极轴坐标系槽式集热双轴跟踪结构的控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于太阳能热应用技术领域，具体涉及一种槽式集热双轴跟踪结构的控制 方法。
【背景技术】
[0002] 目前，可再生能源的开发和利用日益得到各国政府的关注，在不久的将来通过真 空集热器将太阳能转换成热能具有很大的开发潜力。据2004年欧盟联合研宄中心预测，到 本世纪末，太阳能的应用在整个世界能源供应中的比率将超过70%。现有的槽式集热双轴 跟踪结构（以下将简称为"结构"）大多是基于地平坐标系的双轴跟踪方式，大都没有考虑 太阳日升方位角、日落方位角、当地经度与时区经度间的经度差、太阳时角和真太阳时角间 的误差等因素对太阳位置判断的影响，导致结构跟踪效率变差，输出效率降低；此外，没有 考虑部分遮蔽的情况，导致结构输出效率降低；同时由于结构运行和公式计算误差导致预 测太阳位置与实际太阳位置存在偏差。因此研宄提供一种基于极轴坐标系的槽式集热双轴 跟踪结构的控制方法是十分必要的。
【发明内容】
[0003] 本发明目的是提供一种极轴坐标系槽式集热双轴跟踪结构的控制方法，可有效地 提高槽式集热结构跟踪精度。
[0004] 本发明是这样实现的，如图1所示，极轴坐标系槽式集热双轴跟踪结构包括有槽 式聚光板1、第一、第二、第三、第四光敏传感器2、2'、2"、2"'、上部支架3、左右上部弯管4、 4'、聚光板支架5、真空集热管6、热存储器7、上、下部底座8、8'、上下水管道9、10、水泵11、 上部丝杆轴12、上部蜗轮蜗杆减速器13、上部步进电机14、上部支撑平台15、倾斜丝杆轴 16、倾斜轴步进电机18、倾斜轴蜗轮蜗杆减速器19、倾斜平台23、摆动支杆25、下部支座28、 安装在下部底座8'上的滑动轨道29及移动轴承座30 ;其结构是可移动轴承座30通过定 位螺钉31调整在滑动轨道29内的位置，摆动支杆25上端通过上部支撑销轴21与固定在 倾斜平台23上的固定支座20相铰接，摆动支杆25下端通过下部支撑销轴21"与可移动轴 承座30相铰链，下部支座28固定在下部底座8'上，下部支座28的上部通过中部支撑销轴 21'与固定在倾斜平台23下面的下部轴承座24相铰接，安装在倾斜平台23上的倾斜轴步 进电机18和倾斜轴蜗轮蜗杆减速器19带动倾斜丝杆轴16转动，倾斜丝杆轴16通过上下 轴承座17、17'支撑在倾斜平台23上，倾斜丝杆轴16的下端安装有编码器32,上部支撑平 台15下部通过穿通孔35与倾斜丝杆轴16固定连接，上部蜗轮蜗杆减速器13和上部步进 电机14安装在上部支撑平台15上，聚光板支架5与上部蜗轮蜗杆减速器13和上部步进电 机14带动的上部丝杆轴12固定连接，槽式聚光板1安装在聚光板支架5上，槽式聚光板1 的四角处分别安装有第一、第二、第三、第四光敏传感器2、2'、2"、2"'，真空集热管6安装在 上部支架3上，上部支架3安装在聚光板支架5上，真空集热管6左右端分别通过上下水管 道9、10与热存储器7连通，槽式聚光板1上的光线汇聚到真空集热管6上，上、下部底座8、 8'通过通孔27、27'固定于地面。本发明特征在于对上述结构的控制方法是：
[0005] 首先通过调节可移动轴承座30在滑动轨道29内的位置确定摆动支杆25与地平 面的夹角为0 =巾，巾是当地维度。判断某一天是一年中的第n天，n为正整数，根据式 (1)计算出太阳赤炜角S，则聚光板支架5与地面的倾角as可由式⑵得到，式⑵中的 正负号取春夏为正，秋冬为负，太阳方位角Ys可由式（3)得到。
【主权项】
1. 一种极轴坐标系槽式集热双轴跟踪结构的控制方法，极轴坐标系槽式集热双轴跟踪 结构包括有槽式聚光板（1)、第一、第二、第S、第四光敏传感器（2、2'、2"、2"'）、上部支架 (3)、左右上部弯管（4、4'）、聚光板支架巧）、真空集热管化）、热存储器（7)、上、下部底座 (8、8'）、上下水管道（9、10)、水累（11)、上部丝杆轴（12)、上部蜗轮蜗杆减速器（13)、上部 步进电机（14)、上部支撑平台（15)、倾斜丝杆轴（16)、倾斜轴步进电机（18)、倾斜轴蜗轮蜗 杆减速器（19)、倾斜平台（23)、摆动支杆（25)、下部支座（28)、安装在下部底座巧'）上的 滑动轨道（29)及移动轴承座（30)，其结构是可移动轴承座（30)通过定位螺钉（31)调整 在滑动轨道（29)内的位置，摆动支杆（25)上端通过上部支撑销轴（21)与固定在倾斜平台 (23)下面的固定支座（20)相较接，摆动支杆（25)下端通过下部支撑销轴（21")与可移动 轴承座（30)相较接，下部支座（28)固定在下部底座巧'）上，下部支座（28)的上部通过中 部支撑销轴（21'）与固定在倾斜平台（23)下面的下部轴承座（24)相较接，安装在倾斜平 台（23)上的倾斜轴步进电机（18)和倾斜轴蜗轮蜗杆减速器（19)带动倾斜丝杆轴（16)转 动，在倾斜平台（23)上面安装有对上部支撑平台（15)起限位作用的限位开关（22)，倾斜丝 杆轴（16)通过上下轴承座（17、17'）安装在倾斜平台（23)上，倾斜丝杆轴（16)的下端安 装有编码器（32)，上部支撑平台（15)下部通过穿通孔（35)与倾斜丝杆轴（16)固定连接， 上部蜗轮蜗杆减速器（13)和上部步进电机（14)安装在上部支撑平台（15)上，聚光板支 架（5)与上部蜗轮蜗杆减速器（13)和上部步进电机（14)带动的上部丝杆轴（12)固定连 接，槽式聚光板（1)安装在聚光板支架（5)上，槽式聚光板（1)的四角处分别安装有第一、 第二、第=、第四光敏传感器（2、2'、2"、2"'），真空集热管（6)安装在上部支架（3)上，上部 支架（3)安装在聚光板支架（5)上，真空集热管（6)左右端分别通过上下水管道巧）、（10) 与热存储器（7)连通，槽式聚光板（1)上的光线汇聚到真空集热管（6)上，上、下部底座巧、 8'）通过通孔（27、27'）固定于地面上； 本发明特征在于对上述结构的控制方法是；首先通过调节可移动轴承座（30)在滑动 轨道（29)内的位置确定摆动支杆（25)与地平面的夹角为0 = 4, 4是当地维度。判断 某一天是一年中的第n天，n为正整数，根据式（1)计算出太阳赤绅角S，则聚光板支架巧） 与地面的倾角a,可由式（2)得到，式（2)中的正负号取春夏为正，秋冬为负，太阳方位角 丫，可由式做得到：
其中《是太阳时角，中午12点为0°，上午为负，下午为正，每小时的时角为15°， 由于地球围绕太阳的运行轨道是楠圆形轨道，因此真太阳时角与太阳时角《间存 在误差。真太阳时角《乃由式（4)、（5)、做计算得到，然后将式做中的太阳时角《用 真太阳时角代替， (4) E= 9. 87