饋角位移之差為入射角，判斷入射角是否在預(yù)設(shè)精確閾值內(nèi)，并在入射角超出預(yù)設(shè)精確閾值內(nèi)時(shí)，發(fā)出跟蹤角位移超前所述太陽光照角預(yù)設(shè)角度的指令，所述光照參數(shù)包括太陽光照強(qiáng)度和光照角。
8.如權(quán)利要求6所述的太陽能集熱器熱能跟蹤裝置，其特征在于，還包括 時(shí)鐘模塊，用于按照預(yù)設(shè)周期，循環(huán)獲取當(dāng)前時(shí)間信息，并由所述控制器控制，如當(dāng)前時(shí)間在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)并在太陽光照強(qiáng)度大于預(yù)設(shè)值時(shí)繼續(xù)跟蹤； 如當(dāng)前時(shí)間超出預(yù)設(shè)時(shí)間段或當(dāng)太陽光照強(qiáng)度小于預(yù)設(shè)值時(shí)，中斷跟蹤。
9.如權(quán)利要求6所述的太陽能集熱器熱能跟蹤裝置，其特征在于， 所述控制器還用于比較第一光照角與第二光照角，所述第一光照角為光照傳感器采集的光照角，所述第二光照角為根據(jù)當(dāng)前日期與當(dāng)前經(jīng)緯度計(jì)算得到的理論光照角； 當(dāng)所述第一光照角與第二光照角的差值大于預(yù)設(shè)角度時(shí)，以所述第二光照角作為太陽光照參數(shù)中的光照角；否則，以所述第一光照角作為太陽光照參數(shù)中的光照角。
10.一種太陽能集熱器熱能跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，包括權(quán)利要求6-9任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的太陽能集熱器熱能跟蹤裝置、伺服驅(qū)動(dòng)設(shè)備、電機(jī)和液壓傳動(dòng)裝置。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例公開了一種太陽能集熱器熱能跟蹤方法、控制器、裝置和系統(tǒng)，包括接收采集的光照參數(shù)和反饋角位移信號(hào)；根據(jù)所述光照參數(shù)和所述反饋角位移信號(hào)計(jì)算跟蹤角位移；利用所述跟蹤角位移、液壓泵排量和液壓缸面積得到電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)。本發(fā)明實(shí)施例中的太陽能集熱器熱能跟蹤方法，通過計(jì)算采集的光照參數(shù)和反饋的角位移信號(hào)計(jì)算跟蹤角位移，所述光照參數(shù)的采集與參與計(jì)算保證在陰雨天或夜晚光照不足的情況下，中止集熱器跟蹤，從而克服了現(xiàn)有技術(shù)中由于太陽能集熱器的動(dòng)作隨著太陽照射方向運(yùn)動(dòng)，不論太陽照射是否充足所述太陽能集熱器均需運(yùn)動(dòng)所存在著耗能高的技術(shù)問題。
文檔編號(hào)F24J2/38GK103047780SQ20131000370
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2013年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月6日
發(fā)明者王強(qiáng), 陸金波, 劉宇輝, 宋景平 申請(qǐng)人:中國航天科技集團(tuán)公司烽火機(jī)械廠