利用地下淺層土壤溫度跟蹤太陽赤緯角的裝置及調(diào)節(jié)方法
【專利摘要】利用地下淺層土壤溫度跟蹤太陽赤緯角的裝置及調(diào)節(jié)方法，其目的是利用地下淺層土壤溫度的變化規(guī)律驅(qū)動裝置跟蹤太陽赤緯角的位置變化，提高跟蹤精度，降低跟蹤成本，熱膨脹流體介質(zhì)在地下淺層土壤溫度的變化作用下熱脹冷縮產(chǎn)生的內(nèi)壓強(qiáng)驅(qū)動液壓缸活塞做往復(fù)運(yùn)動，活塞桿推動旋轉(zhuǎn)支架跟蹤太陽赤緯角的變動，并在跟蹤裝置中增設(shè)了干預(yù)式溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置或者自動溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置，用于彌補(bǔ)由地下淺層土壤溫度與太陽赤緯角變化規(guī)律之間存在的相位差；調(diào)節(jié)方法是在夏至和冬至前后一段時間內(nèi)調(diào)小太陽能接收器的傾角以抵消冬季低溫遲滯帶來的誤差，自動溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置則無需人為調(diào)整也能保證全年較高的精確跟蹤。
【專利說明】利用地下淺層土壤溫度跟蹤太陽赤緯角的裝置及調(diào)節(jié)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于太陽能利用技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]在地球某一點(diǎn)處的太陽直射入射光線隨時在變化著，為了盡可能多地利用太陽直射輻射能，太陽能利用裝置要求配備能夠跟蹤太陽位置的裝置，多數(shù)太陽能跟蹤裝置以電驅(qū)動裝置為主，這類裝置跟蹤精度高，但跟蹤過程中耗能，運(yùn)行和維護(hù)成本高，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了利用地下淺層土壤溫度的規(guī)律性變化跟蹤太陽赤緯角的變化，該跟蹤裝置不耗能、成本低、易維護(hù)，具有很高的應(yīng)用前景和市場價值。
[0003]關(guān)于利用地下淺層土壤溫度跟蹤太陽赤緯角的裝置及調(diào)節(jié)方法的文獻(xiàn)還未找到。有一項(xiàng)技術(shù)成為與本專利技術(shù)較為類似的最新技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)是已公開的“利用溫度變化自動跟蹤太陽能的方法”的發(fā)明專利技術(shù)，其專利申請?zhí)枮?01110286643.3，該技術(shù)以環(huán)境溫度的日變化規(guī)律來跟蹤太陽高度角的變化，利用早晨光照補(bǔ)償來減小吸熱遲滯，以提高跟蹤精度。該項(xiàng)技術(shù)明顯存在著以下問題:1、太陽高度角從日出到日落都是在時刻變化著的，從日出時的只有幾度到正午時分的七八十度隨緯度的增高而降低，再到日落時又回到幾度的高度角，變化幅度大，變化速度快，并且隨著季節(jié)的不同而不同，因此對太陽高度角的跟蹤要求響應(yīng)速度快，而膨脹罐內(nèi)流體的溫度變化由于受傳熱熱阻及裝置本身的熱慣性的影響和限制，溫度變化速率較慢，由膨脹罐內(nèi)流體溫度變化驅(qū)動的踴躍裝置難于及時跟蹤太陽能高度角的變化速率，造成較大的跟蹤誤差。
[0004]2、太陽高度角與環(huán)境溫度的變化一致性差。環(huán)境溫度的變化存在短周期性在一天內(nèi)、中期周期性在兩個強(qiáng)對流天氣變化期間，長周期性一年內(nèi)，在短周期內(nèi)，環(huán)境溫度與太陽高度角的變化規(guī)律也存在時間上和變化特征上的差異；在中周期內(nèi)，每次強(qiáng)降溫天氣過后，即使是在相近的幾天內(nèi)，環(huán)境溫度將隨著天氣晴好而迅速上升，前后幾天內(nèi)的環(huán)境溫度變化較大，而太陽高度角的變化規(guī)律基本不變；在長周期內(nèi)，夏季平均氣溫很高，而冬季平均氣溫很低，夏季早晚的環(huán)境溫度較冬季中午的溫度還高，但夏季早晚的太陽高度角比冬季中午的太陽高度角低很多，因此太陽高度角與環(huán)境溫度的變化一致性差，利用環(huán)境溫度跟蹤太陽赤緯角的精度就會較低。
[0005]3、天氣因素對該技術(shù)跟蹤精度的影響大，在晴朗且無風(fēng)的天氣條件下，環(huán)境溫度與太陽高度角存在一定的相關(guān)性，該技術(shù)尚可跟蹤，但在大風(fēng)、霧天、或多云天氣條件下，環(huán)境溫度與太陽高度角的相關(guān)關(guān)系減弱，此時利用環(huán)境溫度跟蹤太陽高度角就變得不可能。
[0006]4、跟蹤目標(biāo)角度與所使用的環(huán)境溫度之間存在時間遲滯效應(yīng)，光照補(bǔ)償法在解決上升段問題的同時，增加了下降段的跟蹤誤差，同時在天氣較差的條件下，本方法不能使用。在天氣晴朗且無風(fēng)的條件下，環(huán)境溫度隨太陽高度角的升高而上升，隨太陽高度角的降低而下降，但并非同步變化，而是有一個相位差，也即時間遲滯，通過環(huán)境溫度跟蹤太陽高度角需要解決時間遲滯問題，而通過光照補(bǔ)償法解決時間遲滯問題時，太陽高度角上升段通過光照加快了膨脹罐內(nèi)的溫升速率，解決了一部分上升段的時間遲滯問題，但在太陽高度角下降段由于光照的存在，反而使膨脹罐內(nèi)的溫降速率減慢，使問題更嚴(yán)重，跟蹤誤差加大。如果在有云層遮擋或太陽直射較弱時，本方法不能發(fā)揮應(yīng)有的作用。
[0007]5、太陽高度角與日環(huán)境溫度之間每天都存在時間遲滯效應(yīng)，因此通過環(huán)境溫度跟蹤太陽高度角時必須每天都進(jìn)行溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)器節(jié)，調(diào)節(jié)頻次高，如果手動調(diào)節(jié)則需要專人負(fù)責(zé)，費(fèi)時費(fèi)力且成本高；如果光照調(diào)節(jié)，則很難上升段與下降段兼顧，因此這種跟蹤裝置精確跟蹤成本聞，非精確跟蹤則誤差大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是利用地下淺層土壤溫度的變化規(guī)律驅(qū)動裝置跟蹤太陽赤緯角的位置變化，提高跟蹤精度，降低跟蹤成本。
[0009]本發(fā)明是利用地下淺層土壤溫度跟蹤太陽赤緯角的裝置及調(diào)節(jié)方法，利用地下淺層土壤溫度跟蹤太陽赤緯角的裝置南北向放置，設(shè)有北支撐桿3和南支撐桿12，在南支撐桿12或者北支撐桿3上串接有伸縮式液壓缸6及其活塞桿11，液壓缸6的內(nèi)腔與埋在地下淺層土壤10中的熱膨脹罐8的內(nèi)腔聯(lián)通，在液壓缸6和熱膨脹罐8的內(nèi)腔中充滿有熱膨脹流體介質(zhì)9，在由太陽能接收器I下面的托架18、北支撐桿3、南支撐桿12和基座13所組成的多邊形結(jié)構(gòu)中，至少有三個旋轉(zhuǎn)活動節(jié)點(diǎn)，本裝置設(shè)有干預(yù)式溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置16，或者設(shè)有自動溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置19，干預(yù)式溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置16設(shè)在北支撐桿3上，或者在南支撐桿12上，或者在托架18上，或者在液壓缸6上，或者在導(dǎo)壓軟管7上，或者在熱膨脹罐8上，自動溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置19設(shè)在北支撐桿3上，或者在南支撐桿12上。
[0010]利用地下淺層土壤溫度跟蹤太陽赤緯角的裝置的調(diào)節(jié)方法，所述的干預(yù)式溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置16，其調(diào)節(jié)方法為:在每年的6月I日之8月31之間，通過干預(yù)式溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置16分I?5次逐次縮短南支撐桿12或者伸長北支撐桿3，以便調(diào)大太陽能接收器I的傾角，總共調(diào)大5?20度；在每年的12月I日之2月28之間，通過干預(yù)式溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置16分I?5次逐次加長南支撐桿12，或者縮短北支撐桿3，調(diào)小太陽能接收器I的傾角，總共調(diào)小5?20度。
[0011]本發(fā)明的有益效果為:
1、本發(fā)明專利不再跟蹤太陽高度角轉(zhuǎn)而跟蹤太陽赤緯角，太陽赤緯角以一年為周期，從冬至的南回歸線到夏至的北回歸線，再到南回歸線，年總計變化幅度為47度，每24小時變化0.26度，因此跟蹤太陽赤緯角的裝置在某一天中幾乎可以一動不動，其跟蹤誤差也小于0.26度，因此太陽赤緯角跟蹤裝置所要求的響應(yīng)速度慢，適合以膨脹罐內(nèi)液體的溫度變化進(jìn)行跟蹤，并且跟蹤精度聞。
[0012]2、太陽赤緯角與地下淺層土壤溫度的變化一致性好。首先，地下淺層土壤溫度在一年中隨太陽赤緯角的變化作有規(guī)律的變動，在北半球，當(dāng)太陽能赤緯角升高時北正南負(fù)，地下淺層土壤溫度也隨之上升，當(dāng)太陽能赤緯角降低時，地下淺層土壤溫度也隨之下降；其次，地下淺層土壤溫度每天的變化幅度很小，這點(diǎn)變化特性與太陽赤緯角的變化特性非常一致；因此，太陽赤緯角與地下淺層土壤溫度的變化一致性好，利用地下淺層土壤溫度跟蹤太陽赤緯角精度高。
[0013]3、天氣變化對本裝置跟蹤精度的影響小。由于土壤的導(dǎo)熱系數(shù)小及大地巨大的熱慣性的存在，像刮風(fēng)、下雨、降溫等短期強(qiáng)對流天氣對地下淺層土壤溫度的影響很小，因此即使在這種惡劣的天氣條件下，本裝置也能很好地跟蹤太陽赤緯角。
[0014]4、本發(fā)明采用的干預(yù)式溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置或者自動溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置都較好地解決了跟蹤目標(biāo)角度與所使用溫度之間存在的時間遲滯效應(yīng)。本發(fā)明在北支撐桿、或者是南支撐桿、或者是液壓缸、或者是導(dǎo)壓軟管、或者是熱膨脹罐上設(shè)有干預(yù)式溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置，在每年夏至前后調(diào)大太陽能接收器的傾角，在冬至前后調(diào)小太陽能接收器的傾角的方式解決了跟蹤目標(biāo)角度與所使用溫度之間存在的時間遲滯效應(yīng)，因?yàn)檎{(diào)節(jié)次數(shù)少，手動調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)方便，采用上升段前后和下降段前后兩頭調(diào)節(jié)，因此能同時在太陽赤緯角的上升段和下降段調(diào)整時滯效應(yīng)，使得全年跟蹤精度都較高；另一方面，本發(fā)明在北支撐桿、或者是南支撐桿上安裝的凸輪式自動溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置，可以根據(jù)裝置應(yīng)用地區(qū)太陽赤緯角與地下淺層土壤溫度變化規(guī)律之間的不一致性，特別加工出凸輪的外形形狀，一次性解決太陽赤緯角與地下淺層土壤溫度變化曲線之間存在的時間遲滯效應(yīng)，全自動運(yùn)行，盡管前期加工成本稍高，但跟蹤精度高，不需人工干預(yù)調(diào)節(jié)，方便高效。兩種溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置各有優(yōu)點(diǎn)，都能較好地解決跟蹤目標(biāo)角度與所使用溫度之間存在的時間遲滯效應(yīng)。
[0015]5、太陽赤緯角與地下淺層土壤溫度之間的時間遲滯效應(yīng)每年只有一次，對于干預(yù)式溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置，只需在夏至和冬至前后各調(diào)節(jié)I?5次即可，因時間遲滯效應(yīng)所引起的調(diào)節(jié)次數(shù)少，調(diào)節(jié)后跟蹤精度高如果在夏至和冬至前后各調(diào)節(jié)4次，年跟蹤最大誤差可減小到2度，在部分裝置中手動調(diào)節(jié)即可滿足要求，因此跟蹤裝置成本低；對于自動溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置，因無需人工調(diào)整，省時省力，因此總跟蹤成本也較低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]下面根據(jù)實(shí)施例和附圖對本發(fā)明專利作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0017]圖1是本發(fā)明專利的跟蹤裝置側(cè)視圖，圖2是安裝有手動液壓調(diào)節(jié)型調(diào)節(jié)裝置的跟蹤裝置側(cè)視圖，圖3是膨脹罐與液壓缸一體化的跟蹤裝置側(cè)視圖，圖4是三角架形跟蹤裝置側(cè)視圖，圖5是安裝自動溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置的跟蹤裝置側(cè)視圖，附圖標(biāo)記及對應(yīng)名稱為:1、太陽能接收器；2、第一旋轉(zhuǎn)活動節(jié)點(diǎn)；3、北支撐桿；4、第二旋轉(zhuǎn)活動節(jié)點(diǎn)；5、第三旋轉(zhuǎn)活動節(jié)點(diǎn)；6、液壓缸；7、導(dǎo)壓軟管；8、熱膨脹罐；9、熱膨脹流體介質(zhì)；10、土壤；11、活塞桿；12、南支撐桿；13、基座；14、注液排液口 ；15、閥門；16、干預(yù)式溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置；17、絕熱層，18、托架，19、自動溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖1-5對本發(fā)明的實(shí)施作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但對相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均有可能發(fā)生改變。所以，不應(yīng)將本說明書理解為對本發(fā)明的限制。在本發(fā)明基本思想限制下的任何改變均屬于本發(fā)明范疇之內(nèi)，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)有權(quán)利要求限制。
[0019]如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5所示，本發(fā)明提供了一種利用地下淺層土壤溫度跟蹤太陽赤緯角的裝置及調(diào)節(jié)方法，其【具體實(shí)施方式】是:該裝置南北向放置，設(shè)有南北兩組支撐桿:北支撐桿3和南支撐桿12，在南支撐桿12或者北支撐桿3上串接有伸縮式液壓缸6及其活塞桿11，液壓缸6的內(nèi)腔與埋在地下淺層土壤10中的熱膨脹罐8的內(nèi)腔聯(lián)通，在液壓缸6和熱膨脹罐8的內(nèi)腔中充滿有熱膨脹流體介質(zhì)9，在由太陽能接收器I下面的托架18、北支撐桿3、南支撐桿12和基座13所組成的多邊形結(jié)構(gòu)中，至少有三個旋轉(zhuǎn)活動節(jié)點(diǎn)，本裝置或者設(shè)有干預(yù)式溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置16，或者設(shè)有自動溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置19，干預(yù)式溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置16設(shè)在北支撐桿3、或者是南支撐桿12、或者是托架18、或者是液壓缸6、或者是導(dǎo)壓軟管7、或者是熱膨脹罐8上，自動溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置19設(shè)在北支撐桿3上，或者是南支撐桿12上。
[0020]如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5所示，熱膨脹罐8在土壤10中的埋深在5cm?IOOcm之間，或者將熱膨脹罐8放置在地面以上位置，但加裝30cm厚以上的絕熱層17，以防止環(huán)境溫度的短期波動對其造成的影響。
[0021]如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5所示，液壓缸6或者通過導(dǎo)壓軟管7與熱膨脹罐8相聯(lián)通，或者直接安裝在熱膨脹罐8上，液壓缸6的內(nèi)腔直接與熱膨脹罐8的內(nèi)腔相連接。
[0022]如圖1、圖3、圖4、圖5所示，在導(dǎo)壓軟管7或熱膨脹罐8上設(shè)有注液排液口 14和閥門15。
[0023]如圖1、圖2、圖3、圖4所示，干預(yù)式溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置16或者是螺桿調(diào)節(jié)裝置，或者是滑套調(diào)節(jié)裝置，或者是滑塊調(diào)節(jié)裝置，或者是液壓調(diào)節(jié)裝置、或者是氣壓調(diào)節(jié)裝置。
[0024]如圖5所示，自動溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置19是凸輪調(diào)節(jié)裝置，凸輪調(diào)節(jié)裝置的軸心固定，活塞桿11的外端點(diǎn)與凸輪盤面上的一點(diǎn)相連接，活塞桿11的往復(fù)運(yùn)行驅(qū)動凸輪繞其軸心做圓周運(yùn)動，連接凸輪邊緣最遠(yuǎn)點(diǎn)和最近點(diǎn)的連線與連接活塞桿11端點(diǎn)運(yùn)動軌跡最遠(yuǎn)點(diǎn)和最近點(diǎn)的連線之間的夾角為10?60度，連接凸輪邊緣線距中心最遠(yuǎn)點(diǎn)和最近點(diǎn)的連線將凸輪邊緣線分為上升部分與下降部分兩部分，安裝在南支撐桿12上的凸輪調(diào)節(jié)裝置在活塞桿11處于最低位時凸輪邊緣線距中心最遠(yuǎn)的點(diǎn)朝下，安裝在南支撐桿12上的凸輪調(diào)節(jié)裝置的上升部分的邊緣線距中心的距離大于下降部分的邊緣線距中心的距離，安裝在北支撐桿3上的凸輪調(diào)節(jié)裝置與安裝在南支撐桿12上的凸輪調(diào)節(jié)裝置相反，托架18的一端與不安裝液壓缸6的南支撐桿12或者北支撐桿3連接，另一端沿凸輪的上部邊緣線或下部邊緣線運(yùn)動。
[0025]如圖1、圖2、圖5所示，在液壓缸6和導(dǎo)壓軟管7的外表面或者設(shè)有絕熱層17。
[0026]如圖1、圖2、圖3、圖4所示，干預(yù)式溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置16的調(diào)節(jié)方法是:在每年的6月I日之8月31之間，通過干預(yù)式溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置16分I?5次逐次縮短南支撐桿12或者伸長北支撐桿3，以便調(diào)大太陽能接收器I的傾角，總共調(diào)大5?20度；在每年的12月I日之2月28之間，通過干預(yù)式溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置16分I?5次逐次加長南支撐桿12，或者縮短北支撐桿3，調(diào)小太陽能接收器I的傾角，總共調(diào)小5?20度。
[0027]下面結(jié)合具體的實(shí)施例對本發(fā)明專利技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步說明。
[0028]實(shí)施例1
如圖1所示，該裝置南北向放置，設(shè)有南北兩組支撐桿:北支撐桿3和南支撐桿12，在南支撐桿12上串接有伸縮式液壓缸6及其活塞桿11，液壓缸6的內(nèi)腔與埋在地下淺層土壤10中的熱膨脹罐8的內(nèi)腔聯(lián)通，在液壓缸6和熱膨脹罐8的內(nèi)腔中充滿有熱膨脹流體介質(zhì)9，在由太陽能接收器I下面的托架18、北支撐桿3、南支撐桿12和基座13所組成的多邊形結(jié)構(gòu)中，有三個旋轉(zhuǎn)活動節(jié)點(diǎn)，在南支撐桿12上設(shè)有螺桿調(diào)節(jié)型干預(yù)式溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置16。
[0029]熱膨脹罐8在土壤10中的埋深為50cm，液壓缸6通過導(dǎo)壓軟管7與熱膨脹罐8相聯(lián)通，在導(dǎo)壓軟管7上設(shè)有注液排液口 14和閥門15，在與熱膨脹流體介質(zhì)9直接接觸的地面以上的裝置，如液壓缸6、導(dǎo)壓軟管7等外表面設(shè)置有絕熱層17，以減少環(huán)境溫度對熱膨脹流體介質(zhì)9溫度的影響。
[0030]其干預(yù)式溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)方法的是:在每年的7月I日之7月15之間，通過干預(yù)式溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置16 —次性將南支撐桿12縮短一定長度，以使太陽能接收器I的傾角在原基礎(chǔ)上增大16度；在每年的I月5日之I月20之間，再通過干預(yù)式溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置16一次性加長南支撐桿12，以使太陽能接收器I的傾角在原基礎(chǔ)上減小16度。
[0031]實(shí)施例2
如圖2所示，在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，將螺桿液壓型干預(yù)式溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置16改裝到熱膨脹罐8上，熱膨脹罐8在土壤10中的埋深為30cm，液壓缸6通過導(dǎo)壓軟管7與熱膨脹罐8相聯(lián)通，該裝置不設(shè)單獨(dú)的注液排液口 14和閥門15，而是以螺桿液壓型干預(yù)式溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置16作為注液排液口 14和閥門15，在地面以上的裝置外表面設(shè)置有絕熱層17，以減少環(huán)境溫度對熱膨脹流體介質(zhì)9溫度的影響。
[0032]其干預(yù)式溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)方法改為:在每年的6月I日之8月31之間，通過干預(yù)式溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置16分2次逐次縮短南支撐桿12，以便調(diào)大太陽能接收器I的傾角，總共調(diào)大5度；在每年的12月I日之2月28之間，再通過干預(yù)式溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置16分2次逐次加長南支撐桿12，調(diào)小太陽能接收器I的傾角，總共調(diào)小5度。
[0033]實(shí)施例3
如圖3所示，在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，將干預(yù)式溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置16改為滑套調(diào)節(jié)裝置，將干預(yù)式溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置16改裝到北支撐桿3上，熱膨脹罐8在土壤10中的埋深為100cm，液壓缸6直接與熱膨脹罐8相聯(lián)通，注液排液口 14和閥門15改在熱膨脹罐8，在地面以上的裝置外表面不設(shè)絕熱層17。
[0034]其干預(yù)式溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)方法改為:在每年的6月I日之8月31之間，通過干預(yù)式溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置16分3次逐次伸長北支撐桿3，以便調(diào)大太陽能接收器I的傾角，總共調(diào)大15度；在每年的12月I日之2月28之間，再通過干預(yù)式溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置16分3次逐次縮短北支撐桿3，調(diào)小太陽能接收器I的傾角，總共調(diào)小15度。
[0035]實(shí)施例4
如圖4所示，在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，將干預(yù)式溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置16改為滑塊調(diào)節(jié)裝置，將干預(yù)式溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置16改裝到北支撐桿3上，熱膨脹罐8在土壤10中的埋深為80cm，液壓缸6通過導(dǎo)壓軟管7與熱膨脹罐8相聯(lián)通，注液排液口 14和閥門15改在導(dǎo)壓軟管7，在地面以上的裝置外表面不設(shè)絕熱層17。
[0036]其干預(yù)式溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)方法改為:在每年的6月I日之8月31之間，通過干預(yù)式溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置16分4次逐次伸長北支撐桿3，以便調(diào)大太陽能接收器I的傾角，總共調(diào)大12度；在每年的12月I日之2月28之間，再通過干預(yù)式溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置16分4次逐次縮短北支撐桿3，調(diào)小太陽能接收器I的傾角，總共調(diào)小12度。
[0037]實(shí)施例5
如圖1?圖4所示，在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，將干預(yù)式溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置16改為液壓調(diào)節(jié)裝置，將干預(yù)式溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置16改裝到導(dǎo)壓軟管7上，熱膨脹罐8在土壤10中的埋深為5cm，液壓缸6通過導(dǎo)壓軟管7與熱膨脹罐8相聯(lián)通，無注液排液口 14和閥門15，在地面以上的裝置外表面設(shè)有絕熱層17。
[0038]其干預(yù)式溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)方法改為:在每年的6月I日之8月31之間，通過干預(yù)式溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置16分5次逐次縮短南支撐桿12，以便調(diào)大太陽能接收器I的傾角，總共調(diào)大20度；在每年的12月I日之2月28之間，再通過干預(yù)式溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置16分5次逐次加長南支撐桿12，調(diào)小太陽能接收器I的傾角，總共調(diào)小20度。
[0039]實(shí)施例6
如圖1?圖4所示，在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，將干預(yù)式溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置16改為滑塊調(diào)節(jié)裝置，將干預(yù)式溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置16改裝到太陽能接收器I的托架18上，熱膨脹罐8放置在地面以上，液壓缸6直接與熱膨脹罐8相聯(lián)通，注液排液口 14和閥門15直接安裝在熱膨脹罐8上，在地面以上的裝置外表面設(shè)有30cm厚聚胺脂絕熱層17。
[0040]其干預(yù)式溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)方法改為:在每年的6月I日之8月31之間，通過干預(yù)式溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置16分2次逐次縮短南支撐桿12，以便調(diào)大太陽能接收器I的傾角，總共調(diào)大18度；在每年的12月I日之2月28之間，再通過干預(yù)式溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置16分2次逐次加長南支撐桿12，調(diào)小太陽能接收器I的傾角，總共調(diào)小18度。
[0041]實(shí)施例7
如圖1?圖4所示，在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，將干預(yù)式溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置16改為氣壓調(diào)節(jié)裝置，將干預(yù)式溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置16改裝到熱膨脹罐8上，熱膨脹罐8放置在地面以上，液壓缸6直接與熱膨脹罐8相聯(lián)通，不設(shè)注液排液口 14和閥門15，在地面以上的裝置外表面設(shè)有30cm厚聚胺脂絕熱層17。
[0042]其干預(yù)式溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)方法改為:在每年的6月I日之8月31之間，通過干預(yù)式溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置16分3次逐次縮短南支撐桿12，以便調(diào)大太陽能接收器I的傾角，總共調(diào)大10度；在每年的12月I日之2月28之間，再通過干預(yù)式溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置16分2次逐次加長南支撐桿12，調(diào)小太陽能接收器I的傾角，總共調(diào)小10度。
[0043]實(shí)施例8
如圖1?圖4所示，在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，將伸縮式液壓缸6及其活塞桿11改為安裝在北支撐桿3上，并在活塞桿11和北支撐桿3聯(lián)接處設(shè)有一個活動轉(zhuǎn)盤，活塞桿11和北支撐桿3分別連接在轉(zhuǎn)盤直徑的兩端，當(dāng)活塞桿11向上運(yùn)行時，北支撐桿3向下運(yùn)行，反之則反之。
[0044]在南支撐桿12上設(shè)有螺桿調(diào)節(jié)型干預(yù)式溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置16
其干預(yù)式溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)方法改為:在每年的6月I日之8月31之間，通過干預(yù)式溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置16分4次逐次縮短南支撐桿12，以便調(diào)大太陽能接收器I的傾角，總共調(diào)大16度；在每年的12月I日之2月28之間，再通過干預(yù)式溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置16分2次逐次加長南支撐桿12，調(diào)小太陽能接收器I的傾角，總共調(diào)小16度。
[0045]實(shí)施例9
如圖5所示，在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，將干預(yù)式溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置16改為凸輪式自動溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置19，并安裝在南支撐桿12上，其他與實(shí)施例1相同，連接凸輪邊緣最遠(yuǎn)點(diǎn)和最近點(diǎn)的連線與連接活塞桿11端點(diǎn)運(yùn)動軌跡最遠(yuǎn)點(diǎn)和最近點(diǎn)的連線之間的夾角為60度。本裝置全年無需人為干預(yù)調(diào)整，跟蹤裝置也能進(jìn)行精確跟蹤。
[0046]實(shí)施例10 如圖5所示，在實(shí)施例9的基礎(chǔ)上，將凸輪式自動溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置19改為安裝在北支撐桿3上，凸輪調(diào)節(jié)裝置在活塞桿11處于最低位時凸輪邊緣線距中心最遠(yuǎn)的點(diǎn)朝上，凸輪調(diào)節(jié)裝置的上升部分的邊緣線距中心的距離較下降部分的邊緣線距中心的距離近，連接凸輪邊緣最遠(yuǎn)點(diǎn)和最近點(diǎn)的連線與連接活塞桿11端點(diǎn)運(yùn)動軌跡最遠(yuǎn)點(diǎn)和最近點(diǎn)的連線之間的夾角為10度。本裝置全年無需人為干預(yù)調(diào)整，跟蹤裝置也能進(jìn)行精確跟蹤。
【權(quán)利要求】
1.利用地下淺層土壤溫度跟蹤太陽赤緯角的裝置，其特征是:該裝置南北向放置，設(shè)有北支撐桿(3)和南支撐桿(12)，在南支撐桿(12)或者北支撐桿(3)上串接有伸縮式液壓缸(6)及其活塞桿(11)，液壓缸(6)的內(nèi)腔與埋在地下淺層土壤(10)中的熱膨脹罐(8)的內(nèi)腔聯(lián)通，在液壓缸(6)和熱膨脹罐(8)的內(nèi)腔中充滿有熱膨脹流體介質(zhì)(9)，在由太陽能接收器(I)下面的托架(18)、北支撐桿(3)、南支撐桿(12)和基座(13)所組成的多邊形結(jié)構(gòu)中，至少有三個旋轉(zhuǎn)活動節(jié)點(diǎn)，本裝置設(shè)有干預(yù)式溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置(16)，或者設(shè)有自動溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置(19)，干預(yù)式溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置(16)設(shè)在北支撐桿(3)上，或者在南支撐桿(12)上，或者在托架(18)上，或者在液壓缸(6)上，或者在導(dǎo)壓軟管(7)上，或者在熱膨脹罐(8 )上，自動溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置(19 )設(shè)在北支撐桿(3 )上，或者在南支撐桿(12 )上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用地下淺層土壤溫度跟蹤太陽赤緯角的裝置，其特征是:熱膨脹罐(8)在土壤(10)中的埋深在5cm~IOOcm之間；或者將熱膨脹罐(8)放置在地面以上位置，加裝30cm厚以上的絕熱層(17)，以防止環(huán)境溫度的短期波動對其造成的影響。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用地下淺層土壤溫度跟蹤太陽赤緯角的裝置，其特征是:液壓缸(6)通過導(dǎo)壓軟管(7)與熱膨脹罐(8)相聯(lián)通，或者直接安裝在熱膨脹罐(8)上，液壓缸(6)的內(nèi)腔直接與熱膨脹罐(8)的內(nèi)腔相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用地下淺層土壤溫度跟蹤太陽赤緯角的裝置，其特征是:在導(dǎo)壓軟管(7 )或熱膨脹罐(8 )上設(shè)有注液排液口( 14 )和閥門(15 )。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用地下淺層土壤溫度跟蹤太陽赤緯角的裝置，其特征是:干預(yù)式溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置(16)是螺桿調(diào)節(jié)裝置，或者是滑套調(diào)節(jié)裝置，或者是滑塊調(diào)節(jié)裝置，或者是液壓調(diào)節(jié)裝置，或者是氣壓調(diào)節(jié)裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用地下淺層土壤溫度跟蹤太陽赤緯角的裝置，其特征是:自動溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置(19)是凸輪調(diào)節(jié)裝置，凸輪調(diào)節(jié)裝置的軸心固定，活塞桿(11)的外端點(diǎn)與凸輪盤面上的一點(diǎn)相連接，活塞桿(11)的往復(fù)運(yùn)行驅(qū)動凸輪繞其軸心做圓周運(yùn)動，連接凸輪邊緣最遠(yuǎn)點(diǎn)和最近點(diǎn)的連線與連接活塞桿(11)端點(diǎn)運(yùn)動軌跡最遠(yuǎn)點(diǎn)和最近點(diǎn)的連線之間的夾角為10~60度，連接凸輪邊緣線距中心最遠(yuǎn)點(diǎn)和最近點(diǎn)的連線將凸輪邊緣線分為上升部分與下降部分兩部分，安裝在南支撐桿(12)上的凸輪調(diào)節(jié)裝置在活塞桿(11)處于最低位時凸輪邊緣線距中心最遠(yuǎn)的點(diǎn)朝下，安裝在南支撐桿(12)上的凸輪調(diào)節(jié)裝置的上升部分的邊緣線距中心的距離大于下降部分的邊緣線距中心的距離，安裝在北支撐桿(3)上的凸輪調(diào)節(jié)裝置與安裝在南支撐桿(12)上的凸輪調(diào)節(jié)裝置相反，托架(18)的一端與不安裝液壓缸(6)的南支撐桿(12)或者北支撐桿(3)連接，另一端沿凸輪的上部邊緣線或下部邊緣線運(yùn)動。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用地下淺層土壤溫度跟蹤太陽赤緯角的裝置，其特征是:在液壓缸(6)和導(dǎo)壓軟管(7)的外表面設(shè)有絕熱層(17)。
8.利用地下淺層土壤溫度跟蹤太陽赤緯角的裝置的調(diào)節(jié)方法，其特征在于所述的干預(yù)式溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置(16)，其調(diào)節(jié)方法為:在每年的6月I日之8月31之間，通過干預(yù)式溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置(16)分I~5次逐次縮短南支撐桿(12)或者伸長北支撐桿(3)，以便調(diào)大太陽能接收器(I)的傾角，總共調(diào)大5~20度；在每年的12月I日之2月28之間，通過干預(yù)式溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置(16)分I~5次逐次加長南支撐桿(12)，或者縮短北支撐桿(3)，調(diào)小太陽能接收器(I)的傾角，總共調(diào)小5~20度。
【文檔編號】G05D9/12GK104020794SQ201410260863
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月13日
【發(fā)明者】王克振, 王智平, 趙靜, 路陽, 岳金文, 隋增光, 陸鑫, 鄧立, 楊春林, 張舒研 申請人:蘭州理工大學(xué)