专利名称：太阳能集热器热能跟踪方法、控制器、装置和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及太阳能集热器控制技术领域，更具体地说，涉及一种太阳能集热器热能跟踪方法、控制器、装置和系统。
背景技术：
太阳能是太阳发出的辐射能量，该能量可在加热及发电领域使用，太阳能集热器是将所述辐射能量聚合以热能转化为机械能的形式带动汽轮机发电。为了增强集热效果提高，必须让太阳能集热器始终正对太阳照射方向，随着太阳照射的角度随时旋转，以进行太阳辐射能量采集和转换。然而，现有的太阳能集热器采集太阳能的方式至少存在如下缺点由于太阳能集热器的动作随着太阳照射方向运动，不论太阳照射是否充足所述太阳能集热器均需运动，因而存在着耗能闻的技术缺陷。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种太阳能集热器热能跟踪方法、控制器、装置和系统，以实现太阳能集热器工作耗能低的技术效果。一方面,本发明公开了 —种太阳能集热器热能跟踪方法，包括接收采集的光照参数和反馈角位移信号；根据所述光照参数和所述反馈角位移信号计算跟踪角位移；利用所述跟踪角位移、液压泵排量和液压缸面积得到电机转数。为了完善上述方案，所述光照参数包括太阳光照强度和光照角，根据所述太阳光照参数和所述反馈角位移信号计算跟踪角位移包括判断当前太阳光照强度是否大于预设值，并在当前太阳光照强度大于预设值时以当前光照角与当前反馈角位移之差为入射角，判断入射角是否在预设精确阈值内，并在入射角超出预设精确阈值内时，发出跟踪角位移超前所述太阳光照角预设角度的指令。为了完善上述方案，所述方法还包括按照预设周期循环获取当前时间信息，如当前时间在预设时间段内并在太阳光照强度大于预设值时继续跟踪；如当前时间超出预设时间段或当太阳光照强度小于预设值时，中断跟踪。为了完善上述方案，接收采集的太阳光照参数和反馈角位移信号，包括太阳光照参数包括太阳光照强度和光照角，获取所述光照角包括采集光照传感器中检测的第一光照角；比较第一光照角与第二光照角，所述第二光照角为根据当前日期与当前经纬度计算得到的理论光照角；
当所述第一光照角与第二光照角的差值大于预设角度时，以所述第二光照角作为太阳光照参数中的光照角；否则，以所述第一光照角作为太阳光照参数中的光照角。另一方面，本发明公开了 一种太阳能集热器热能跟踪控制器，包括接口，用于接收采集的光照参数和反馈角位移信号；模数转换模块；计算模块，用于根据经过模数转换模块后的光照参数和反馈角位移信号计算跟踪角位移；并利用所述跟踪角位移、液压泵排量和液压缸面积得到电机转数。又一方面，本发明公开了 一种太阳能集热器热能跟踪装置，包括采集单元，用于采集光照参数和反馈角位移信号；模数转换模块；控制器，用于接收采集的光照参数和反馈角位移信号；根据经过模数转换模块后的光照参数和反馈角位移信号计算跟踪角位移；并利用所述跟踪角位移、液压泵排量和液压缸面积得到电机转数；驱动模块，用于向液压泵的伺服驱动设备发送电机动作的驱动信号。为了完善上述方案，所述控制器还用于判断当前太阳光照强度是否大于预设值，并在当前太阳光照强度大于预设值时以当前光照角与当前反馈角位移之差为入射角，判断入射角是否在预设精确阈值内，并在入射角超出预设精确阈值内时，发出跟踪角位移超前所述太阳光照角预设角度的指令，所述光照参数包括太阳光照强度和光照角。为了完善上述方案，所述装置还包括时钟模块，用于按照预设周期，循环获取当前时间信息，并由所述控制器控制，如当前时间在预设时间段内并在太阳光照强度大于预设值时继续跟踪；如当前时间超出预设时间段或当太阳光照强度小于预设值时，中断跟踪。为了完善上述方案，所述控制器还用于比较第一光照角与第二光照角，所述第一光照角为光照传感器采集的光照角，所述第二光照角为根据当前日期与当前经纬度计算得到的理论光照角；当所述第一光照角与第二光照角的差值大于预设角度时，以所述第二光照角作为太阳光照参数中的光照角；否则，以所述第一光照角作为太阳光照参数中的光照角。再一方面，本发明公开了 一种太阳能集热器热能跟踪系统，包括上述太阳能集热器热能跟踪装置、伺服驱动设备、电机和液压传动装置。从上述的技术方案可以看出，本发明实施例中的太阳能集热器热能跟踪方法，通过计算采集的光照参数和反馈的角位移信号计算跟踪角位移，所述光照参数的采集与参与计算保证在阴雨天或夜晚光照不足的情况下，中止集热器跟踪，从而克服了现有技术中由于太阳能集热器的动作随着太阳照射方向运动，不论太阳照射是否充足所述太阳能集热器均需运动所存在着耗能高的技术问题。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1a为本发明实施例公开的一种太阳能集热器热能跟踪方法流程图；图1b为本发明实施例公开的一种太阳能集热器热能跟踪方法伸缩量计算示意图；图2为本发明又一实施例公开的一种太阳能集热器热能跟踪方法流程图；图3为本发明又一实施例公开的一种太阳能集热器热能跟踪方法流程图；图4为本发明实施例公开的一种太阳能集热器热能跟踪控制器结构示意图；图5为本发明实施例公开的一种太阳能集热器热能跟踪装置结构示意图；图6为本发明又一实施例公开的一种太阳能集热器热能跟踪装置结构示意图；图7为本发明实施例公开的一种太阳能集热器热能跟踪系统结构示意图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明实施例公开了一种太阳能集热器热能跟踪方法、控制器、装置和系统，以实现太阳能集热器工作耗能低的技术效果。图1a示出了一种太阳能集热器热能跟踪方法，包括SlOl :接收采集的光照参数和反馈角位移信号；所述光照参数包括太阳光照强度和光照角，可分别采用太阳光照传感器，和太阳光照角传感器进行采集。所述反馈角位移传感器安装于所述集热器聚光面上。S102 :根据所述光照参数和所述反馈角位移信号计算跟踪角位移；在当前太阳光照强度大于预设值时以当前光照角与当前反馈角位移之差为入射角，判断入射角是否在预设精确阈值内，并在入射角超出预设精确阈值内时，发出跟踪角位移超前所述太阳光照角预设角度的指令。所述反馈角位移传感器采集当前的集热器角位移，当光照角与集热器角位移的差值作为入射角进行跟踪角位移的计算时，需要检查所述角位移是否在偏差范围内，如(-0.5° +0.5° )，此种实现方式首先判断集热器的位置是否需要进行角度移动，更重要的是，可以判断在何时进行角度移动以便使集热器实时跟踪光照，得到更高的集热效果。需要补充说明的是，根据实际应用情况，所述预设角度可选用O. 5°进行跟踪。S103 :利用所述跟踪角位移、液压泵排量和液压缸面积得到电机转数。
在本实施例中，所述集热器采用液压系统驱动电机转动，驱动电机的转数可通过如下公式计算液压缸的活塞面积X伸缩量=泵的排量X电机转数=流量，其中所述伸缩量可根据所述跟踪角位移得出，参照图1b所示图中所示的(Q2-Q1),光照角与集热器角位移的差值，即入射角；(L2-L1)即为液压缸需要的伸缩量，其中X为集热器液压缸两个安装点间的水平距离；Y为集热器液压缸两个安装点间的垂直距离；R为转臂半径
权利要求
1.一种太阳能集热器热能跟踪方法，其特征在于，包括 接收采集的光照参数和反馈角位移信号； 根据所述光照参数和所述反馈角位移信号计算跟踪角位移； 利用所述跟踪角位移、液压泵排量和液压缸面积得到电机转数。
2.如权利要求1所述的太阳能集热器热能跟踪方法，其特征在于， 所述光照参数包括太阳光照强度和光照角，根据所述太阳光照参数和所述反馈角位移信号计算跟踪角位移包括 判断当前太阳光照强度是否大于预设值，并在当前太阳光照强度大于预设值时 以当前光照角与当前反馈角位移之差为入射角，判断入射角是否在预设精确阈值内，并在入射角超出预设精确阈值内时，发出跟踪角位移超前所述太阳光照角预设角度的指令。
3.如权利要求1所述的太阳能集热器热能跟踪方法，其特征在于，还包括 按照预设周期循环获取当前时间信息，如当前时间在预设时间段内并在太阳光照强度大于预设值时继续跟踪； 如当前时间超出预设时间段或当太阳光照强度小于预设值时，中断跟踪。
4.如权利要求1所述的太阳能集热器热能跟踪方法，其特征在于，接收采集的太阳光照参数和反馈角位移信号，包括 太阳光照参数包括太阳光照强度和光照角，获取所述光照角包括 比较第一光照角与第二光照角，所述第二光照角为根据当前日期与当前经纬度计算得到的理论光照角； 当所述第一光照角与第二光照角的差值大于预设角度时，以所述第二光照角作为太阳光照参数中的光照角；否则，以所述第一光照角作为太阳光照参数中的光照角。
5.一种太阳能集热器热能跟踪控制器，其特征在于，包括 接口，用于接收采集的光照参数和反馈角位移信号； 模数转换模块； 计算模块，用于根据经过模数转换模块后的光照参数和反馈角位移信号计算跟踪角位移； 并利用所述跟踪角位移、液压泵排量和液压缸面积得到电机转数。
6.一种太阳能集热器热能跟踪装置，其特征在于，包括 采集单元，用于采集光照参数和反馈角位移信号； 模数转换模块； 控制器，用于接收采集的光照参数和反馈角位移信号； 根据经过模数转换模块后的光照参数和反馈角位移信号计算跟踪角位移； 并利用所述跟踪角位移、液压泵排量和液压缸面积得到电机转数； 驱动模块，用于向液压泵的伺服驱动设备发送电机动作的驱动信号。
7.如权利要求6所述的太阳能集热器热能跟踪装置，其特征在于， 所述控制器还用于判断当前太阳光照强度是否大于预设值，并在当前太阳光照强度大于预设值时 以当前光照角与当前反馈角位移之差为入射角，判断入射角是否在预设精确阈值内，并在入射角超出预设精确阈值内时，发出跟踪角位移超前所述太阳光照角预设角度的指令，所述光照参数包括太阳光照强度和光照角。
8.如权利要求6所述的太阳能集热器热能跟踪装置，其特征在于，还包括 时钟模块，用于按照预设周期，循环获取当前时间信息，并由所述控制器控制，如当前时间在预设时间段内并在太阳光照强度大于预设值时继续跟踪； 如当前时间超出预设时间段或当太阳光照强度小于预设值时，中断跟踪。
9.如权利要求6所述的太阳能集热器热能跟踪装置，其特征在于， 所述控制器还用于比较第一光照角与第二光照角，所述第一光照角为光照传感器采集的光照角，所述第二光照角为根据当前日期与当前经纬度计算得到的理论光照角； 当所述第一光照角与第二光照角的差值大于预设角度时，以所述第二光照角作为太阳光照参数中的光照角；否则，以所述第一光照角作为太阳光照参数中的光照角。
10.一种太阳能集热器热能跟踪系统，其特征在于，包括权利要求6-9任一项权利要求所述的太阳能集热器热能跟踪装置、伺服驱动设备、电机和液压传动装置。
全文摘要
本发明实施例公开了一种太阳能集热器热能跟踪方法、控制器、装置和系统，包括接收采集的光照参数和反馈角位移信号；根据所述光照参数和所述反馈角位移信号计算跟踪角位移；利用所述跟踪角位移、液压泵排量和液压缸面积得到电机转数。本发明实施例中的太阳能集热器热能跟踪方法，通过计算采集的光照参数和反馈的角位移信号计算跟踪角位移，所述光照参数的采集与参与计算保证在阴雨天或夜晚光照不足的情况下，中止集热器跟踪，从而克服了现有技术中由于太阳能集热器的动作随着太阳照射方向运动，不论太阳照射是否充足所述太阳能集热器均需运动所存在着耗能高的技术问题。
文档编号F24J2/38GK103047780SQ20131000370
公开日2013年4月17日 申请日期2013年1月6日 优先权日2013年1月6日
发明者王强, 陆金波, 刘宇辉, 宋景平 申请人:中国航天科技集团公司烽火机械厂