一种槽式太阳能集热器集热管自动调节装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及太阳能集热器技术领域，具体的说，是涉及一种槽式太阳能集热器集热管自动调节装置及方法。
【背景技术】
[0002]槽式太阳能集热器是目前商业化程度最高的聚光太阳能集热器。槽式太阳能集热器利用高反射率槽式反射面将太阳辐射能反射至集热管外表面。槽式太阳能集热器反射面一般采用多块弧形镜面组合成一槽式抛物面。同时，集热管位于抛物面上方，一般采用钢架结构与旋转轴连成一体。在安装过程中很难保证集热管的安装精度。加之，存在太阳散射辐射以及集热管存在较大管径，落到槽式集热器集热管上一般为一高亮光带。在大型槽式聚光器或者多个槽式聚光器串联运行过程中，很难保证集热管的线性度。这就需要一种检测槽式太阳能集热器安装精度的装置和方法。现有检测槽式太阳能集热器集热管安装精度的方法一般是采用直观的目测法，无法精确获得集热管的安装精度。在槽式太阳能集热器实际运行过程中，槽式反射面和集热管均在驱动轴的带动下而跟随太阳位置旋转，在转动过程中可能造成集热管的偏移。因此，亟需一种槽式太阳能集热器集热管自动调节装置。
【发明内容】
[0003]为了克服现有目测技术的不足，本发明提供了一种槽式太阳能集热器集热管自动调节装置及方法，能够在线实时监测集热管的偏移状况，将集热管偏移状况以直观显示，并利用横向移动装置将集热管自动调整至理想位置。
[0004]为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下:
[0005]—种槽式太阳能集热器集热管自动调节装置，包括槽式反射镜、集热管、精度检测模块、数据采集和计算反馈模块、横向移动装置；所述槽式反射镜为多块弧形镜面组合而成的槽式抛物面，所述集热管位于槽式反射镜的上方，采用钢架结构与槽式反射镜的旋转轴连成一体；所述集热管两端固定在横向移动装置上；在槽式太阳能集热器边缘安装一支架，该支架与集热管处于同一轴心线位置，并在该支架与槽式反射镜平行位置安装一平板，在该平板上安装精度检测模块；所述精度检测模块为一腔体式吸热器结构，位于集热管的延伸部位，且所述精度检测模块的中心位置位于集热管轴心线上；所述精度检测模块开口向下，下表面光线入口处安装凹透镜，腔体内部上表面安装光伏电池条；所述光伏电池条以集热管轴心线为轴对称布置成2组，每组均包含相同数目的多条光伏电池条，每组的光伏电池条之间均串联后输出通过数据线连接数据采集和计算反馈模块；所述数据采集和计算反馈模块采集2组光伏电池条输出的电势差信号，并进行比较计算，得到2组光伏电池条输出的电势差信号的差值电信号，再将差值电信号转化为横向偏移量，并放大，再转化为横向移动装置的驱动信号；所述数据采集和计算反馈模块与横向移动装置之间通过信号线连接。
[0006]前述的精度检测模块有2个，分别位于集热管两端的延伸部位。
[0007]前述的多条光伏电池条具有相同的物理化学特性。
[0008]前述的精度检测模块的腔体，除上下表面外均涂黑。
[0009]前述的横向移动装置通过电机驱动。
[0010]槽式太阳能集热器集热管自动调节装置进行集热管调节的方法，包括以下步骤:
[0011](I)槽式太阳能集热器利用槽式反射镜将太阳光线聚集至集热管上，在太阳一日的东升西落过程中，槽式反射镜的边缘产生边缘光线；
[0012](2)边缘光线照射进入精度检测模块，首先被凹透镜散射，将边缘光线分解为具有一定宽度的太阳光带；
[0013](3)太阳光带照射到精度检测模块腔体上表面的2组光伏电池条上，产生2个电势差信号，即光伏电池条将太阳光带的太阳辐射转换为电信号；
[0014](4)上述2个电势差信号由数据采集和计算反馈模块收集并计算得到差值电信号，再将差值电信号转化为横向偏移量，并放大，再转化为横向移动装置的驱动信号；
[0015](5)横向移动装置在电机的驱动下，带动集热管到达理想位置，具体为:理论上由于精度检测模块的中心位置位于集热管轴心线上，如若集热管安装正确，在2组光伏电池条上产生的电势差以集热管轴心线为对称轴两端对称布置，此时数据采集和计算反馈模块收集到这2个电势差信号，经计算得到差值电信号为0，则横向偏移量为0，则不产生横向移动装置的驱动信号，横向移动装置保持不动；如若2组光伏电池条的电势差不相等，则可判定集热管不处于理想位置，如果集热管向一侧偏移，则会造成在该侧的这组光伏电池条上产生的电势差减小，另一侧的产生的电势差增加，此时需要将集热管向光伏电池条电势差偏大的那组一侧移动，此时数据采集和计算反馈模块收集到2个电势差信号，经计算得到差值电信号，再转换为横向移动装置的驱动信号，反馈给横向移动装置，使横向移动装置在电机的驱动下移动，从而带动固定在其上的集热管移动，将集热管调整到理想位置。
[0016]与现有技术相比，本发明的有益效果是:充分合理地利用了槽式太阳能集热器产生的边缘光线，利用边缘光线的光强分布判定集热管的安装精度，并利用边缘光线的光强产生电能将集热管偏移量转换成电信号，利用该电信号实时反馈集热管安装的偏移量，并将偏差信号进行收集处理，反馈至横向移动装置带动集热管运行至理想位置。本发明结构紧凑，充分利用了槽式集热器边缘无法利用的太阳光线，不需要额外安装大量支架，能够以指标数字或指针显示方式实时监测与反馈集热管的偏移状况，并最终自动调整太阳能集热管理想位置。
【附图说明】
[0017]图1为本发明槽式太阳能集热器集热管自动调节装置结构图；
[0018]图2为本发明槽式太阳能集热器集热管自动调节装置光路图；
[0019]图3为本发明槽式太阳能集热器集热管自动调节装置俯视图；
[0020]图4为本发明精度检测模块截面图；
[0021]图5为本发明精度检测模块内光伏电池条俯视图。
[0022]图中:1.槽式反射镜，2.集热管，3.精度检测模块，4.边缘光线，5.可被集热管接受的太阳光线，6.数据采集和计算反馈模块，7.凹透镜，8.光伏电池条，9.集热管轴心线，10.横向移动装置。
【具体实施方式】
[0023]现结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明。
[0024]如图1和图3所示，本发明的槽式太阳能集热器集热管自动调节装置包括槽式反射镜1、集热管2、精度检测模块3、数据采集和计算反馈模块6以及横向移动装置10 ;其中，槽式反射镜I为多块弧形镜面组合而成的槽式抛物面，集热管2位于槽式反射镜I的上方，一般采用钢架结构与槽式反射镜I的旋转轴连成一体。集热管2的两端固定在横向移动装置10上，在槽式太阳能集热器边缘安装一支架，该支架与集热管2处于同一轴心线位置，并在该支架与槽式反射镜I平行位置安装一平板，在该平板上安装精度检测模块3。
[0025]如图3，图4和图5所示，精度检测模块3为一腔体式吸热器结构，与集热管2同轴安装，位于集热管2两端的延伸部位，精度检测模块3的中心位置位于集热管轴心线9上。精度检测模块3开口向下，在其下表面光线入口处安装凹透镜7，其腔体内部上表面以集热管轴心线为对称轴两端对称布置安装两组光伏电池条8，每组包含多条光伏电池条，每组的光伏电池条之间均串联，输出一个电势差信号，将每组光伏电池条8用数据线连接数据采集和计算反馈模块6，数据采集和计算反馈模块6采集2组光伏电池条的电势差信号进行电势差比较计算得到差值电信号，将差值电信号转化为横向偏移量，并将信号放大，转化为横向移动装置10的驱动信号，数据采集和计算反馈模块6与横向移动装置10之间通过信号线连接。安装在精度检测模块3内的多条光伏电池条8具有相同的物理化学特性。太阳光照射在不同光伏电池条上就会在光伏电池条内产生电势差，一方面能够利用这些光伏电池条产生的电能，另一方面通过将电势差信号进行收集处理，反馈至横向移动