極軸坐標(biāo)系槽式集熱雙軸跟蹤結(jié)構(gòu)的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于太陽(yáng)能熱應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種槽式集熱雙軸跟蹤結(jié)構(gòu)的控制 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，可再生能源的開(kāi)發(fā)和利用日益得到各國(guó)政府的關(guān)注，在不久的將來(lái)通過(guò)真 空集熱器將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成熱能具有很大的開(kāi)發(fā)潛力。據(jù)2004年歐盟聯(lián)合研宄中心預(yù)測(cè)，到 本世紀(jì)末，太陽(yáng)能的應(yīng)用在整個(gè)世界能源供應(yīng)中的比率將超過(guò)70%。現(xiàn)有的槽式集熱雙軸 跟蹤結(jié)構(gòu)（以下將簡(jiǎn)稱(chēng)為"結(jié)構(gòu)"）大多是基于地平坐標(biāo)系的雙軸跟蹤方式，大都沒(méi)有考慮 太陽(yáng)日升方位角、日落方位角、當(dāng)?shù)亟?jīng)度與時(shí)區(qū)經(jīng)度間的經(jīng)度差、太陽(yáng)時(shí)角和真太陽(yáng)時(shí)角間 的誤差等因素對(duì)太陽(yáng)位置判斷的影響，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)跟蹤效率變差，輸出效率降低；此外，沒(méi)有 考慮部分遮蔽的情況，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)輸出效率降低；同時(shí)由于結(jié)構(gòu)運(yùn)行和公式計(jì)算誤差導(dǎo)致預(yù) 測(cè)太陽(yáng)位置與實(shí)際太陽(yáng)位置存在偏差。因此研宄提供一種基于極軸坐標(biāo)系的槽式集熱雙軸 跟蹤結(jié)構(gòu)的控制方法是十分必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明目的是提供一種極軸坐標(biāo)系槽式集熱雙軸跟蹤結(jié)構(gòu)的控制方法，可有效地 提高槽式集熱結(jié)構(gòu)跟蹤精度。
[0004] 本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，如圖1所示，極軸坐標(biāo)系槽式集熱雙軸跟蹤結(jié)構(gòu)包括有槽 式聚光板1、第一、第二、第三、第四光敏傳感器2、2'、2"、2"'、上部支架3、左右上部彎管4、 4'、聚光板支架5、真空集熱管6、熱存儲(chǔ)器7、上、下部底座8、8'、上下水管道9、10、水泵11、 上部絲桿軸12、上部蝸輪蝸桿減速器13、上部步進(jìn)電機(jī)14、上部支撐平臺(tái)15、傾斜絲桿軸 16、傾斜軸步進(jìn)電機(jī)18、傾斜軸蝸輪蝸桿減速器19、傾斜平臺(tái)23、擺動(dòng)支桿25、下部支座28、 安裝在下部底座8'上的滑動(dòng)軌道29及移動(dòng)軸承座30 ;其結(jié)構(gòu)是可移動(dòng)軸承座30通過(guò)定 位螺釘31調(diào)整在滑動(dòng)軌道29內(nèi)的位置，擺動(dòng)支桿25上端通過(guò)上部支撐銷(xiāo)軸21與固定在 傾斜平臺(tái)23上的固定支座20相鉸接，擺動(dòng)支桿25下端通過(guò)下部支撐銷(xiāo)軸21"與可移動(dòng)軸 承座30相鉸鏈，下部支座28固定在下部底座8'上，下部支座28的上部通過(guò)中部支撐銷(xiāo)軸 21'與固定在傾斜平臺(tái)23下面的下部軸承座24相鉸接，安裝在傾斜平臺(tái)23上的傾斜軸步 進(jìn)電機(jī)18和傾斜軸蝸輪蝸桿減速器19帶動(dòng)傾斜絲桿軸16轉(zhuǎn)動(dòng)，傾斜絲桿軸16通過(guò)上下 軸承座17、17'支撐在傾斜平臺(tái)23上，傾斜絲桿軸16的下端安裝有編碼器32,上部支撐平 臺(tái)15下部通過(guò)穿通孔35與傾斜絲桿軸16固定連接，上部蝸輪蝸桿減速器13和上部步進(jìn) 電機(jī)14安裝在上部支撐平臺(tái)15上，聚光板支架5與上部蝸輪蝸桿減速器13和上部步進(jìn)電 機(jī)14帶動(dòng)的上部絲桿軸12固定連接，槽式聚光板1安裝在聚光板支架5上，槽式聚光板1 的四角處分別安裝有第一、第二、第三、第四光敏傳感器2、2'、2"、2"'，真空集熱管6安裝在 上部支架3上，上部支架3安裝在聚光板支架5上，真空集熱管6左右端分別通過(guò)上下水管 道9、10與熱存儲(chǔ)器7連通，槽式聚光板1上的光線(xiàn)匯聚到真空集熱管6上，上、下部底座8、 8'通過(guò)通孔27、27'固定于地面。本發(fā)明特征在于對(duì)上述結(jié)構(gòu)的控制方法是：
[0005] 首先通過(guò)調(diào)節(jié)可移動(dòng)軸承座30在滑動(dòng)軌道29內(nèi)的位置確定擺動(dòng)支桿25與地平 面的夾角為0 =巾，巾是當(dāng)?shù)鼐S度。判斷某一天是一年中的第n天，n為正整數(shù)，根據(jù)式 (1)計(jì)算出太陽(yáng)赤煒角S，則聚光板支架5與地面的傾角as可由式⑵得到，式⑵中的 正負(fù)號(hào)取春夏為正，秋冬為負(fù)，太陽(yáng)方位角Ys可由式（3)得到。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種極軸坐標(biāo)系槽式集熱雙軸跟蹤結(jié)構(gòu)的控制方法，極軸坐標(biāo)系槽式集熱雙軸跟蹤 結(jié)構(gòu)包括有槽式聚光板（1)、第一、第二、第S、第四光敏傳感器（2、2'、2"、2"'）、上部支架 (3)、左右上部彎管（4、4'）、聚光板支架巧）、真空集熱管化）、熱存儲(chǔ)器（7)、上、下部底座 (8、8'）、上下水管道（9、10)、水累（11)、上部絲桿軸（12)、上部蝸輪蝸桿減速器（13)、上部 步進(jìn)電機(jī)（14)、上部支撐平臺(tái)（15)、傾斜絲桿軸（16)、傾斜軸步進(jìn)電機(jī)（18)、傾斜軸蝸輪蝸 桿減速器（19)、傾斜平臺(tái)（23)、擺動(dòng)支桿（25)、下部支座（28)、安裝在下部底座巧'）上的 滑動(dòng)軌道（29)及移動(dòng)軸承座（30)，其結(jié)構(gòu)是可移動(dòng)軸承座（30)通過(guò)定位螺釘（31)調(diào)整 在滑動(dòng)軌道（29)內(nèi)的位置，擺動(dòng)支桿（25)上端通過(guò)上部支撐銷(xiāo)軸（21)與固定在傾斜平臺(tái) (23)下面的固定支座（20)相較接，擺動(dòng)支桿（25)下端通過(guò)下部支撐銷(xiāo)軸（21")與可移動(dòng) 軸承座（30)相較接，下部支座（28)固定在下部底座巧'）上，下部支座（28)的上部通過(guò)中 部支撐銷(xiāo)軸（21'）與固定在傾斜平臺(tái)（23)下面的下部軸承座（24)相較接，安裝在傾斜平 臺(tái)（23)上的傾斜軸步進(jìn)電機(jī)（18)和傾斜軸蝸輪蝸桿減速器（19)帶動(dòng)傾斜絲桿軸（16)轉(zhuǎn) 動(dòng)，在傾斜平臺(tái)（23)上面安裝有對(duì)上部支撐平臺(tái)（15)起限位作用的限位開(kāi)關(guān)（22)，傾斜絲 桿軸（16)通過(guò)上下軸承座（17、17'）安裝在傾斜平臺(tái)（23)上，傾斜絲桿軸（16)的下端安 裝有編碼器（32)，上部支撐平臺(tái)（15)下部通過(guò)穿通孔（35)與傾斜絲桿軸（16)固定連接， 上部蝸輪蝸桿減速器（13)和上部步進(jìn)電機(jī)（14)安裝在上部支撐平臺(tái)（15)上，聚光板支 架（5)與上部蝸輪蝸桿減速器（13)和上部步進(jìn)電機(jī)（14)帶動(dòng)的上部絲桿軸（12)固定連 接，槽式聚光板（1)安裝在聚光板支架（5)上，槽式聚光板（1)的四角處分別安裝有第一、 第二、第=、第四光敏傳感器（2、2'、2"、2"'），真空集熱管（6)安裝在上部支架（3)上，上部 支架（3)安裝在聚光板支架（5)上，真空集熱管（6)左右端分別通過(guò)上下水管道巧）、（10) 與熱存儲(chǔ)器（7)連通，槽式聚光板（1)上的光線(xiàn)匯聚到真空集熱管（6)上，上、下部底座巧、 8'）通過(guò)通孔（27、27'）固定于地面上； 本發(fā)明特征在于對(duì)上述結(jié)構(gòu)的控制方法是；首先通過(guò)調(diào)節(jié)可移動(dòng)軸承座（30)在滑動(dòng) 軌道（29)內(nèi)的位置確定擺動(dòng)支桿（25)與地平面的夾角為0 = 4, 4是當(dāng)?shù)鼐S度。判斷 某一天是一年中的第n天，n為正整數(shù)，根據(jù)式（1)計(jì)算出太陽(yáng)赤紳角S，則聚光板支架巧） 與地面的傾角a,可由式（2)得到，式（2)中的正負(fù)號(hào)取春夏為正，秋冬為負(fù)，太陽(yáng)方位角 丫，可由式做得到：
其中《是太陽(yáng)時(shí)角，中午12點(diǎn)為0°，上午為負(fù)，下午為正，每小時(shí)的時(shí)角為15°， 由于地球圍繞太陽(yáng)的運(yùn)行軌道是楠圓形軌道，因此真太陽(yáng)時(shí)角與太陽(yáng)時(shí)角《間存 在誤差。真太陽(yáng)時(shí)角《乃由式（4)、（5)、做計(jì)算得到，然后將式做中的太陽(yáng)時(shí)角《用 真太陽(yáng)時(shí)角代替， (4) E= 9. 87