專利名稱：能跟蹤太陽的太陽能裝置設(shè)計(jì)的制作方法
能跟蹤太陽的太陽能裝置設(shè)計(jì)所屬領(lǐng)域本發(fā)明屬于清潔能源開發(fā)利用領(lǐng)域，發(fā)明目的在于近一步大幅度提高 單位面積的太陽能裝置能量吸收效率水平。背景技術(shù)：
太陽能裝置通常包括太陽能光伏電池組和太陽能熱水器。陽光是萬源之本。石油、天然氣和煤炭資源，是地球有生物以來上億年由太陽的能 量轉(zhuǎn)換積存下來形成的能源，而風(fēng)力、水力、潮汐是現(xiàn)時(shí)太陽的能量形成的能源。但石油、天 然氣和煤炭資源，即將在35、55、220年之后消耗殆盡，世界上現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的鈾礦也將在70年 后用盡(參考文件4)。人類不僅面臨傳統(tǒng)能源枯竭這一嚴(yán)峻現(xiàn)實(shí)，而且使用這些能源所造 成的大氣污染目前又日亦嚴(yán)重的破壞著人類的生存環(huán)境，為此我國(guó)乃至世界各國(guó)政府都特 別重視風(fēng)力、水力、潮汐等新能源的開發(fā)和利用，尤其是直接利用太陽能，不僅取之不盡，一 次投資省，而且無任何污染和副作用。人類自古以來就知道利用太陽的熱能，不過利用的效率很低，1954年才發(fā)明了太 陽能光伏電池，近年來太陽能熱水器才被較廣泛的推廣使用。但是迄今為止，太陽能裝置大都是面向正南方向按一定的傾角固定安裝在屋頂上 的，而太陽每天從東方地平線上升起，傍晚又從西方落到地平線以下，只有中午運(yùn)轉(zhuǎn)到子午 線上最高位置時(shí)才達(dá)到頭頂，每天每一時(shí)刻其方向角A與高度角h(注)都是變化著的。當(dāng)陽光以與地平面夾角h斜射到地面上時(shí)，由于是斜射，地面上所接收到的陽光 強(qiáng)度要大打一個(gè)折扣，稱之為光照強(qiáng)度折實(shí)率N N= sin h h——當(dāng)?shù)氐仄阶鶚?biāo)系上的“太陽高度角”(參見附圖2)當(dāng)接收陽光的面為一傾斜于地面hz角固定安裝的太陽能托盤時(shí)，陽光以與托盤 面夾一個(gè)h’角斜射到托盤面上，托盤上的光照強(qiáng)度折實(shí)率為N’ N = sin h’ h’ 一托盤座標(biāo)系上的“太陽高度角”(參見附圖2)。從計(jì)算中得知北京地區(qū)在地平座標(biāo)系上，夏至日這一天日出時(shí)間是4:34. 6，日 落時(shí)間是19:25. 4 (時(shí)角T2 = 111. 3461)。但在45°托盤面上見到陽光的時(shí)間卻是6 08. 7， 而到了 17:51. 3 (時(shí)角T1 = 87. 8222)，陽光就隱到托盤背面去了，以致托盤又少見陽光2. 80 個(gè)小時(shí)。比地平座標(biāo)系上所得到的能量要再打一個(gè)Τ/Γ2 = 78. 87%的折扣所以托盤上全天平均光照強(qiáng)度折實(shí)率為Σ N，= [ Σ sin h，* (T1A2) ]/n n_ 參與平均的項(xiàng)數(shù)式中=T1 一托盤座標(biāo)系上從‘日出’到‘日落’的時(shí)間。即托盤面上一天能見到陽光 的時(shí)間；Τ2_地平座標(biāo)系上從‘日出，到‘日落，的時(shí)間。即地平面上一天能見到陽光的時(shí) 間通過計(jì)算得出全年24節(jié)氣北緯23°、40°地區(qū)光照強(qiáng)度折實(shí)率如下表45°傾角固定安裝的太陽能全天光照強(qiáng)度折實(shí)率平均值表 [注]將太陽在天空中的位置用地平座標(biāo)系的極座標(biāo)方式表示，太陽與視點(diǎn)的連 線在地面上的投影與正南方位之間的夾角稱為方位角，以A表示，正南為0，向東為一，向西 為+。連線與地面的夾角稱為高度角，以h表示。詳見附圖1。從上表可以看出1.按45°傾角固定安裝，在冬季吸收陽光能量效率較高，夏季較差。2.不論南北，全年平均光照強(qiáng)度折實(shí)率都只能達(dá)到56% -59%,即能量損失達(dá) 40%以上。為此引出一個(gè)結(jié)論固定安裝，能量損失大。既使采用固定安裝，托盤的安裝角 度也應(yīng)隨地理緯度而變化具體最佳值應(yīng)通過計(jì)算確定。但最好的方案是托盤能靈活轉(zhuǎn)動(dòng)， 始終面向陽光，為此引出本發(fā)明的目標(biāo)是使太陽能裝置象向陽葵花一樣，它面板的垂線始終跟蹤太陽的運(yùn)動(dòng)軌跡，從早 到晚始終正對(duì)著太陽光的入射線方向，陽光光線與面板之間的夾角h’始終都為90°，則光 照強(qiáng)度折實(shí)率為100%。從而使我們把太陽能的能量接近于100%的接收下來，(實(shí)際上由 于面板每隔一段時(shí)間才轉(zhuǎn)動(dòng)一次，面板不可能完全對(duì)準(zhǔn)太陽，所以光照強(qiáng)度折實(shí)率大約為 99%左右)，轉(zhuǎn)換成照明用電、洗浴用熱水，節(jié)省更多的油、煤、氣等不可再生能源。以北京為例，安裝可跟蹤的太陽能裝置，比按45°固定安裝的裝置，其光照強(qiáng)度折 實(shí)率冬至日可提高到(0. 99/0. 6302 = ) 157%,夏至日可提高到(0. 99/0. 4365 = )227%, 全年平均效益可提高到(0.99/0. 5866 = ) 169%。而廣州，冬至日可提高到(0. 99/0. 7253 =)136%,夏至日可提高到(0. 99/0. 3338 = )297%,全年平均效益可提高到(0. 99/0. 5552 =)178%。全國(guó)大部分地區(qū)能量接受效率都可以提高七成以上。

發(fā)明內(nèi)容太陽能的跟蹤可用兩種方式方位角、高度角雙調(diào)型和赤緯、時(shí)角雙調(diào)型。一 .方位角、高度角雙調(diào)型跟蹤——象高射炮描準(zhǔn)飛機(jī)用水平轉(zhuǎn)動(dòng)的方向機(jī)和抬 高炮口高度的高低機(jī)一樣來跟蹤太陽在天空的位置。此型對(duì)太陽能電池板與太陽能熱水器 均適用。跟蹤裝置的設(shè)計(jì)原理如附圖3、4所示附圖3為太陽能電池板跟蹤裝置構(gòu)造示意 圖；附圖四為太陽能熱水器跟蹤裝置構(gòu)造示意圖。其區(qū)別在于為了減輕托盤的負(fù)荷，熱水器 托盤上只安裝一個(gè)小水箱，而在下盤中心位置另設(shè)一個(gè)固定的大水箱，大小水箱之間用兩 條保溫軟管連通，并在其中上水管道中間串裝一臺(tái)小型管道泵，每當(dāng)方位角電機(jī)通電時(shí)管 道泵轉(zhuǎn)動(dòng)一次，將大、小水箱中的水串換一次，熱量轉(zhuǎn)移到大水箱中來，用戶用水管和溢流 管則直接從大水箱底部向下連接。而太陽能電池板跟蹤裝置則簡(jiǎn)單的多，其產(chǎn)生的電流通過軟線引入蓄電池組儲(chǔ)蓄起來即可隨時(shí)引用。太陽能板的跟蹤裝置分為方位角跟蹤與高度角跟蹤兩個(gè)部分。1.方位角跟蹤——太陽能板安裝在一個(gè)可以水平轉(zhuǎn)動(dòng)的底盤(上盤)上，下盤用 膨脹螺栓固定在屋面上，由一套方位角調(diào)整機(jī)構(gòu)操縱牽引索，使上盤作向東或向西水平轉(zhuǎn) 動(dòng)。最簡(jiǎn)便的調(diào)整機(jī)構(gòu)是利用可正、反轉(zhuǎn)的電機(jī)通過減速器帶動(dòng)一只滾筒，兩根牽引 索的一端按附圖3、4纏繞方向纏繞，而將兩根牽引索另一端分別固定在上盤兩側(cè)，當(dāng)滾筒 正轉(zhuǎn)時(shí)收緊正轉(zhuǎn)索，放松反轉(zhuǎn)索，上盤就正轉(zhuǎn)一個(gè)角度。當(dāng)滾筒反轉(zhuǎn)時(shí)收緊反轉(zhuǎn)索，放松正 轉(zhuǎn)索，上盤就會(huì)反轉(zhuǎn)一個(gè)角度。2.高度角跟蹤——在水平旋轉(zhuǎn)的上盤上，在太陽能電池托板的重心處安裝一根水 平轉(zhuǎn)軸，支撐在水平旋轉(zhuǎn)的上盤支架的橫擔(dān)上，托板下橫梁上鉸接一個(gè)螺母，螺桿底端鉸接 在上盤上，正、反轉(zhuǎn)電機(jī)通過蝸輪蝸桿減速器帶動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，螺桿反轉(zhuǎn)時(shí)托板下端升高，托 盤傾角減小，正轉(zhuǎn)時(shí)下端降低，托盤傾角增大，高度角h也隨之變化，則太陽能托板就可以 始終垂直面對(duì)太陽的入射光線了。太陽能熱水器的托板安裝略有不同，它的橫擔(dān)仍由四根支撐撐在上盤上，二直、二 斜。而大水箱是支撐在下盤上的，上、下盤可以同心轉(zhuǎn)動(dòng)但大水箱不直接承受托盤重量。管 道泵安裝在橫擔(dān)上，兩根上下水保溫軟管向下插入大水箱里。其余相同。3.方位角與高度角跟蹤所用正、反轉(zhuǎn)電機(jī)，一般為同一部電機(jī)，當(dāng)使用三相電機(jī) 時(shí)，需要反向時(shí)只要調(diào)換兩根線頭即可。如果所用為單相電機(jī)，則正、反轉(zhuǎn)電路需通過一個(gè) 換擋繼電器，改換接入電機(jī)的電流方向即可使電機(jī)反轉(zhuǎn)(參見本文第7/12頁“(3).電機(jī) 正、反轉(zhuǎn)的切換”內(nèi)容)。二.赤緯、時(shí)角雙調(diào)型跟蹤——從附圖1可以看到地平座標(biāo)系上夏至、二分(春、 秋分)、冬至日太陽的軌跡是一個(gè)個(gè)傾斜于地平面的互相平行的圓面，利用這一現(xiàn)象我們?cè)O(shè) 計(jì)一個(gè)可以擺動(dòng)的半圓形軌道板，用一根推桿使它可以在子午線方向上擺動(dòng)，基本上對(duì)著 這一天太陽的運(yùn)行軌跡，然后讓太陽能托盤沿半圓形軌道從東向西每半小時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)7. 5°，就 可以跟蹤了。需要說明的是此法在二分日前后是描得很準(zhǔn)的，而夏至利冬至日前后，由于 半圓形軌道面與太陽的軌道面相差了一個(gè)很小的角度，所以只能中午前后描很準(zhǔn)而早晚時(shí) 分會(huì)產(chǎn)生偏角效率稍低，但總體效率影響不大。由于太陽能熱水器采用此法時(shí)，如果玻璃管早上是上口向上的話，下午就會(huì)倒過 頭來，這時(shí)不僅下午半天無法吸收能量，而且熱水管會(huì)因缺水而過熱，當(dāng)再度遇到冷水時(shí)玻 璃管就會(huì)被激炸，所以此型僅適用于太陽能電池板。實(shí)施方案一 .方位角、高度角雙調(diào)型跟蹤設(shè)備——本型設(shè)計(jì)了五種跟蹤操控方案(其中前 三種為基本方案，后兩種為其簡(jiǎn)化或擴(kuò)展方案)，也可以綜合使用(— .)光電跟蹤方案——在太陽能托板的上方安裝有兩只茶色半球形‘復(fù)眼’，橫 放的一只專司對(duì)太陽運(yùn)行的方位跟蹤，豎放的一只專司對(duì)太陽運(yùn)行的高度跟蹤。1.方位角跟蹤機(jī)構(gòu)——見附圖5 光電管安裝在‘復(fù)眼’的暗盒內(nèi)，盒的中間有 一隔板，外殼上有一小窄條遮陽板，盒的內(nèi)層是一組由粘有黑色絨布的板(黑絨布是為了 防止反射光線)組成的許多幅射狀菱形孔，當(dāng)太陽在①②的位置時(shí)由于隔板和遮陽板的作用，光電管沒有直接接收到陽光，不會(huì)產(chǎn)生電流，裝置不動(dòng)。當(dāng)太陽移動(dòng)到③的位置時(shí)，光電管接收到陽光，產(chǎn)生電流，通過微電腦時(shí)鐘控制器 并放大電流，再通過電機(jī)正、反轉(zhuǎn)電路切換器操縱電機(jī)正轉(zhuǎn)(使上盤順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng))，當(dāng)光電 盒轉(zhuǎn)動(dòng)到③的位置時(shí)遮陽板又完全遮斷陽光，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。太陽繼續(xù)移動(dòng)，重復(fù)上述過 程，太陽能板在水平方向就連續(xù)跟蹤轉(zhuǎn)動(dòng)了。使上盤反向旋轉(zhuǎn)返回，復(fù)原到面向東方是圖中下面一套機(jī)構(gòu)，也用一只光電管， 像樓道里的聲控開關(guān)一樣，通過微電腦時(shí)鐘控制器并放大，帶動(dòng)一只開關(guān)常閉的繼電器， 白天有光線時(shí)電磁鐵吸住銜鐵，電機(jī)反轉(zhuǎn)電路是斷路不能通電，太陽下山后光電管接收 不到光線，電磁鐵放開銜鐵，電機(jī)反轉(zhuǎn)電路成通路，當(dāng)每天20:00時(shí)微電腦時(shí)鐘控制器將 電路接通，再通過電機(jī)正、反轉(zhuǎn)電路切換器，使電機(jī)反轉(zhuǎn)，最終在上盤中心線對(duì)準(zhǔn)方位角A =-125°時(shí)，下盤上的一個(gè)檔塊碰到上盤上的行程開關(guān)后，電路中斷，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，底盤 正好回到面向A = -125°的原始位置。等待第二天日出的到來。2.高度角跟蹤機(jī)構(gòu)——與方位角操控機(jī)構(gòu)類似，但盒內(nèi)用了兩只光電管，分別安 裝在隔板的兩側(cè)，并上下放置，參見附圖5 當(dāng)太陽從東方地平線上升起，光電管1感光，使 正轉(zhuǎn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，螺桿也正轉(zhuǎn)，使面板從垂直狀態(tài)變?yōu)閮A斜一個(gè)角度，當(dāng)太陽移到②的位置 時(shí)，遮陽板擋住陽光，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)太陽繼續(xù)上升一個(gè)角度，光電管1又感光，電機(jī)再正 轉(zhuǎn)，面板達(dá)到一個(gè)新的傾角。當(dāng)太陽繼續(xù)移動(dòng)，到中午12:00時(shí)分以后太陽高度下降，到③ 的位置時(shí)光電管2感光，電機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，螺桿反轉(zhuǎn)，面板傾角逐漸向垂直狀態(tài)變化，直到日 落西山時(shí)面板傾角再變?yōu)榇怪睜顟B(tài)。面板方位角及高度角調(diào)正的時(shí)間間距，決定于遮陽板寬度b與光電管在孔內(nèi)的深 度h之比，和光電管的靈敏度。我們把b/h調(diào)正到tg—Wh) =7.5°，則方位角的調(diào)整將 會(huì)每半小時(shí)發(fā)生一次。3.光電跟蹤的優(yōu)缺點(diǎn)——光電跟蹤的優(yōu)點(diǎn)是沒有地理局限性，同一套設(shè)備無論安 裝在天南地北，中國(guó)、外國(guó)，甚至南半球都能使用。只要太陽在地面以上的半個(gè)天球上，都能 捕捉到它。同時(shí)設(shè)備簡(jiǎn)單，非常適用于單戶安裝使用。其缺點(diǎn)是陰天、半陰天感光不足時(shí)，靈敏度不穩(wěn)定，可能有時(shí)動(dòng)作，有時(shí)不動(dòng)作。另 外，由于太陽的移動(dòng)是連續(xù)的，光電管開始只感受到一點(diǎn)點(diǎn)陽光，后來逐漸加強(qiáng)，在這一段 時(shí)間里光電管電流由小變大的過程中，光電管是不穩(wěn)定的，繼電器會(huì)產(chǎn)生時(shí)斷時(shí)續(xù)的振蕩， 電機(jī)電器容易損壞，因此我們?cè)诠怆姽茈娐飞显黾恿艘恢缓?jiǎn)單的微電腦時(shí)控開關(guān)(市售有 成品)，每半小時(shí)通電一次，不通電時(shí)光電管感光也沒用，通電后電機(jī)才能動(dòng)作。當(dāng)方位角、 高度角調(diào)整到光電管感不到光時(shí)，電機(jī)又停止轉(zhuǎn)動(dòng)，半小時(shí)后微電腦開關(guān)再次通電，再進(jìn)行 新一次調(diào)整。(二 ·)微電腦時(shí)控方案1.全智能時(shí)控方案——在電路中完成信號(hào)的分離其心臟是一臺(tái)較大容量的單片機(jī)其中有一微電腦時(shí)間控制器。其時(shí)鐘由不間斷電 源供電。芯片內(nèi)存儲(chǔ)了根據(jù)使用地區(qū)一年內(nèi)每一天每個(gè)小時(shí)太陽方位角與高度角資料編制 的數(shù)字程序，時(shí)鐘控制器按日期分別控制太陽每小時(shí)發(fā)出四個(gè)長(zhǎng)短不同的電信號(hào)A、B、C、D， 能裝置的方位角電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)和高度角電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)，太陽能托板就可以始終垂直面對(duì) 太陽的入射光線，達(dá)到了跟蹤太陽的目的。
(1)太陽在天的運(yùn)行軌跡——由于地球自轉(zhuǎn)軌道平面與公轉(zhuǎn)軌道平面存在一個(gè)23° 27' (23.45° )的傾角，所 以在赤道座標(biāo)系中，太陽始終在北緯23° 27'(夏至?xí)r節(jié))與南緯23° 27'(冬至?xí)r節(jié)) 之間的上空擺動(dòng)，每天太陽所在的緯度叫赤緯，把地球公轉(zhuǎn)軌道24等分的點(diǎn)叫節(jié)氣。附錄2 列出一年中24節(jié)氣的赤緯值和平均日期(少數(shù)年份只相差一天、極個(gè)別年份相差二天)。在當(dāng)?shù)氐仄阶鶚?biāo)系中，每天太陽的軌跡是一個(gè)個(gè)平行的圓弧，每一時(shí)刻太陽的具 體位置，其在地平面上的投影點(diǎn)與太陽能裝置的中心，構(gòu)成描述太陽具體位置的方位角A， 而太陽光線與地平面的夾角為太陽的高度角h(如附圖1所示)。(2)信號(hào)程序編制——把一年365天每5天分為一組，全年可分為73組。或者把24節(jié)氣再等分為二，全 年共分為48組。取每一組中間的一天，計(jì)算出從日出到日落每一小時(shí)太陽的方位角A與高 度角h，求出前后一小時(shí)中太陽方位角A的差值ΔΑ與高度角h的差值A(chǔ)h。在傳動(dòng)裝置制 造時(shí)我們就將減速器速比設(shè)計(jì)為使電機(jī)通電6秒鐘可以調(diào)整A或h 1°。則每需要調(diào)整1° 在程序中設(shè)計(jì)通電6秒鐘既可，用通電時(shí)間的長(zhǎng)短來控制太陽能裝置的方位角電機(jī)的正、 反轉(zhuǎn)和高度角電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)的角度。編制成下表輸入芯片，即成為信號(hào)程序。需要特別說明的一點(diǎn)由于我國(guó)幅源遼闊，南方、北方各地緯度Φ相差很大，方位 角A的差值ΔΑ與高度角h的差值A(chǔ)h相差也很大，所以我們將全國(guó)劃分為12個(gè)緯度帶， 分別計(jì)算出‘中國(guó)各緯度帶日出、日落時(shí)間、方位角A、太陽中天時(shí)刻高度角h’ (P. 12/12), 及‘北緯23° (代表城市廣州)、40°地區(qū)(代表城市北京)、各節(jié)氣全天每小時(shí)方向角 A與高度角h值’。從計(jì)算中可以看出不同緯度上一年365天每一時(shí)刻太陽的方位角和高度 角均不相同，因此制造商必須針對(duì)不同緯度編制出不同的程序供各地使用。再要說明的一點(diǎn)本文所講的時(shí)間和時(shí)角都指的是當(dāng)?shù)氐臅r(shí)間和時(shí)角。下表以北緯40° (代表城市北京)為例，列出其信號(hào)程序的前邊一段，表中控制 時(shí)段內(nèi)h與A的值采用時(shí)段中間時(shí)間的h與A值，如6 00-7 00時(shí)段，從6 00開始調(diào)整為 6 30時(shí)分的h與A值，(調(diào)整之前為5 30時(shí)的h與A值)，這樣h與A值始終只能差半個(gè) 小時(shí)，光照強(qiáng)度折實(shí)率限制在(l-cos7. 5° =)0.86%以內(nèi)。由表可見從日出到10:00和從15:00到日落兩個(gè)時(shí)段內(nèi)，太陽光線的偏角Ah/2 最大不超過6°，因而能量損失率不超過(l-c0S6° =)0. 55%。而在10:00至15:005個(gè)小 時(shí)時(shí)段內(nèi)ΔΑ/2竟接近24°，能量損失率(1-C0S12° =)達(dá)2. 2%。所以具體編制程序時(shí)可以進(jìn)一步把表中 10:00-15:00時(shí)段之間調(diào)整為半小時(shí)一個(gè)時(shí)段，則全天能量損失率均小于0. 55% 了。北緯40°全智能時(shí)控方案微電腦程序計(jì)算表 注每天夜晚上盤中心線反回到A = -125°是在北緯40°地區(qū)使用，更北地區(qū)其
值應(yīng)提高，反之低緯度地區(qū)其值通過計(jì)算可降低。 (3).電路設(shè)計(jì)——電路原理圖如附圖6-1:①微電腦按日期、時(shí)間發(fā)出一組組每組四個(gè)信號(hào)A、B、C、D(其意義見上表表頭最 后一欄)，其電平分別為+1.0、+0. 7、+0.4、+0. 1，其電流時(shí)間的長(zhǎng)短分別為ti、t2、t3、t4，B、C 兩信號(hào)的凈間隔為10分鐘。電平為+0. 55。A、B、兩信號(hào)前后無信號(hào)的5分鐘電平為+0. 85， C、D兩信號(hào)前后無信號(hào)的5分鐘電平為+0. 25。②微電腦發(fā)出的四個(gè)信號(hào)A、B、C、D(均為正相電流)，與由-0.55電平發(fā)生器發(fā)出 的-0. 55電平經(jīng)加法器相加后形成的電平為=A +0. 45,B +0. 15,C -0. 15,D -0. 45。時(shí)間 長(zhǎng)短仍為ti、t2、t3、t4不變，下同。③然后分為兩路，分別經(jīng)過正、反二極管檢波器，濾去正或反相電流，各信號(hào)的電 平分別為 A +0. 45、B +0. 15 與 C -0. 15、D -0. 45 電平。④上面一條電路與-0. 30電平發(fā)生器發(fā)生的-0. 30電平相加，另一條電路與經(jīng)過 180°倒相形成+0.30電平相加，最后形成=A +O. 15、Β :-0· 15與C :+0. 15、D :-0· 15電平⑤兩條電路再一分為二，形成四條電路，再分別經(jīng)過正、反二極管濾波器，濾去正 或反相電流，最后四條電路上分別得到A :+0. 15、Β :-0· 15、C:+0. 15、D :_0· 15電平。⑥再經(jīng)過放大變?yōu)榻涣鳎謩e起動(dòng)方位角電機(jī)正、反轉(zhuǎn)和高度角電機(jī)正、反轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)t” t2、t3、、t4分鐘。實(shí)現(xiàn)了太陽能裝置對(duì)太陽的跟蹤。2.半智能時(shí)控方案——此方案的特征是完全或部分利用機(jī)械切換裝置完成信號(hào) 切換分離。由于方位角電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)和高度角的正、反轉(zhuǎn)動(dòng)作都比校集中，切換并不頻煩， 所以可以采用此方案(1)程序編制——可以有兩種方式實(shí)現(xiàn)①如附圖6-3 仍用上述全智能時(shí)控方案程序的前半段，到電路圖第③步以后就 放大變交流，然后AB信號(hào)通過行程開關(guān)A分開成A和B信號(hào)，⑶信號(hào)通過行程開關(guān)B分成 C和D信號(hào)，四個(gè)信號(hào)再分別控制電機(jī)動(dòng)作。②采用微電腦時(shí)間控制開關(guān)(同類產(chǎn)品市間有售，僅所需容量稍大)。程序中編制 出從夏至日到冬至日，再?gòu)亩寥盏较闹寥眨课逄?，或按半個(gè)節(jié)氣(15天)一組，從日出到 日落每小時(shí)發(fā)出一組兩個(gè)信號(hào)AB和⑶(全智能時(shí)控方案為四個(gè)信號(hào))，每個(gè)信號(hào)由通、斷電 間隔‘持續(xù)時(shí)間’的長(zhǎng)短來表示。信號(hào)間隔為6分鐘。在制造時(shí)我們也將減速器速比調(diào)整 為使電機(jī)通電6秒鐘可以調(diào)整A或h 1°。則每需要調(diào)整1°在程序中沒計(jì)通電6秒鐘既 可。同樣每一段采用其中間時(shí)刻(如1:30、2:30.....等)的h與A值。然后再利用切換 器把AB分開成A或B，CD分成C或D分在四條電路上，分別控制方位角電機(jī)正、反轉(zhuǎn)和高度 角電機(jī)的正反轉(zhuǎn)動(dòng)作。下表仍以北緯40° (代表城市北京)為例，列出其信號(hào)程序的前邊一段。(2)電路切換器——(參見附圖7)①第一級(jí)切換器(方位角與高度角電路切換器)——僅用于微電腦時(shí)間控制開關(guān) 電路。微電腦發(fā)出一組組兩個(gè)信號(hào)AB (實(shí)際上A或B不必區(qū)分)和⑶(同前)，當(dāng)?shù)谝粋€(gè) 信號(hào)AB通電時(shí)電磁鐵吸緊銜鐵，斷電時(shí)銜鐵被放開，在被彈簧拉回原位時(shí)撥動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)一 檔(45° )，使方位角電路斷開，高度角電路接通。當(dāng)?shù)诙€(gè)信號(hào)CD通電時(shí)，同時(shí)也使電磁 鐵再吸緊銜鐵，斷電時(shí)銜鐵再被彈簧拉回?fù)軇?dòng)齒輪又轉(zhuǎn)動(dòng)一檔，使高度角電路斷開，方位角 電路接通。往后，繼續(xù)重復(fù)上述過程，每次通電，電磁鐵吸緊銜鐵一次，此時(shí)電路并不改換， 而在斷電時(shí)銜鐵被放開時(shí)才撥動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)一檔，使AB和CD電路互相切換。②第二級(jí)切換器——又分為方位角正、反轉(zhuǎn)電機(jī)動(dòng)作切換器和高度角正、反轉(zhuǎn)電 機(jī)動(dòng)作切換器兩種方位角正、反轉(zhuǎn)電機(jī)動(dòng)作切換器——參見附圖7 用于AB電路上A與B 互相切換。每天到20:00時(shí)，程序控制電機(jī)再正轉(zhuǎn)最后一次，上盤仍正轉(zhuǎn)。當(dāng)上盤上的擋塊A 觸到下盤上的雙簧開關(guān)A而接通電流時(shí)，電磁鐵A吸引行程開關(guān)A上的銜鐵使行程開關(guān)左 偏，行程開關(guān)內(nèi)的銅柱向右滾動(dòng)，使正轉(zhuǎn)電路斷開，電機(jī)停止正轉(zhuǎn)，接著反轉(zhuǎn)電路接通，電機(jī) 反向動(dòng)作，上盤反轉(zhuǎn)；當(dāng)上盤反轉(zhuǎn)到方位角A = -125°時(shí)上盤上的擋塊A觸到下盤上的另一個(gè)雙簧開關(guān) B而接通電流，電磁鐵B吸引行程開關(guān)A上的銜鐵使行程開關(guān)右偏，銅柱向右滾動(dòng)，使反轉(zhuǎn)電 路斷開，電機(jī)停止反轉(zhuǎn)，上盤復(fù)位。同時(shí)正轉(zhuǎn)電路接通，等待第二天日出時(shí)分信號(hào)的到來。高度角正、反轉(zhuǎn)電機(jī)動(dòng)作切換器——行程開關(guān)B裝在上盤對(duì)稱中心線上，當(dāng)上盤在 方位角電機(jī)正轉(zhuǎn)推動(dòng)下順時(shí)針轉(zhuǎn)到正南位置(方位角A = O即12:00)時(shí)，行程開關(guān)B觸到 下盤上的一個(gè)擋塊C而換檔，銅柱向左滾動(dòng)使高度角正轉(zhuǎn)電路被切斷，反轉(zhuǎn)電路接通，于是從12:00起由高度角電機(jī)接收信號(hào)后變?yōu)榉崔D(zhuǎn)，以后的信號(hào)都使高度角下降；當(dāng)20:00時(shí)分 上盤反轉(zhuǎn)經(jīng)過正南方向(即A = O)時(shí)，行程開關(guān)B再被擋塊C撥動(dòng)返回，銅柱向右滾動(dòng)，反 轉(zhuǎn)電路被切斷，正轉(zhuǎn)電路被接通，到第二天日出后就是由高度角正轉(zhuǎn)電機(jī)就(正轉(zhuǎn))工作， 高度角轉(zhuǎn)為上升了。(3).電機(jī)正、反轉(zhuǎn)的切換——正反轉(zhuǎn)一般由同一部電動(dòng)機(jī)完成，可用不同的電機(jī) 和不同的切換電路。①.他勵(lì)式交直流兩用電動(dòng)機(jī)--本設(shè)計(jì)使用交流。如附圖10(2)所示，切換裝
置為一只接觸器。當(dāng)來自信號(hào)源的正向電路有電流時(shí)，電磁鐵吸引接觸器向上側(cè)，勵(lì)磁電流 正向流動(dòng)，電機(jī)正轉(zhuǎn)；當(dāng)反向電路有電流時(shí)，電磁鐵吸引接觸器向下側(cè)，勵(lì)磁電流反向流動(dòng)， 電機(jī)反轉(zhuǎn)(參考文獻(xiàn)2)。②.單相電容異步電動(dòng)機(jī)——洗衣機(jī)所用乂0(、見乂30301^305型均可。其定子 有兩個(gè)不同的繞組，如附圖5所示，當(dāng)切換裝置把電流在兩條電路中切換時(shí)，由于電容串在 了另一條電路上，定子極性改變，使得電機(jī)轉(zhuǎn)子改變轉(zhuǎn)動(dòng)方向(參考文獻(xiàn)5)。北緯40°半智能微電腦時(shí)控程序計(jì)算表 微電腦控制方案的優(yōu)缺點(diǎn)——優(yōu)點(diǎn)1?？梢越z毫不受天氣陰霾與否的影響，下雨天看不見太陽，設(shè)備仍就朝向云 外的太陽，一旦露出笑臉，光能立刻被捕捉到。2 便于實(shí)現(xiàn)群控，場(chǎng)地上如有許多太陽能裝置，只須一部微電腦時(shí)控器即可控制 它們一齊同步跟蹤太陽運(yùn)動(dòng)的變化。缺點(diǎn)由于各地緯度不同，一年之中太陽赤緯在不斷變化(見附錄二)，因此必須 編制不同緯度的適用程序。我們把全國(guó)劃分為12個(gè)緯度帶，把每一緯度帶一年按24節(jié)氣 劃分為48個(gè)時(shí)段，算出其太陽的方位角A與高度角h，求出每一時(shí)段前后A (h)的差值，此值 就是編制程序中每一時(shí)段電流通斷所需的長(zhǎng)度ti、、t2、、t3、、t4。發(fā)達(dá)地區(qū)太陽能裝置多，一個(gè)城市還可以在電臺(tái)上設(shè)一個(gè)專用頻道，每天播送本 地區(qū)當(dāng)天的時(shí)控程序，控制全市千萬臺(tái)設(shè)備，更加現(xiàn)代化。三.時(shí)鐘控制方案——信號(hào)源——參見附圖8 由不間斷電源供給一只時(shí)鐘每24小時(shí)轉(zhuǎn)一圈，帶動(dòng)一只 滾筒運(yùn)轉(zhuǎn)，滾筒上貼有四組用印刷電路制做的薄銅片窄條(以下簡(jiǎn)稱為銅條)，每組銅條連 在一起，分別與三只滑環(huán)連接，三只壓簧接觸器在滾筒上滑動(dòng)，當(dāng)壓簧與其中一條銅條接觸 時(shí)，相應(yīng)電路通電，相應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。滾筒(也可稱之為記憶鼓)上的銅條展開圖如附圖8所示下半部?jī)山M銅條貼在 高度角調(diào)整時(shí)刻，其上下午的連線分別與滑環(huán)5、6連接，與壓簧3形成兩條回路，負(fù)責(zé)控制 高度角調(diào)整電機(jī)正反轉(zhuǎn)之用；上半部銅條所貼位置在方位角正轉(zhuǎn)調(diào)整時(shí)刻，當(dāng)壓片1與之 接觸時(shí)，與滑環(huán)4組成一個(gè)回路負(fù)責(zé)控制方位角電機(jī)的正轉(zhuǎn)動(dòng)作；中部在20:00時(shí)分有一稍 寬銅皮，它也與滑環(huán)4相連接，當(dāng)壓片2與之接觸時(shí)，與滑環(huán)4組成一個(gè)同路，負(fù)責(zé)控制方位 角電機(jī)的反轉(zhuǎn)動(dòng)作。信號(hào)程序編制——信號(hào)程序的編制，與半智能微電腦方案一樣，也是通過同樣計(jì) 算求得，但略有不同。微電腦方案是每半小時(shí)發(fā)出一組四個(gè)信號(hào)，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間的長(zhǎng)短決定 于每一對(duì)開關(guān)時(shí)間信號(hào)的間隔，而時(shí)鐘控制方案銅條只能給出一個(gè)通電信號(hào)，卻無法控制 其長(zhǎng)短，因此必須增加一個(gè)裝置，限定電機(jī)每次只能轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定圈數(shù)，使方位角每次只轉(zhuǎn) 動(dòng)15°，高度角每次只轉(zhuǎn)動(dòng)10°。這樣一來各組銅條的間距就必須按照15°、10°來推算 出的時(shí)間來布設(shè)。所以您看到的銅條之間的寬度高度角兩組是早晚間距大而中午?。慌c 其相反，方位角一組是早晚間距小而中午大。時(shí)鐘控制方案的反轉(zhuǎn)復(fù)原機(jī)制——與微電腦方案上盤反轉(zhuǎn)復(fù)位機(jī)制基本相同，只 是前者由微電腦發(fā)出信號(hào)，后者由壓簧2碰到信號(hào)滾筒上的銅條發(fā)出信號(hào)，切換裝置都一 樣。關(guān)于季節(jié)轉(zhuǎn)換時(shí)時(shí)距的調(diào)整一如附圖7A區(qū)細(xì)部示意圖所示壓簧1、3裝在一塊 滑板上，滑板受時(shí)鐘控制器帶動(dòng)的一套齒輪組帶動(dòng)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。齒輪A每天轉(zhuǎn)一圈，它只有一個(gè)齒，每天撥齒輪B轉(zhuǎn)一個(gè)齒。齒輪B有73個(gè)齒，每73天轉(zhuǎn)一圈。齒輪B轉(zhuǎn)5圈帶動(dòng)齒 輪C轉(zhuǎn)一圈，因此齒輪C每年(即365天)轉(zhuǎn)一圈，由連桿帶動(dòng)滑板和與之連接的壓簧1、3 往復(fù)運(yùn)動(dòng)一個(gè)來回夏至日到圖中上面A信號(hào)銅條間距窄(下面h信號(hào)銅條間距寬)的位 置，冬至日到圖中上面信號(hào)銅條間距寬(下面h信號(hào)銅條間距窄)間的位置，則裝置發(fā)出信 號(hào)的時(shí)間間距就與當(dāng)時(shí)的太陽運(yùn)行的規(guī)律相符了。時(shí)鐘控制方案的優(yōu)缺點(diǎn)一基本上與方案二相同，使用于某些初期發(fā)展的城市。 設(shè)備簡(jiǎn)單，使用起來事故率低。(四.)簡(jiǎn)易跟蹤方案——最適宜于對(duì)已經(jīng)安裝使用的固定安裝的太陽能裝置改 造成自動(dòng)跟蹤裝置。1.方位角與高度角每天都只按春(秋)分日一個(gè)程序不變方案——只用兩只微電 腦時(shí)控器，一只控制方位角正、反轉(zhuǎn)電機(jī)，另一只控制高度角正、反轉(zhuǎn)電機(jī)。正、反轉(zhuǎn)電機(jī)的 切換仍用第7/10頁及附圖7的切換裝置。由于春(秋)分日的方位角及高度角在夏至日 和冬至日之間，所以對(duì)緯度稍高地區(qū)來說面積的光照強(qiáng)度折實(shí)率損失并不大，但設(shè)備簡(jiǎn)單， 所以相當(dāng)合算。2.僅只作方位角跟蹤的簡(jiǎn)易方案——已固定安裝的太陽能裝置如果嫌全部改裝費(fèi)用高，也可以改為只作方位角跟蹤， 而不跟蹤高度角的方案。只需將原設(shè)備安裝在一個(gè)能跟蹤太陽的可水平轉(zhuǎn)動(dòng)的底盤上，中 心用一顆膨脹螺栓固定在屋面上即可。此時(shí)太陽能裝置的固定安裝高度角hz的最佳角度 根據(jù)當(dāng)?shù)鼐暥圈岛统嗑暒挠?jì)算求得，見下表。3.除方位角跟蹤以外，高度角每年手調(diào)二次或四次的方案——將上盤上托盤的后 支腿做成可調(diào)的即可。角每年手調(diào)二次或四次，手調(diào)到該段時(shí)間的平均高度角上，可以獲得 較高的吸收效益。這種方式用于太陽能板安裝在上人方便的平臺(tái)上，人員手調(diào)比較方便的 場(chǎng)合。(1).高度角每年在雨水、谷雨、處暑、霜降四個(gè)節(jié)氣日手調(diào)面板傾角四次。(2).高度角每年在春分、秋分兩個(gè)節(jié)氣日手調(diào)面板傾角各一次。 其余地區(qū)必須通過計(jì)算，求出每次調(diào)整的最佳角度。(五.)大雷達(dá)天線式跟蹤方案一為了防止許多跟蹤式裝置前后左右互相遮蔽， 影響能量吸收效率，必須把許多裝置組合起來，以便在有限的面積上獲取最多的能量。在多層與高層樓房設(shè)計(jì)中，在塔式樓房屋頂上，或板式樓房每一單元的平面屋頂
14上，安裝一條圓形軌道，在微電腦的操縱下作方位角跟蹤。上面安裝一座大型雷達(dá)天線式的 鋼鐵網(wǎng)架，網(wǎng)架呈傾斜面，其安裝傾角為hz = Φ/2+33. 275° (Φ 一當(dāng)?shù)鼐暥?。網(wǎng)架下面屋頂中央的小屋為管理房以及安裝有蓄電池組和熱水儲(chǔ)水箱的房間。網(wǎng) 架的下支撐為安裝在圓形軌道上的兩只帶抗風(fēng)裝置的滾輪，上支撐為安裝在屋頂中央的旋 轉(zhuǎn)支座，支座內(nèi)裝有平面推力軸承和向心軸承(見附圖9)，中軸為一同心三層套管，外層 與中層管之間填滿泡沫塑料以保溫，中層與內(nèi)層管之間為上水通道，內(nèi)層管為熱水下水管。 上、下水管向上與網(wǎng)架上弦桿的縱向管聯(lián)接，下水管向下通向熱水蓄水池，熱水泵從熱水蓄 水池中抽水，以保證熱水管內(nèi)水的循環(huán)，使熱能逐漸交換儲(chǔ)存到蓄水池中，蓄水池向下有熱 水供水管道向用戶供給熱水。另有給水管，以便每天早上向網(wǎng)架熱水器補(bǔ)水。網(wǎng)架用中空的矩形鋼管組焊而成，縱向間矩2200mm左右，橫向1800mm左右，形成 一個(gè)個(gè)矩形方格，每個(gè)框格里安裝一具太陽能托盤，托盤中腰有一根中空的水平鋼管與上 弦桿的縱向桿聯(lián)接，可以轉(zhuǎn)動(dòng)。托盤上可以安裝太陽能電池組或太陽能集熱管，或上下排分 別安裝兩種設(shè)備。每個(gè)托盤背后有一垂直于托盤的杠桿，由一統(tǒng)一的連桿在高度角電機(jī)正、 反轉(zhuǎn)的操縱下調(diào)整托盤的高度角。在微電腦的操縱下，網(wǎng)架作方位角跟蹤，托盤作高度角跟蹤，結(jié)果全部緊挨著的 太陽能裝置就都始終面向太陽了(見附圖8)。太陽能光伏電池組產(chǎn)生的電能通過匯流排傳 到蓄電池間儲(chǔ)存。太陽能集熱管的熱水通過管道泵和同心管道從屋頂中心支座中穿過，儲(chǔ) 存到熱水蓄水池間里，供全樓照明或洗浴使用。屋頂雷達(dá)天線式跟蹤方案的優(yōu)缺點(diǎn)——1.平面屋頂上安裝固定式太陽能裝置東西方向可以一字形靠緊排列，但前后排必 須保持一個(gè)相當(dāng)?shù)木嚯x。而跟蹤式太陽能裝置則最宜于南北方向一字形排列，前后保持L = H/tg(90° -Φ-δ)的距離，(φ為當(dāng)?shù)氐乩砭暥?，δ為冬至日太陽的赤?，東西方向要 拉開相當(dāng)大的距離。所以要在同一個(gè)平屋頂上前后左右一個(gè)挨一個(gè)密集的安裝更多的太陽能裝置，必 須采用本方案才能充分利用屋頂面積，最大程度的獲得較多能量。而且集中管理，專業(yè)化程 度高，住戶省心省事。本方案特別適用于海島、山頂邊防哨所、海濱、沙漠、草原地區(qū)或別墅屋頂。也是利 用沙漠、荒山大規(guī)模發(fā)電的最佳方案。2。但屋面網(wǎng)架既高又大，裝在高樓頂上會(huì)增加樓房的風(fēng)荷載面積，新樓設(shè)計(jì)中應(yīng) 考慮這項(xiàng)風(fēng)荷載，老樓加裝必須經(jīng)過校核后才能安裝。(六.)赤緯、時(shí)角雙調(diào)型跟蹤方案一一設(shè)備示意圖見附圖10。時(shí)角跟蹤——太陽能電池板呈圓形或八角形，或者就裝飾成葵花形狀，由一套蝸 輪蝸桿機(jī)構(gòu)趨動(dòng)在一條圓形軌道上從東到西迎著太陽移動(dòng)。早上日出時(shí)，托盤面是直立著 面對(duì)東方的日出時(shí)的A角的，正轉(zhuǎn)電機(jī)接受微電腦指令后正轉(zhuǎn)，每半小時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)7.5°，托盤 沿弧形軌道向西轉(zhuǎn)動(dòng)，到12:00時(shí)面向天頂，到傍晚日落時(shí)又面向西方日落時(shí)的A角了。到 了夜里，電機(jī)同方案三一樣反轉(zhuǎn)，托盤面又直立著面對(duì)東方了。赤緯跟蹤——時(shí)角調(diào)整的半 圓形軌道可以順子午線方向擺動(dòng)(2Φ =)46.90°以跟蹤赤緯。操縱擺動(dòng)的機(jī)構(gòu)(見附圖 10)。為另一套蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)，接受微電腦指令，蝸輪每365天轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，蝸輪圓盤上有一根 短樁，由聯(lián)桿帶動(dòng)時(shí)角跟蹤器每365天往返一次，往返擺動(dòng)的角度正好也是46. 90°，這樣時(shí)角跟蹤器就基本上跟蹤著太陽赤緯的角度，太陽能電池板就基本上跟蹤太陽轉(zhuǎn)動(dòng)了。赤緯、時(shí)角雙調(diào)型跟蹤方案的優(yōu)缺點(diǎn)——優(yōu)點(diǎn)1.設(shè)備簡(jiǎn)單輕巧，造價(jià)不高——赤緯調(diào)整圓盤365天才轉(zhuǎn)一圈，一天只撥一個(gè)齒 設(shè)備簡(jiǎn)單輕巧，所需能量也極省。2.時(shí)角調(diào)整每天都在時(shí)角調(diào)整軌道上從早上4:30到晚上19:30每小時(shí)移動(dòng)15° 終年不變，(夏至日、冬至日也一樣)，所以所需信號(hào)源只是一只18門的時(shí)(間)控(制) 開關(guān)即可，機(jī)械也簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)1.每天的赤緯是一個(gè)個(gè)平行于赤道的圓面，而我們的赤緯調(diào)整器只能作擺動(dòng) 動(dòng)作，二者有一定的角度差(春、秋分日為0，夏至、冬至日最大到23. 45°，平均也只有 11.725° )，對(duì)效率的影響也只有(1-cosll. 725° =2.1%左右。2.由于怕把集熱管倒過頭來再進(jìn)冷水時(shí)激炸玻璃管，所以不適用于太陽能熱水
ο參考文獻(xiàn)(1).建筑工程部北京工業(yè)建筑設(shè)計(jì)院編建筑設(shè)計(jì)資料集1 中國(guó)工業(yè)出版社 1964(2).王鴻明編電工技術(shù)與電子技術(shù)上冊(cè)清華大學(xué)出版社1994(3).李懷莆主編彩色電視機(jī)原理與維修人民郵電出版社2008(4).[日]擯川圭弘編著太陽能光伏電池及其應(yīng)用科學(xué)出版社2008(5).趙清張玉茹編著家用洗衣機(jī)使用與維修金盾出版社2006(6).王軍云編著萬年歷華僑出版社2008



附圖2 斜射陽光的光照強(qiáng)度折實(shí)率及按45度傾角固定安裝太陽能的光照強(qiáng)度折實(shí)率
附圖3 太陽能電池板跟蹤裝置原理附圖4 太陽能熱水器跟蹤裝置原理附圖5:光電跟蹤方案原理附圖6-1 全智能調(diào)控方案電路框附圖6-2:錄入電路示意附圖6-3 半智能調(diào)控方案電路框附圖7 智能調(diào)控方案的機(jī)電裝置；
附圖8:時(shí)鐘調(diào)控方案原理附圖9 旋轉(zhuǎn)餐廳式方案示意附圖10 赤緯、時(shí)角雙調(diào)型跟蹤裝置及單向電機(jī)的正反轉(zhuǎn)電路。
權(quán)利要求
一種其特征為將太陽在天空中的位置用方位角及高度角兩個(gè)數(shù)據(jù)表示，通過方位角電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)使上盤水平轉(zhuǎn)動(dòng)以跟蹤太陽的方位，高度角電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)改變托盤的傾角，以跟蹤太陽高度的跟蹤方法
2.一種其特征為將太陽在天空中的位置用當(dāng)天的赤緯角及當(dāng)?shù)氐臅r(shí)角兩個(gè)數(shù)據(jù)表 示，通過赤緯調(diào)整轉(zhuǎn)盤和連桿的作用，使托盤軌道基本上對(duì)準(zhǔn)赤緯，時(shí)角電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)改 變托盤的傾角以跟蹤太陽的方法；
3.一種其特征為用一對(duì)光電‘復(fù)眼’感知太陽的方位角及高度角，通過方法1跟蹤太 陽的設(shè)備；
4.一種其特征為將全年等分為48等分(或73等分)，計(jì)算出每段中間一天每小時(shí)太 陽的方位角及高度角，編程輸入微電腦單片機(jī)，微電腦每天、每小時(shí)發(fā)出一組4個(gè)信號(hào)，再 通過一系列電子電路的電平加減和濾除，將4個(gè)信號(hào)分解到四條電路上，分別去趨動(dòng)方位 角及高度角電機(jī)正、反轉(zhuǎn)，以跟蹤太陽的設(shè)備。和信號(hào)切換裝置。
5.一種其特征為一由時(shí)鐘帶動(dòng)的記憶鼓，上面貼有標(biāo)示全年分小時(shí)太陽的方位角及高 度角的銅條，通過彈簧壓片接觸器及滑環(huán)向設(shè)備授出信號(hào)分別去趨動(dòng)方位角及高度角電機(jī) 正、反轉(zhuǎn)，通過方法1跟蹤太陽的設(shè)備；
6.一種只按春(秋)分日那天每小時(shí)方位角及高度角數(shù)據(jù)跟蹤太陽的簡(jiǎn)易跟蹤方式。
7.兩種簡(jiǎn)易的跟蹤方式只按春(秋)分日那天每小時(shí)方位角數(shù)據(jù)跟蹤太陽的方位， 而高度角只每年手調(diào)1、2、4次的方法。
8.一種其特征為一架象大型雷達(dá)天線式的網(wǎng)架，斜面上一個(gè)個(gè)框格里安裝太陽能設(shè) 備，網(wǎng)架在軌道上作水平轉(zhuǎn)動(dòng)，框格里的設(shè)備在連桿帶動(dòng)下作傾角調(diào)整，以跟蹤太陽的設(shè) 備。
全文摘要
使太陽能裝置象向陽葵花一樣，面板始終向著太陽轉(zhuǎn)動(dòng)，比目前固定安裝的裝置提高效率1.78倍。本發(fā)明設(shè)計(jì)了1.方位角、高度角雙調(diào)型一把太陽在天位置分解為方位角(A)和高度角(h)兩個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行跟蹤(1)利用光電管感知太陽的位置；(2)利用予存有全年、每天、每小時(shí)A及h值程序的微電腦單片機(jī)和一系列電子電路、機(jī)械；(3)利用時(shí)鐘帶動(dòng)貼有A和h信號(hào)的記憶鼓控制跟蹤；(4)..①只按春(秋)分日太陽在天的運(yùn)行規(guī)律調(diào)整A、h值；②.A按春(秋)分日調(diào)整，h每年按計(jì)算手動(dòng)調(diào)整一、二、四次；(5)象大型雷達(dá)天線樣的鋼網(wǎng)架，緊挨著安裝許多太陽能裝置，網(wǎng)架作水平轉(zhuǎn)動(dòng)以跟蹤方位，各裝置在連桿帶動(dòng)下作高度角跟蹤；2.赤緯、時(shí)角雙調(diào)型一把全年每天、每小時(shí)太陽在天的位置分解為赤緯(δ)和時(shí)角(t)兩個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行跟蹤。
文檔編號(hào)G05D3/00GK101893895SQ200910164418
公開日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2009年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月27日
發(fā)明者劉曉玲, 武曉琳, 邵昌國(guó), 邵曉 申請(qǐng)人:邵曉;劉曉玲;武曉琳;邵昌國(guó)