專利名稱：一種基于角度檢測模式的太陽能槽式系統跟蹤裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種跟蹤裝置，特別涉及一種基于角度檢測模式的太陽能槽式系統跟蹤裝置，屬于太陽能利用跟蹤技術領域。
背景技術：
能源是人類生存和賴以發展的基礎，然而在人類社會的發展過程中，在過去的幾百年里，消耗了大量的不可再生化石能源，而且即將被耗盡，因此世界眾多國家都在大力發展可再生能源，可再生能源包括太陽能、生物質能、地熱能、風能、水能、海洋能等。經測算表明到2015年，通過可再生能源的開發利用，將會減少數千萬噸污染物的排放。其中太陽能又具有普遍、無害、巨大、長久等優點，太陽每年送給地球的輻射能相當于人類消耗能源總和的一萬倍。因此太陽能的開發與利用是實現能源可持續發展最為直接的方式之一，對全球能源短缺和改善環境具有積極重要的意義。雖然太陽能資源如此豐富，無需運輸，免費使用，對環境無任何污染，但是太陽能的能流密度低，而且其強度受各種天氣因素的影響而變化。因此，如何提高太陽能的轉換效率成為太陽能有效利用的一大難題。為提高太陽能轉換利用效率，在太陽能光伏光熱轉換時采用跟蹤裝置是一種有效的方法。在太陽能系統研究中，采用跟蹤裝置的系統主要有槽式系統、蝶式系統、塔式系統，其中槽式系統研究最為廣泛，技術也最為成熟，已在諸多國家進行商業化運行。而在槽式系統運行過程中，跟蹤裝置的精度直接影響系統的效率。傳統的自動跟蹤方式主要有程序跟蹤、傳感器跟蹤。由于太陽在天空中運行時并非勻速圓周運動，且每天都不一樣，因此使用程序跟蹤時，由于齒輪之間的傳動會產生的累計誤差，從而導致跟蹤超前或滯后；使用傳感器跟蹤容易受到天氣變化的影響，尤其是云朵的影響較大，導致跟蹤裝置錯誤的跟蹤。因此將程序跟蹤和傳感器跟蹤結合起來可以有效的避免累積誤差和錯誤跟蹤，但現有的綜合考慮程序跟蹤和傳感器跟蹤的跟蹤裝置只是機械的將兩者相結合，從而導致了硬件設備復雜，成本較高，且系統維修頻繁。針對上述跟蹤裝置所存在的問題，本實用新型設計一種基于角度檢測模式的太陽能槽式系統跟蹤裝置，基于角度傳感器檢測太陽能槽式系統傾角的基本原理，并與單片機編程計算的太陽高度角和方位角進行實時對比，將程序跟蹤和傳感器跟蹤進行有機的結合，從而實現太陽能槽式系統實時跟蹤太陽的目的。且跟蹤速度快、精度高、結構簡單、價格低廉。
發明內容本實用新型的目的在于克服現有的太陽能槽式系統跟蹤裝置的不足，提供一種基于角度檢測模式的太陽能槽式系統跟蹤裝置，將程序跟蹤和傳感器跟蹤進行有機的結合，且跟蹤速度快、精度高、結構簡單、價格低廉。本實用新型通過以下技術方案完成:一種基于角度檢測模式的太陽能槽式系統跟蹤裝置，包括一大齒輪，大齒輪的中間位置有一太陽能槽式系統轉軸連接孔，在槽式系統轉軸連接孔上部還有一傾角傳感器，大齒輪還與一小齒輪連接，小齒輪的中間位置與步進電機相連接。工作原理:步進電機的轉動,從而帶動小齒輪的轉動，小齒輪的轉動又帶動大齒輪的轉動,大齒輪的轉動帶動了太陽能槽式系統轉軸連接孔轉動的同時，還使得傾角傳感器也一起跟著轉動，程序會檢測傾角傳感器的角度，當檢測到與太陽時對應的角度時，程序會控制步進電機停止工作，從而達到準確跟蹤，當下一時刻到來時，步進電機又開始轉動，程序會再次檢測重復運行。到傍晚日落時分，程序會主動放棄跟蹤，將槽式系統回正到零傾角位置，早晨日出時分，程序會主動跟蹤太陽，開始一天的太陽跟蹤。本實用新型與現有技術相比，具有如下優點:1、在判斷跟蹤位置時，使用時序判斷，并采用的是角度傳感器進行檢測，不需依靠太陽光來被動的檢測太陽在天空中的位置，從而避免了太陽光的不穩定的影響。2、跟蹤裝置可以放置在保護箱內，避免了戶外不穩定的環境和天氣因素的影響，從而跟蹤裝置可以長時間的穩定運行。3、在檢測跟蹤位置時，使用的是傾角傳感器，且結構簡單，價格便宜，性能穩定，結構緊湊，安裝方便。
:圖1為本發明的結構示意圖。
具體實施方式
:本基于角度檢測模式的太陽能槽式系統跟蹤裝置，包括一大齒輪3，大齒輪3的中間位置有一太陽能槽式系統轉軸連接孔1，在槽式系統轉軸連接孔I上部還有一傾角傳感器2，大齒輪3還與一小齒輪5連接，小齒輪5的中間位置與步進電機4相連接。實施例1基于角度檢測模式的太陽能槽式系統跟蹤裝置正常工作模式:工作時步進電機
(4)的轉動,從而帶動小齒輪(5)的轉動,小齒輪(5)的轉動又帶動大齒輪(3)的轉動,大齒輪(3)的轉動帶動了太陽能槽式系統轉軸連接孔(I)轉動的同時，還使得傾角傳感器(2)也一起跟著轉動，程序會檢測傾角傳感器(2)的角度，當檢測到與太陽時對應的角度時，程序會控制步進電機(4)停止工作，從而達到準確跟蹤，當下一時刻到來時，步進電機(4)又開始轉動，程序會再次檢測重復運行。實施例2基于角度檢測模式的太陽能槽式系統跟蹤裝置早晚工作模式:到傍晚日落時分，程序會檢測到日落時間，從而主動放棄跟蹤，并將槽式聚光系統回正到零傾角；在早晨日出時分，程序同樣會檢測到日落時間，從而主動跟蹤太陽，開始一天的太陽跟蹤。
權利要求1.一種基于角度檢測模式的太陽能槽式系統跟蹤裝置，其特征在于它由太陽能槽式系統轉軸連接孔(I)、傾角傳感器(2)、大齒輪(3)、步進電機(4)、小齒輪(5)組成，工作時步進電機(4)的轉動，從而帶動小齒輪(5)的轉動，小齒輪(5)的轉動又帶動大齒輪(3)的轉動，大齒輪(3)的轉動帶動了太陽能槽式系統轉軸連接孔(I)轉動的同時，還使得傾角傳感器(2)也一起跟著轉動，程序會檢測傾角傳感器(2)的角度，當檢測到與太陽時對應的角度時，程序會控制步進電機(4)停止工作，從而達到準確跟蹤，當下一時刻到來時，步進電機(4)又開始轉動，程序會再次檢測重復運行。
2.根據權利要求1所述的一種基于角度檢測模式的太陽能槽式系統跟蹤裝置，具備日落時主動放棄跟蹤太陽，日出時主動跟蹤太陽功能。
專利摘要本實用新型是一種基于角度檢測模式的太陽能槽式系統跟蹤裝置，包括一大齒輪，大齒輪的中間位置有一太陽能槽式系統轉軸連接孔，在槽式系統轉軸連接孔上部還有一傾角傳感器，大齒輪還與一小齒輪連接，小齒輪的中間位置與步進電機相連接。本實用新型將程序跟蹤和傳感器跟蹤進行有機的結合，從而實現太陽能槽式系統實時跟蹤太陽的目的，且跟蹤速度快、精度高、結構簡單、價格低廉。
文檔編號G05D3/12GK202948330SQ20122057805
公開日2013年5月22日 申請日期2012年11月6日 優先權日2012年11月6日
發明者李明, 陳飛, 季旭, 吳奇, 陳燕鵬, 宋喬剛, 楊虎 申請人:云南師范大學