[发明专利]一种用于高倍聚光光伏电热联供系统的太阳能跟踪系统

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能技术领域，具体涉及一种用于高倍聚光光伏电热联供系统的太阳能跟踪系统。

背景技术

能源在国民经济中占有极其重要的战略地位。随着全球化石能源的日渐枯竭和人类环保意识的逐步增强，除了大力开展节能，传统化石能源的清洁高效利用外，加速可再生能源的开发和利用也是重要的途径之一。聚光光伏发电技术作为具有低成本前景的可再生能源技术，正逐步成为支撑我国国民经济可持续发展的前瞻性，战略性的新能源技术。

目前国内外采用的跟踪太阳的方法有很多，但主要采用的方式有以下几种：程序控制式跟踪、时钟式跟踪、视日轨迹跟踪、光电式跟踪；其中程序控制式太阳跟踪方式是与计算机相结合的。首先利用一套公式通过计算机算出在给定时间的太阳的位置，再计算出跟踪装置被要求的位置，最后通过电机传动装置达到要求的位置，实现对太阳高度角和方位角的跟踪，这种跟踪装置在多云天气下仍可正常工作，但是存在累计误差，并且自身不能消除；

时钟式太阳跟踪方式是一种被动式的跟踪方式，有单轴和双轴两种形式，其控制方法是定时法；根据太阳在天空中每分钟的运动角度，计算出太阳光接收器每分钟应转动的角度，从而确定出电动机的转速，使得太阳光接收器根据太阳的位置而相应变动，太阳的高度角随季节的变化不是均匀的，对这种属于被动式的跟踪装置，单轴跟踪系统需要在每天开始工作时调整角度以对准太阳，双轴跟踪系统累积误差比较大，需要定期进行校正；

视日轨迹跟踪，不论是采用极轴坐标系统还是地平坐标系统，太阳运行的位置变化都是可以预测的，通过数学上对太阳轨迹的预测可完成对日跟踪，而这种跟踪装置为开环系统，无角度反馈值做比较，因而为了达到高精度跟踪的要求，不仅对机械结构的加工水平有较严格的要求，而且与仪器的安装是否正确关系极为密切；视日轨迹跟踪存在许多局限性，主要是在开始运行前需要精确定位，出现误差后不能自动调整等，因此使用此跟踪方法时，需要定期的人为调整跟踪装置的方向；

光电式太阳跟踪，首先设置一个圆筒形外壳，在圆筒内部，东、南、西、北和中心五个位置上也分别布置五只光敏电阻，其中一对光敏电阻东西对称安装在圆筒的内侧，用来精确检测太阳由东往西运动的偏转角度，另一对光敏电阻南北对称安装在圆筒的内侧，用来精确检测太阳的视高度，中心位置的光敏电阻用来检测入射光线是否与跟踪装置主光轴平行，如此来测定入射太阳光线和跟踪装置主光轴间的偏差，当偏差超过一个值时，执行机构调整跟踪装置的位置，直到使太阳光线与跟踪装置光轴重新平行，实现对太阳高度角和方位角的跟踪；目前正在逐步发展应用，但对于一些特殊天气状况，其应用还存在一定的局限性，光敏电阻的清洁、温度对光敏电阻影响问等题会影响系统控制的精确性。

如果以光电式太阳跟踪为主、视日轨迹跟踪为辅，综合应用可以利用相互优点、克服彼此缺点，增加太阳能电池组件的发电量。

现有的光电式跟踪接收器在结构设计上还存在一定问题；如接收器的光照面不清洁、易影响光敏电阻对光照信号的接收，光敏电阻的阻值会随温度的升高而降低对跟踪接收器的信号准确性产生影响，如果能够降低温度影响、克服结构缺陷可以提高跟踪系统运行的稳定性、控制的精确性，增加太阳能电池组件的发电量。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于高倍聚光光伏电热联供系统的太阳能跟踪系统；旨在将光电式太阳跟踪和视日轨迹跟踪有机结合、综合利用，对光电式太阳跟踪器进行合理的结构设计，增加跟踪器接收信号的灵敏度、增加系统控制精度，提高太阳能电池组件的发电量。

为实现上述目的本发明采用的技术方案是：

一种用于高倍聚光光伏电热联供系统的太阳能跟踪系统，包括PLC中央控制器和分别与其连接的方位角调节伺服电机、高度角调节伺服电机、LCD显示器、光电式跟踪接收器及视日轨迹跟踪控制模块；

进一步，所述光电式跟踪接收器包括接收器本体和设置在其下方的降温装置；

进一步，所述接收器本体包括筒体、设置在筒体底部的四组光敏电阻、纵向设置在筒体内部的十字交叉隔板、设置在十字交叉隔板顶端的十字交叉遮光板、位于十字交叉遮光板上方且与筒体连接的透光挡板；十字交叉遮光板与十字交叉隔板相对应、且十字交叉遮光板的板臂水平宽度大于十字交叉隔板的板臂水平宽度，四组光敏电阻均布在十字交叉隔板与筒体所形成的四个区域内；

进一步，所述筒体呈锥筒状；

进一步，所述透光挡板为自净透光玻璃板，自净透光玻璃板的外表面设有无机纳米硅涂层或是二氧化钛自清洁涂层；