極軸坐標(biāo)系蝶式發(fā)電雙軸跟蹤結(jié)構(gòu)的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于太陽能發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種蝶式發(fā)電雙軸跟蹤結(jié)構(gòu)的控制方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，可再生能源的開發(fā)和利用日益得到各國政府的關(guān)注，在不久的將來將太陽 能轉(zhuǎn)換成電能具有很大的開發(fā)潛力。據(jù)2004年歐盟聯(lián)合研宄中心預(yù)測，到本世紀(jì)末，太陽 能的應(yīng)用在整個(gè)世界能源供應(yīng)中的比率將超過70%。現(xiàn)有的碟式發(fā)電雙軸跟蹤結(jié)構(gòu)（以 下將簡稱為"結(jié)構(gòu)"）大多是基于地平坐標(biāo)系的雙軸跟蹤方式，大都沒有考慮太陽日升方位 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、太陽時(shí)角和真太陽時(shí)角間的誤差等因素 對(duì)太陽位置判斷的影響，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)跟蹤效率變差，碟式發(fā)電結(jié)構(gòu)輸出效率降低；此外，基于 地平坐標(biāo)系的雙軸跟蹤方式由于要不斷地跟蹤太陽高度角、方位角，導(dǎo)致兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)不 斷工作，降低了使用壽命，增加了維護(hù)量；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)測太陽 位置與實(shí)際太陽位置存在偏差。因此研宄提供一種基于極軸坐標(biāo)系的碟式發(fā)電雙軸跟蹤結(jié) 構(gòu)的控制方法是非常有益和十分必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明目的是提供一種極軸坐標(biāo)系碟式發(fā)電雙軸跟蹤結(jié)構(gòu)的控制方法，可有效地 提尚碟式發(fā)電結(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)系碟式發(fā)電雙軸跟蹤結(jié)構(gòu)包括有頂 部安裝的多面鏡子1、第一、第二、第三、第四光敏傳感器2、2'、2"、2"'、鏡子支架3、斯特林 發(fā)電機(jī)4、發(fā)電機(jī)支架5、上部支架6、上部絲桿軸7、上部蝸輪蝸桿減速器8、上部步進(jìn)電機(jī) 9、上部支撐平臺(tái)11、傾斜絲桿軸12、傾斜軸步進(jìn)電機(jī)13、傾斜軸蝸輪蝸桿減速器14、傾斜平 臺(tái)16、下部軸承座17、擺動(dòng)支桿18、下部支座22、底座23、移動(dòng)軸承座26 ;其結(jié)構(gòu)是可移動(dòng) 軸承座26通過定位螺釘27調(diào)整在底座23上的滑動(dòng)軌道25內(nèi)的位置，擺動(dòng)支桿18上端 通過上部支撐銷軸20與固定在傾斜平臺(tái)16上的固定支座19相鉸接，擺動(dòng)支桿18下端通 過下部支撐銷軸20"與可移動(dòng)軸承座26相鉸接，下部支座22固定在底座23上，下部支座 22的上部通過中部支撐銷軸20'與固定在傾斜平臺(tái)16下面的下部軸承座17相鉸接，安裝 在傾斜平臺(tái)16上的傾斜軸步進(jìn)電機(jī)13和傾斜軸蝸輪蝸桿減速器14帶動(dòng)的傾斜絲桿軸12 轉(zhuǎn)動(dòng)，傾斜絲桿軸12通過上下軸承座10、10'安裝在傾斜平臺(tái)16上，在傾斜平臺(tái)16上面安 裝有對(duì)上部支撐平臺(tái)11起限位作用的限位開關(guān)15,上部支撐平臺(tái)11的下部通過軸向通孔 601與傾斜絲桿軸12固定連接，傾斜絲桿軸12的下端安裝有編碼器28,上部蝸輪蝸桿減速 器8和上部步進(jìn)電機(jī)9安裝在上部支撐平臺(tái)11上，上部支架6通過橫向通孔602與通過上 部蝸輪蝸桿減速器8和上部步進(jìn)電機(jī)9帶動(dòng)的上部絲桿軸7固定連接，鏡子支架3安裝在 上部支架6上，鏡子支架3上安裝有多面鏡子1，在多面鏡子1的組合體的四角處分別安裝 有第一、第二、第三、第四光敏傳感器2、2'、2"、2"'，頂部安裝有斯特林發(fā)電機(jī)4的發(fā)電機(jī)支 架5的底部與鏡子支架3固定連接，多面鏡子1上的光線匯聚到斯特林發(fā)電機(jī)4上。本發(fā) 明特征在于對(duì)上述結(jié)構(gòu)的控制方法是：
[0005] 首先通過調(diào)節(jié)移動(dòng)軸承座26在滑動(dòng)軌道25內(nèi)的位置確定擺動(dòng)支桿18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)算出太陽赤煒角S，則上部支架6與地面的傾角as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)，太陽方位角Ys可由式（3)得到：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種極軸坐標(biāo)系碟式發(fā)電雙軸跟蹤結(jié)構(gòu)的控制方法，極軸坐標(biāo)系碟式發(fā)電雙軸跟蹤 結(jié)構(gòu)包括有頂部安裝的多面鏡子（1)、第一、第二、第S、第四光敏傳感器（2、2'、2"、2" '）、 鏡子支架（3)、斯特林發(fā)電機(jī)（4)、發(fā)電機(jī)支架巧）、上部支架化）、上部絲桿軸（7)、上部蝸輪 蝸桿減速器巧）、上部步進(jìn)電機(jī)巧）、上部支撐平臺(tái)（11)、傾斜絲桿軸（12)、傾斜軸步進(jìn)電機(jī) (13)、傾斜軸蝸輪蝸桿減速器（14)、傾斜平臺(tái)（16)、下部軸承座（17)、擺動(dòng)支桿（18)、下部 支座（22)、底座（23)、移動(dòng)軸承座（26);其結(jié)構(gòu)是移動(dòng)軸承座（26)通過定位螺釘（27)調(diào)整 在底座（23)上的滑動(dòng)軌道（25)內(nèi)的位置，擺動(dòng)支桿（18)上端通過上部支撐銷軸（20)與 固定在傾斜平臺(tái)（16)下面的固定支座（19)相較接，擺動(dòng)支桿（18)下端通過下部支撐銷軸 (20")與可移動(dòng)軸承座（26)相較接，下部支座（22)固定在底座（23)上，下部支座（22)的 上部通過中部支撐銷軸（20'）與固定在傾斜平臺(tái)（16)下面的下部軸承座（17)相較接，安 裝在傾斜平臺(tái)（16)上的傾斜軸步進(jìn)電機(jī)（13)和傾斜軸蝸輪蝸桿減速器（14)帶動(dòng)傾斜絲 桿軸（12)轉(zhuǎn)動(dòng)，傾斜絲桿軸（12)通過上下軸承座（10、10')安裝在傾斜平臺(tái)（16)上，在傾 斜平臺(tái)（16)上面安裝有對(duì)上部支撐平臺(tái)（11)起限位作用的限位開關(guān)（15)，上部支撐平臺(tái) (11)的下部通過軸向通孔（601)與傾斜絲桿軸（12)固定連接，傾斜絲桿軸（12)的下端安 裝有編碼器（28)，上部蝸輪蝸桿減速器（8)和上部步進(jìn)電機(jī)（9)安裝在上部支撐平臺(tái)（11) 上，上部支架（6)通過橫向通孔（602)與通過上部蝸輪蝸桿減速器（8)和上部步進(jìn)電機(jī)巧） 帶動(dòng)的上部絲桿軸（7)固定連接，鏡子支架（3)安裝在上部支架（6)上，鏡子支架（3)上安 裝有多面鏡子（1)，在多面鏡子（1)的組合體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"'），頂部安裝有斯特林發(fā)電機(jī)（4)的發(fā)電機(jī)支架妨的底部與鏡子 支架3固定連接，多面鏡子（1)上的光線匯聚到斯特林發(fā)電機(jī)（4)上； 本發(fā)明特征在于對(duì)上述結(jié)構(gòu)的控制方法是： 首先通過調(diào)節(jié)移動(dòng)軸承座（26)在滑動(dòng)軌道（25)內(nèi)的位置確定擺動(dòng)支桿（18)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)算出太陽赤紳角5，則上部支架做與地面的傾角aS可由式似得到，式似中的 正負(fù)號(hào)取春夏為正，秋冬為負(fù)，太陽方位角丫,可由式（3)得到：
其中《是太陽時(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°， 由于地球圍繞太陽的運(yùn)行軌道是楠圓形軌道，因此真太陽時(shí)角與太陽時(shí)角《間存 在誤差，真太陽時(shí)角可由式（4)~（6)得到，然后將式（3)中的太陽時(shí)角《用真太陽 時(shí)角代替： E= 9. 87sin2B-7. 53cosB-1. 5sinB巧） (4)