太陽(yáng)能聚熱發(fā)電自動(dòng)跟蹤控制超導(dǎo)熱水系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種太陽(yáng)能聚熱發(fā)電自動(dòng)跟蹤控制超導(dǎo)熱水系統(tǒng),包括光電跟蹤控制系統(tǒng)、光伏發(fā)電離并網(wǎng)控制系統(tǒng)、熱交換系統(tǒng)和溫度控制系統(tǒng),其特征在于,通過(guò)微電腦控制箱控制光電跟蹤控制系統(tǒng)、光伏發(fā)電離并網(wǎng)控制系統(tǒng)、熱交換系統(tǒng)和溫度控制系統(tǒng)的運(yùn)行,光電跟蹤控制系統(tǒng)中,太陽(yáng)能聚熱發(fā)電器組成太陽(yáng)能聚熱發(fā)電器陣列,太陽(yáng)能聚熱發(fā)電器安裝在太陽(yáng)自動(dòng)跟蹤控制支架平臺(tái)上,太陽(yáng)能聚熱發(fā)電器包括光伏板,光伏板下端連接光伏板接線盒,光伏板與鋁合金外殼上端無(wú)縫密閉連接,鋁合金外殼包裹的為凹聚光鏡,集熱器固定于鋁合金外殼,集熱器內(nèi)部有超導(dǎo)液,集熱器下端通有超導(dǎo)液太陽(yáng)能聚熱發(fā)電器入口與超導(dǎo)液太陽(yáng)能聚熱發(fā)電器出口,集熱器底部中心裝有超導(dǎo)液溫度傳感器,光伏發(fā)電離并網(wǎng)控制系統(tǒng)中,光伏板接線盒用線纜通過(guò)微電腦控制箱與蓄電池、直流加熱棒、國(guó)家電網(wǎng)連接。
【專利說(shuō)明】
太陽(yáng)能聚熱發(fā)電自動(dòng)跟蹤控制超導(dǎo)熱水系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及太陽(yáng)能綜合利用領(lǐng)域,具體為一種通過(guò)自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)聚熱,光伏發(fā)電加熱,超導(dǎo)換熱為一體產(chǎn)生熱水的自動(dòng)控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽(yáng)是天然的核反應(yīng)堆,作為一種清潔無(wú)污染的能源,開發(fā)前景十分廣闊。然而由于太陽(yáng)光直射角度與光照強(qiáng)度會(huì)隨著時(shí)間而變化,這對(duì)太陽(yáng)能的收集和利用提出了更高的要求。目前很多太陽(yáng)能熱水產(chǎn)品基本都是固定的,不能充分利用太陽(yáng)能資源,效率低下,也無(wú)法把多余太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能儲(chǔ)存,陰雨天時(shí),傳統(tǒng)太陽(yáng)能熱水器不熱,冬天零下十幾度,普通的太陽(yáng)能熱水器無(wú)法正常運(yùn)行或使用中水管容易發(fā)生結(jié)冰凍裂的情況等問(wèn)題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]為解決上述問(wèn)題,本實(shí)用新型提供了一種太陽(yáng)能聚熱發(fā)電自動(dòng)跟蹤控制超導(dǎo)熱水系統(tǒng),共包括四個(gè)系統(tǒng):光電跟蹤控制系統(tǒng)、光伏發(fā)電離并網(wǎng)控制系統(tǒng)、熱交換系統(tǒng)和溫度控制系統(tǒng)。本實(shí)用新型需在各個(gè)控制系統(tǒng)的配合下才能正常運(yùn)行。
[0004]光電跟蹤控制系統(tǒng)包括,光電傳感器,太陽(yáng)能聚熱發(fā)電器,太陽(yáng)能聚熱發(fā)電器陣列,支架平臺(tái),支架,步進(jìn)電機(jī)B,支撐輪,支撐輪軌道,底座,驅(qū)動(dòng)齒輪A,步進(jìn)電機(jī)A,驅(qū)動(dòng)齒輪B,支撐軸,微電腦控制箱和箱體。光電傳感器固定在支架平臺(tái)表面,太陽(yáng)能聚熱發(fā)電器平鋪在光伏板支架平臺(tái)上形成太陽(yáng)能聚熱發(fā)電器陣列,支架支撐支架平臺(tái),驅(qū)動(dòng)齒輪A固定于支架上,支撐軸固定在底座上且與驅(qū)動(dòng)齒輪B相連,支撐輪與箱體連接并固定在圓形支撐輪軌道上,微電腦控制箱與支撐輪軌道固定在底座上,底座用混凝土固定于地面。光電傳感器感受光線,反饋信息到微電腦控制箱,使電腦控制程序進(jìn)入光電檢測(cè)跟蹤模式,光電檢測(cè)跟蹤是利用光電傳感器檢測(cè)太陽(yáng)光線是否偏離支架平臺(tái)法線,當(dāng)太陽(yáng)光線偏離法線時(shí),光電傳感器發(fā)出偏差信號(hào),使跟蹤裝置重新對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng),光電檢測(cè)跟蹤能讓太陽(yáng)能聚熱發(fā)電器陣列隨時(shí)正對(duì)太陽(yáng)。太陽(yáng)能聚熱發(fā)電器陣列調(diào)整位置正對(duì)太陽(yáng)是在微電腦控制箱的控制下通過(guò)步進(jìn)電機(jī)A帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)齒輪A調(diào)節(jié)支架上的太陽(yáng)能聚熱發(fā)電器陣列實(shí)現(xiàn)縱向跟蹤太陽(yáng),通過(guò)步進(jìn)電機(jī)B帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)齒輪B調(diào)節(jié)箱體上連接的支撐輪在支撐輪軌道上實(shí)現(xiàn)橫向跟蹤太陽(yáng),通過(guò)橫向跟蹤和縱向跟蹤的結(jié)合,可使太陽(yáng)光垂直照射在太陽(yáng)能聚熱發(fā)電器陣列上。
[0005]太陽(yáng)能聚熱發(fā)電器包括,光伏板,集熱器,凹聚光鏡,聚焦點(diǎn),光伏板接線盒,鋁合金外殼,超導(dǎo)液太陽(yáng)能聚熱發(fā)電器出口,超導(dǎo)液溫度傳感器和超導(dǎo)液太陽(yáng)能聚熱發(fā)電器入口。光伏板是正方形板,光伏板中空部分為空心圓,光伏板吸收太陽(yáng)光將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為直流電從光伏板接線盒接線,通過(guò)微電腦控制箱連接到保溫水箱的直流加熱棒上,光伏板與鍋型的鋁合金外殼無(wú)縫密閉連接,鋁合金外殼包裹的“鍋內(nèi)層”為凹聚光鏡,凹聚光鏡能把太陽(yáng)光聚焦在集熱器上部的聚焦點(diǎn)上,加熱聚焦點(diǎn),使聚焦點(diǎn)的溫度急劇升高,集熱器為柱形,內(nèi)部有超導(dǎo)液,集熱器下端通有超導(dǎo)液太陽(yáng)能聚熱發(fā)電器入口與超導(dǎo)液太陽(yáng)能聚熱發(fā)電器出口,超導(dǎo)液由超導(dǎo)液太陽(yáng)能聚熱發(fā)電器入口進(jìn)入從超導(dǎo)液太陽(yáng)能聚熱發(fā)電器出口流出帶走聚焦點(diǎn)上的熱量。集熱器底部中心裝有超導(dǎo)液溫度傳感器,超導(dǎo)液溫度傳感器可以測(cè)出集熱器中的超導(dǎo)液溫度,超導(dǎo)液有一定的啟動(dòng)溫度,只需35°C即可開始傳溫,它的熱量傳遞速度是水的數(shù)倍以上,大大提高了傳熱效率。
[0006]光伏發(fā)電離并網(wǎng)發(fā)電控制系統(tǒng)的功能主要是,微電腦控制箱把光伏板發(fā)的電充入蓄電池中,蓄電池充滿后,微電腦控制箱控制蓄電池自動(dòng)停止充電。當(dāng)外界電網(wǎng)短時(shí)間停電時(shí),蓄電池可以為整個(gè)系統(tǒng)供電,確保各個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)行。當(dāng)外界電網(wǎng)來(lái)電時(shí),微電腦控制箱自動(dòng)轉(zhuǎn)換變?yōu)橛呻娋W(wǎng)供電,余電通過(guò)交流逆變器并入國(guó)家電網(wǎng)。
[0007]熱交換系統(tǒng)包括超導(dǎo)液循環(huán)和水循環(huán),當(dāng)超導(dǎo)液溫度傳感器測(cè)出的超導(dǎo)液溫度達(dá)到50°C時(shí),微電腦控制箱才會(huì)啟動(dòng)超導(dǎo)液循環(huán)和水循環(huán),低于50°C時(shí)超導(dǎo)液循環(huán)栗和水循環(huán)栗都不運(yùn)轉(zhuǎn)。超導(dǎo)液循環(huán)通過(guò)超導(dǎo)液循環(huán)栗提供動(dòng)力,從集熱器流出的超導(dǎo)液被加熱后由超導(dǎo)液換熱器入口進(jìn)入換熱器,從超導(dǎo)液換熱器出口流出換熱器再流向聚焦點(diǎn),形成超導(dǎo)液循環(huán)。水循環(huán)通過(guò)水循環(huán)栗提供動(dòng)力,從保溫水箱流出的水由入水口進(jìn)入換熱器,從出水口流出換熱器,交換熱量后,熱水重新回到保溫水箱形成水循環(huán)。
[0008]溫度控制系統(tǒng)中通過(guò)水箱溫度傳感器檢測(cè)保溫水箱的溫度,并顯示在微電腦控制箱的屏幕上,通過(guò)微電腦控制箱可以設(shè)定溫度,當(dāng)保溫水箱中的水實(shí)際溫度小于設(shè)定溫度,光電傳感器檢測(cè)是晴天時(shí),光電跟蹤控制系統(tǒng)正常運(yùn)行,自動(dòng)跟蹤太陽(yáng),同時(shí)熱交換系統(tǒng)正常運(yùn)行加熱保溫水箱中的水,光伏板通過(guò)光伏板接線盒連接直流加熱棒直接加熱保溫水箱中的水,直到水的實(shí)際溫度達(dá)到設(shè)定溫度后,微電腦控制箱會(huì)控制光電跟蹤控制系統(tǒng)停止跟蹤太陽(yáng),微電腦控制箱控制繼電器A停止直流加熱棒加熱,光伏板發(fā)的余電通過(guò)交流逆變器并入國(guó)家電網(wǎng);當(dāng)光電傳感器檢測(cè)是陰天時(shí),光電跟蹤控制系統(tǒng)不工作,微電腦控制箱控制繼電器B啟動(dòng)交流加熱棒從國(guó)家電網(wǎng)取電加熱保溫水箱內(nèi)的水。光伏板接線盒通過(guò)電纜與微電腦控制箱、繼電器A、直流加熱棒連接;交流加熱棒通過(guò)電纜與微電腦控制箱、繼電器B連接家用電源。
[0009]本實(shí)用新型和現(xiàn)有技術(shù)相比有以下優(yōu)點(diǎn),本實(shí)用新型利用自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)控制系統(tǒng),把太陽(yáng)光聚熱和太陽(yáng)能發(fā)電合二為一,發(fā)明了一種太陽(yáng)光聚熱與光伏發(fā)電聚熱同時(shí)加熱產(chǎn)生熱水的系統(tǒng),同時(shí)光伏發(fā)電的余電可以并入國(guó)家電網(wǎng),提高太陽(yáng)能利用率,并且在陰雨天無(wú)陽(yáng)光的情況下熱水系統(tǒng)可以從家用電源取電加熱保溫水箱中的水。本實(shí)用新型是由超導(dǎo)液將集熱器的熱量直接帶走,超導(dǎo)液零下40°C不會(huì)結(jié)冰,排除設(shè)備凍結(jié)的隱患。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為光電跟蹤控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖
[0011]圖2為太陽(yáng)能聚熱發(fā)電器的正視圖
[0012]圖3為太陽(yáng)能聚熱發(fā)電器的俯視圖
[0013]圖4為太陽(yáng)能聚熱發(fā)電自動(dòng)跟蹤控制超導(dǎo)熱水系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的流程圖
[0014]圖5為換熱器和保溫水箱的結(jié)構(gòu)示意圖
[0015]1、光電傳感器,2、太陽(yáng)能聚熱發(fā)電器,3、支架平臺(tái),4、支架,5、步進(jìn)電機(jī)B,6、支撐輪,7、支撐輪軌道,8、底座,9、驅(qū)動(dòng)齒輪A,10、步進(jìn)電機(jī)A,11、驅(qū)動(dòng)齒輪B,12、支撐軸,13、微電腦控制箱,14、箱體,15、光伏板,16、集熱器,17、凹聚光鏡,18、聚焦點(diǎn),19、光伏板接線盒,20、鋁合金外殼,21、超導(dǎo)液太陽(yáng)能聚熱發(fā)電器出口,22、超導(dǎo)液溫度傳感器,23、超導(dǎo)液太陽(yáng)能聚熱發(fā)電器入口,24、超導(dǎo)液循環(huán)栗,25、超導(dǎo)液換熱器出口,26、出水口,27、水循環(huán)栗,28、保溫水箱,29、超導(dǎo)液換熱器入口,30、換熱器,31、入水口,32、水箱溫度傳感器,33、交流加熱棒,34、繼電器B,35、直流加熱棒,36、繼電器A 37、蓄電池,38、太陽(yáng)能聚熱發(fā)電器陣列
【具體實(shí)施方式】
[0016]—種太陽(yáng)能聚熱發(fā)電自動(dòng)跟蹤控制超導(dǎo)熱水系統(tǒng),通過(guò)微電腦控制箱13控制光電跟蹤控制系統(tǒng)、光伏發(fā)電離并網(wǎng)控制系統(tǒng)、熱交換系統(tǒng)和溫度控制系統(tǒng)的運(yùn)行。太陽(yáng)能聚熱發(fā)電器2由光伏板15和集熱器16組成,多個(gè)太陽(yáng)能聚熱發(fā)電器2組成太陽(yáng)能聚熱發(fā)電器陣列38,安裝在支架平臺(tái)3上,通過(guò)太陽(yáng)自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)自動(dòng)定位跟蹤太陽(yáng),使集熱器16的聚焦點(diǎn)18始終保持不變。光伏板15是邊長(zhǎng)為2m的正方形,光伏板15中空部分為直徑為Im的空心圓,光伏板15下端連接光伏板接線盒19,光伏板15吸收太陽(yáng)光將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為直流電從光伏板接線盒19接線,鋁合金外殼20為鍋型,上方邊緣直徑為lm,光伏板15與鋁合金外殼20無(wú)縫密閉連接,鋁合金外殼20包裹的“鍋內(nèi)層”為凹聚光鏡17,凹聚光鏡17能把太陽(yáng)光聚焦在集熱器16上部的聚焦點(diǎn)18上,加熱聚焦點(diǎn)18,使聚焦點(diǎn)18的溫度急劇升高,集熱器16為柱形,固定在鋁合金外殼20下端,內(nèi)部有超導(dǎo)液,超導(dǎo)液由超導(dǎo)液太陽(yáng)能聚熱發(fā)電器入口23進(jìn)入從超導(dǎo)液太陽(yáng)能聚熱發(fā)電器出口 21流出帶走聚焦點(diǎn)18上的熱量。
[0017]光伏發(fā)電離并網(wǎng)發(fā)電控制系統(tǒng)中,光伏板接線盒19用線纜通過(guò)微電腦控制箱13與蓄電池37、直流加熱棒35、國(guó)家電網(wǎng)連接,光伏板接線盒19與蓄電池37通過(guò)線纜連接,光伏板15發(fā)的電充入蓄電池37中,蓄電池37充滿后,在微電腦控制箱13的控制下蓄電池37自動(dòng)停止充電。當(dāng)外界電網(wǎng)短時(shí)間停電時(shí),蓄電池37可以為整個(gè)系統(tǒng)供電,確保各個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)行。當(dāng)外界電網(wǎng)來(lái)電時(shí),微電腦控制箱13自動(dòng)轉(zhuǎn)換變?yōu)閲?guó)家電網(wǎng)供電,余電通過(guò)交流逆變器并入國(guó)家電網(wǎng)。
[0018]熱交換系統(tǒng)包括超導(dǎo)液循環(huán)和水循環(huán),超導(dǎo)液循環(huán)通過(guò)超導(dǎo)液循環(huán)栗24提供動(dòng)力,從集熱器16流出的超導(dǎo)液被加熱后由超導(dǎo)液換熱器入口29進(jìn)入換熱器30,從超導(dǎo)液換熱器出口 25流出換熱器30再流向聚焦點(diǎn)18,形成超導(dǎo)液循環(huán)。水循環(huán)通過(guò)水循環(huán)栗27提供動(dòng)力,從保溫水箱28流出的水由入水口 31進(jìn)入換熱器30,從出水口 26流出換熱器30,交換熱量后,熱水回到保溫水箱28形成水循環(huán)。光伏板接線盒19通過(guò)電纜與微電腦控制箱13、繼電器A36、直流加熱棒35連接;交流加熱棒33通過(guò)電纜與微電腦控制箱13、繼電器B34連接家用電源。
[0019]微電腦控制箱13可以設(shè)定溫度,當(dāng)保溫水箱實(shí)際溫度小于設(shè)定溫度,光電傳感器檢測(cè)是晴天時(shí),光電跟蹤控制系統(tǒng)正常運(yùn)行,太陽(yáng)能聚熱發(fā)電器陣列38自動(dòng)跟蹤太陽(yáng),同時(shí)熱交換系統(tǒng)正常運(yùn)行加熱保溫水箱28內(nèi)的水,光伏板15通過(guò)光伏板接線盒19連接直流加熱棒35直接加熱保溫水箱28內(nèi)的水,直到保溫水箱28內(nèi)的水實(shí)際溫度達(dá)到設(shè)定溫度后,微電腦控制箱13會(huì)控制光電跟蹤控制系統(tǒng)停止跟蹤太陽(yáng),微電腦控制箱13控制繼電器A36停止直流加熱棒35加熱,光伏板15發(fā)的余電通過(guò)交流逆變器并入國(guó)家電網(wǎng);當(dāng)光電傳感器I檢測(cè)是陰天時(shí),光電跟蹤控制系統(tǒng)不工作,微電腦控制箱13控制繼電器B34啟動(dòng)交流加熱棒33從國(guó)家電網(wǎng)取電加熱保溫水箱28內(nèi)的水。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種太陽(yáng)能聚熱發(fā)電自動(dòng)跟蹤控制超導(dǎo)熱水系統(tǒng),包括光電跟蹤控制系統(tǒng)、光伏發(fā)電離并網(wǎng)控制系統(tǒng)、熱交換系統(tǒng)和溫度控制系統(tǒng),其特征在于,通過(guò)微電腦控制箱控制光電跟蹤控制系統(tǒng)、光伏發(fā)電離并網(wǎng)控制系統(tǒng)、熱交換系統(tǒng)和溫度控制系統(tǒng)的運(yùn)行, 光電跟蹤控制系統(tǒng)中,太陽(yáng)能聚熱發(fā)電器組成太陽(yáng)能聚熱發(fā)電器陣列,太陽(yáng)能聚熱發(fā)電器安裝在太陽(yáng)自動(dòng)跟蹤控制支架平臺(tái)上,太陽(yáng)能聚熱發(fā)電器包括光伏板,光伏板下端連接光伏板接線盒,光伏板與鋁合金外殼上端無(wú)縫密閉連接,鋁合金外殼包裹的為凹聚光鏡,集熱器固定于鋁合金外殼,集熱器內(nèi)部有超導(dǎo)液,集熱器下端通有超導(dǎo)液太陽(yáng)能聚熱發(fā)電器入口與超導(dǎo)液太陽(yáng)能聚熱發(fā)電器出口,集熱器底部中心裝有超導(dǎo)液溫度傳感器, 光伏發(fā)電離并網(wǎng)控制系統(tǒng)中,光伏板接線盒用線纜通過(guò)微電腦控制箱與蓄電池、直流加熱棒、國(guó)家電網(wǎng)連接, 熱交換系統(tǒng)中,包括超導(dǎo)液循環(huán)和水循環(huán),超導(dǎo)液循環(huán)中,超導(dǎo)液由超導(dǎo)液太陽(yáng)能聚熱發(fā)電器入口進(jìn)入集熱器,從超導(dǎo)液太陽(yáng)能聚熱發(fā)電器出口流出,超導(dǎo)液循環(huán)栗提供動(dòng)力,從集熱器流出的超導(dǎo)液被加熱后由超導(dǎo)液換熱器入口進(jìn)入換熱器,從超導(dǎo)液換熱器出口流出換熱器再流向聚焦點(diǎn),形成超導(dǎo)液循環(huán),水循環(huán)中,水循環(huán)栗提供動(dòng)力,從保溫水箱流出的水由入水口進(jìn)入換熱器,從出水口流出換熱器,熱水重新回到保溫水箱形成水循環(huán), 溫度控制系統(tǒng)中,光伏板接線盒通過(guò)電纜與微電腦控制箱、繼電器A、直流加熱棒連接,交流加熱棒通過(guò)電纜與微電腦控制箱、繼電器B連接家用電源。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能聚熱發(fā)電自動(dòng)跟蹤控制超導(dǎo)熱水系統(tǒng),其特征是所述光伏板為長(zhǎng)為2m,中空部分為空心圓。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能聚熱發(fā)電自動(dòng)跟蹤控制超導(dǎo)熱水系統(tǒng),其特征是所述鋁合金外殼為鍋型。
【文檔編號(hào)】F24J2/46GK205641603SQ201620158388
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年3月2日
【發(fā)明人】劉靜福, 薛麗梅, 薛東梅
【申請(qǐng)人】劉靜福