[发明专利]碟式太阳能热发电系统对日跟踪的四象限测量控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能发电系统的对日跟踪的控制系统。

背景技术

碟式太阳能热发电系统利用自动跟踪太阳的聚光器将太阳能聚集到热机的集热器，从而加热斯特林发动机进行运动做功，发动机拖动发电机，从而实现发电。聚光器的镜面为抛物面，对日跟踪常用的方案是采用定时跟踪方式，光敏传感器跟踪方式或定时跟踪方式与光敏传感器相结合的跟踪方式。光敏传感器跟踪方式是在抛物面开口边的东、西、南、北位置上设置光敏器件（常用光敏电阻），分别检测照射到这四个点上的光的强度，用四点的光强度是否一致来确定抛物面中轴偏向何处。这种方案理论上可行，但实际上要求测量的灵敏度极高，检测设备要求放大倍数很高，因此容易受到干扰而不太实用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碟式太阳能热发电系统对日跟踪的四象限测量控制系统，以提高对日跟踪的精度。

为实现所述目的的碟式太阳能热发电系统对日跟踪的四象限测量控制系统，该碟式太阳能热发电系统包括聚光器以及集热器，其特征在于，该四象限测量控制系统包括安装在集热器上的、对称分布于集热器的受热点的东侧、西侧、南侧、北侧的测温元件，比较元件，脉冲装置，驱动器以及动力装置；其中，东侧测温元件和西侧测温元件的温度信号输入到比较元件，比较元件输出温差信号到脉冲装置，脉冲装置输出脉冲信号到驱动器，驱动器输出方位角偏差信号至动力装置，以使动力装置驱动聚光器进行方位角的调整；南侧测温元件和北侧测温元件的温度信号输入到比较元件，比较元件输出温差信号到脉冲装置，脉冲装置输出脉冲信号到驱动器，驱动器输出高度角偏差信号至动力装置，以使动力装置驱动聚光器进行高度角的调整。

由测温元件来替代传统的光敏元件，这使得测量精度被提高。

本发明的前述目的、特征和优点将在后述的实施例中详细说明。

附图说明

图1是本发明实施例中碟式太阳能热发电系统对日跟踪的动作原理图。

图2是本发明实施例中碟式太阳能热发电系统对日跟踪的四象限测量控制系统的工作原理图。

图3是本发明实施例中碟式太阳能热发电系统对日跟踪的四象限测量控制系统的高度角偏差调节回路的示意图。

图4是本发明实施例中碟式太阳能热发电系统对日跟踪的四象限测量控制系统的方位角偏差调节回路的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。

如图1所示，碟式太阳能热发电系统包括聚光器1，支撑聚光器1的立柱2，聚光器1和立柱2之间通过转向节连接，转向节使得聚光器1可以在东西方向转动，即绕O点进行平面内的转动，该转动可以通过聚光器1的高度角α来表达，高度角α为聚光器1的中轴11与水平方向的夹角。转向节还使得聚光器可以在在南北方向转动，即绕立柱2的转动，该转动可以通过聚光器1的方位角β来表达。

根据地球物理学的原理，应用解析几何的分析方法，可以推导出地面上的任何一点（用经度、纬度表示），看到太阳的高度角等基本算式。

太阳的高度角，可以由下式确定

Sin(α)=sin(γ)sin(δ)+cos(γ)cos(δ)cos(ω)

上式中：α为高度角；γ为地面上一点的纬度；δ为地球在某一天的赤纬角；ω为地球上一点的某一天的时角。

赤纬角δ可用Cooper（库柏）方程近似计算，即δ=23.45sin(360*(284+n)/365)           n为一年中的日期天数。

更为精确的计算，可用下面算是近似，即δ=23.45sin(π/2*(α₁/N₁+α₂/N₂+α₃/N₃+α₄/N₄))

α₁为从春分日开始计算的天数；N₁=92.975为从春分日到夏至日的天数；

α₂为从夏至日开始计算的天数；N₂=93.629为从夏至日到秋分日的天数；