本實用新型屬于太陽能跟蹤技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是涉及一種適用于在南北回歸線內(nèi)工作的碟式聚光跟蹤控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

太陽能碟式跟蹤系統(tǒng)運行在南北回歸線以內(nèi)時，當(dāng)設(shè)備安裝地點與太陽運行軌跡的赤緯角重合或相隔角度太小時，就會存在太陽的高度角高，太陽過頂時方位角變化速度快的特點，進而要求太陽能碟式跟蹤系統(tǒng)在此區(qū)間內(nèi)設(shè)置更為復(fù)雜的運行控制策略，且當(dāng)前太陽能碟式跟蹤系統(tǒng)在設(shè)備的安全性、穩(wěn)定性、可靠性等方面均不能滿足此情況下的設(shè)計使用需要；如現(xiàn)有的立柱式跟蹤系統(tǒng)在運行在南北回歸線以內(nèi)，由于受其結(jié)構(gòu)的限制，則存在如仰俯角度只有在-10°-+100°以內(nèi)變化，無法滿足太陽過頂時方位角快速變化的需要；如無法保證接收器在跟蹤系統(tǒng)失效后有效的脫離光斑；如太陽的高度角接近90°，系統(tǒng)沒有安全位置以及太陽過頂時水平角度變化太快的情況，沒有安全運行路徑等問題；

因此可以說現(xiàn)有的傳統(tǒng)的立柱式跟蹤系統(tǒng)方案無法在此區(qū)間應(yīng)用，從而至使整個跟蹤系統(tǒng)的設(shè)計較為復(fù)雜，成本較高，制約了產(chǎn)業(yè)化規(guī)?；陌l(fā)展。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于已有技術(shù)存在的缺陷，本實用新型的目的是要提供一種新型的適用于在南北回歸線內(nèi)工作的碟式聚光跟蹤控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)克服了傳統(tǒng)的立柱式太陽能碟式聚光跟蹤系統(tǒng)只能應(yīng)用在高緯度地區(qū)(南北回歸線以外)的局限性，提高了太陽能設(shè)備的利用效率。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案：

一種適用于在南北回歸線內(nèi)工作的碟式聚光跟蹤控制系統(tǒng)，其與碟式聚光跟蹤系統(tǒng)相連接，其特征在于，包括：

與所述碟式聚光跟蹤系統(tǒng)相連接，用于控制所述碟式聚光跟蹤系統(tǒng)的俯仰角的俯仰控制電路，該俯仰控制電路包括俯仰伺服電機、俯仰編碼器以及俯仰伺服驅(qū)動器；

與所述碟式聚光跟蹤系統(tǒng)相連接，用于控制所述碟式聚光跟蹤系統(tǒng)的方位角的水平控制電路，該水平控制電路包括水平伺服電機、水平編碼器以及水平伺服驅(qū)動器；

與所述碟式聚光跟蹤系統(tǒng)相連接，用于在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，控制所述碟式聚光跟蹤系統(tǒng)回歸至安全位置上的安全電路，該安全電路包括俯仰直流電機、電動推桿機構(gòu)以及備用電池；

分別與所述俯仰控制電路、水平控制電路、安全電路相連接的控制器；

以及與所述碟式聚光跟蹤系統(tǒng)相連接，用于將所述碟式聚光跟蹤系統(tǒng)聚焦太陽光所產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)換成電能的斯特林發(fā)動機。

進一步的，作為本實用新型的優(yōu)選方案

所述電動推桿機構(gòu)包括與所述斯特林發(fā)動機相連接的電動推桿以及能夠使得所述斯特林發(fā)動機隨著所述電動推桿沿其內(nèi)部布設(shè)的軌道進行往復(fù)運動的移動軌道平臺。

進一步的，作為本實用新型的優(yōu)選方案

所述控制器包括：

用于獲取所述碟式聚光跟蹤系統(tǒng)的安裝位置所對應(yīng)的經(jīng)緯度數(shù)據(jù)的定位采集電路；

用于獲取當(dāng)前時刻所述碟式聚光跟蹤系統(tǒng)所對應(yīng)的時間數(shù)據(jù)的時鐘電路；

以及分別與所述定位采集電路、所述時鐘電路相連接的中央控制芯片。

進一步的，作為本實用新型的優(yōu)選方案

所述控制器還包括與所述中央控制芯片相連接的方位角采集電路，該方位角采集電路用于獲取當(dāng)前所述碟式聚光跟蹤系統(tǒng)所對應(yīng)的方位角數(shù)據(jù)。

進一步的，作為本實用新型的優(yōu)選方案

所述控制器還包括與所述中央控制芯片相連接的故障監(jiān)測模塊，該故障監(jiān)測模塊用于實時監(jiān)測所述碟式聚光跟蹤系統(tǒng)是否存在故障，若存在故障則發(fā)出觸發(fā)信號，使得中央控制芯片啟動安全電路控制所述碟式聚光跟蹤系統(tǒng)回歸至安全位置上。

進一步的，作為本實用新型的優(yōu)選方案

所述控制器還包括與所述中央控制芯片相連接，用于對電動推桿以及俯仰直流電機進行控制的安全鏈控制電路。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果：

本實用新型克服了傳統(tǒng)的立柱式太陽能碟式聚光跟蹤系統(tǒng)只能應(yīng)用在高緯度地區(qū)(南北回歸線以外)的局限性，使其具備既能應(yīng)用在高緯度地區(qū)，又能應(yīng)用在低緯度地區(qū)，且進一步提高了太陽能設(shè)備的利用效率，保證了接收器在跟蹤系統(tǒng)失效后可以有效的脫離光斑等優(yōu)點。

附圖說明

圖1為本實用新型整體電路結(jié)構(gòu)原理圖；

圖2為本實用新型-控制器電路結(jié)構(gòu)原理圖；

圖3為本實用新型-推行機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、斯特林發(fā)動機，2、移動軌道平臺，21、軌道，3、電動推桿。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖，對本實用新型進行進一步詳細說明。

如圖1-圖2所示，本實用新型所述的適用于在南北回歸線內(nèi)工作的碟式聚光跟蹤控制系統(tǒng)，其包括：俯仰控制電路、水平控制電路、安全電路、控制器、斯特林發(fā)動機；

其中，所述俯仰控制電路與所述碟式聚光跟蹤系統(tǒng)相連接，且用于控制所述碟式聚光跟蹤系統(tǒng)的俯仰角，具體的，該俯仰控制電路包括俯仰伺服電機、俯仰編碼器以及俯仰伺服驅(qū)動器；

所述水平控制電路與所述碟式聚光跟蹤系統(tǒng)相連接，且用于控制所述碟式聚光跟蹤系統(tǒng)的方位角，具體的，該水平控制電路包括水平伺服電機、水平編碼器以及水平伺服驅(qū)動器；

所述安全電路與所述碟式聚光跟蹤系統(tǒng)相連接，用于在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，控制所述碟式聚光跟蹤系統(tǒng)回歸至安全位置上，具體的，該安全電路包括俯仰直流電機、電動推桿機構(gòu)以及備用電池，以保證系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，能夠使得碟式聚光跟蹤系統(tǒng)處于對應(yīng)的俯仰角的安全位置上，進而提高系統(tǒng)的安全性；所述安全位置依使用情況設(shè)定，若所述系統(tǒng)處于朝南跟蹤時，其水平方向的方位角則可以是60°—270°，俯仰可以是0°—110°，若所述系統(tǒng)處于朝北跟蹤時，其水平方向的方位角則可以更改為0°—120°以及240°—360°；所述俯仰角的安全位置是指碟式聚光跟蹤系統(tǒng)的最大仰俯角度的位置。

分別與所述俯仰控制電路、水平控制電路、安全電路相連接的控制器，該控制器用于輸入相應(yīng)的控制命令控制俯仰控制電路、水平控制電路、安全電路等進行相應(yīng)的動作；

以及與所述碟式聚光跟蹤系統(tǒng)相連接，用于將所述碟式聚光跟蹤系統(tǒng)聚焦太陽光所產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)換成電能的斯特林發(fā)動機。

進一步的，如圖3所示的優(yōu)選實例，所述電動推桿機構(gòu)包括與所述斯特林發(fā)動機1相連接的電動推桿3以及能夠使得所述斯特林發(fā)動機1隨著所述電動推桿3沿其內(nèi)部布設(shè)的軌道21進行往復(fù)運動的移動軌道平臺2，通過電動推桿將整體向后移動一定的距離，能使斯特林發(fā)動機以及碟式聚光跟蹤系統(tǒng)有效地脫離光斑，避免損毀，保證系統(tǒng)處于安全位置的要求。進一步的，移動軌道平臺2被設(shè)置于所述斯特林發(fā)動機與所述碟式聚光跟蹤系統(tǒng)的連接處，如L臂處。

進一步的，作為本實用新型的優(yōu)選方案所述控制器包括作為控制中心的中央控制芯片；用于獲取所述碟式聚光跟蹤系統(tǒng)的安裝位置所對應(yīng)的經(jīng)緯度數(shù)據(jù)的定位采集電路；用于獲取當(dāng)前時刻所述碟式聚光跟蹤系統(tǒng)所對應(yīng)的時間數(shù)據(jù)的時鐘電路；用于獲取當(dāng)前所述碟式聚光跟蹤系統(tǒng)所對應(yīng)的方位角數(shù)據(jù)的方位角采集電路；用于實時監(jiān)測所述碟式聚光跟蹤系統(tǒng)是否存在故障，若存在故障則發(fā)出觸發(fā)信號，使得中央控制芯片啟動安全電路控制所述碟式聚光跟蹤系統(tǒng)回歸至安全位置上的故障監(jiān)測模塊。

由于傳統(tǒng)的跟蹤系統(tǒng)只能單一的朝南或朝北1個方向跟蹤太陽，為了能夠自動獲得所述碟式聚光跟蹤系統(tǒng)的安裝位置所對應(yīng)的經(jīng)緯度數(shù)據(jù)，進而確定赤緯角值，便于中央控制芯片輸出朝南跟蹤還是朝北跟蹤控制命令，故設(shè)置定位采集電路，優(yōu)選的所述定位采集電路包括GPS定位芯片。

同時為了便于中央控制芯片輸出朝南跟蹤還是朝北跟蹤控制命令，所述控制器還設(shè)置有用于獲取當(dāng)前時刻所述碟式聚光跟蹤系統(tǒng)所對應(yīng)的時間數(shù)據(jù)的時鐘電路，以確定當(dāng)前中央控制芯片輸出朝南跟蹤還是朝北跟蹤控制命令，例如假定所述碟式聚光跟蹤系統(tǒng)的安裝位置為泰國某地，時鐘電路輸出的時間數(shù)據(jù)為1月份，則中央控制芯片輸出朝南跟蹤控制命令；時鐘電路輸出的時間數(shù)據(jù)為8月份，則中央控制芯片輸出朝北跟蹤控制命令。

同時由于傳統(tǒng)的跟蹤系統(tǒng)在太陽方位角變化速率加快時無法正常跟蹤，因此設(shè)置了獲取當(dāng)前所述碟式聚光跟蹤系統(tǒng)所對應(yīng)的方位角數(shù)據(jù)的方位角采集電路，以實時獲取方位角的變化率，所述變化率是通過比對上一采集時間所述碟式聚光跟蹤系統(tǒng)所對應(yīng)的方位角數(shù)據(jù)與當(dāng)前所述碟式聚光跟蹤系統(tǒng)所對應(yīng)的方位角數(shù)據(jù)獲得；進一步的，作為本實用新型的優(yōu)選方案所述系統(tǒng)通過對方位角的變化率進行監(jiān)控管理，以提高系統(tǒng)的效率，如在設(shè)置變化率超限值，若方位角的變化率高于變化率超限值時，則中央控制芯片輸出一組使得水平控制電路動作的命令，進而所述系統(tǒng)處于偏移跟蹤狀態(tài)；若方位角的變化率不高于變化率超限值時，則中央控制芯片輸出另一組使得水平控制電路動作的命令，進而所述系統(tǒng)處于跟蹤狀態(tài)；至于所述偏移跟蹤狀態(tài)、跟蹤狀態(tài)具體處于何種方位角則由實際使用情況具體確定。

進一步的，作為本實用新型的優(yōu)選方案，

所述控制器還包括與所述中央控制芯片相連接，用于對電動推桿以及俯仰直流電機進行控制的安全鏈控制電路，保證所述跟蹤系統(tǒng)的仰俯控制電路能夠在任何時候均能使得碟式聚光跟蹤系統(tǒng)回到最大仰俯角度的位置上，保證系統(tǒng)運行的安全路徑。

以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本實用新型的技術(shù)方案及其實用新型構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。