众所周知,太阳每天东升西落貌似寻常,其实其日照时间与南北位置都在缓慢的变化着,这种变化是随着地方时和太阳赤纬的变化而变化且有轨迹可循,是用太阳赤纬角、高度角、方位角表示。
目前太阳能自动跟踪系统从控制方法看主要有以下四种:匀速控制方法、光强控制方法、时空控制方法以及混合控制方法;从机械结构看主要分为单轴自动跟踪方式、双轴自动跟踪方式、斜轴与极轴自动跟踪方式;从控制精度看主要是方位角精度与高度角精度。
太阳跟踪装置的结构存在单轴式、双轴式和三轴式3种,单轴精度低;三轴结构复杂、性价比低;双轴可满足太阳在任何方位的跟踪,结构紧凑。双轴式太阳能跟踪装置存在方位轴和高度轴2条转轴。方位轴垂直于地平面,跟踪太阳的方位角;高度轴与方位轴垂直,跟踪太阳的高度角。通过高度角和方位角的跟踪实时定位太阳在空中的位置。太阳跟踪装置可分为主动式、被动式和混合式.主动式控制方法是根据天文历法,即以时间为基准计算出当前太阳位置,该控制方法不受天气干扰。被动式控制方法以光照传感器判断当前太阳位置,受制于天气情况,系统难以稳定运行。混合式控制方法是结合上述二者特点,在主动式控制的基础上,利用传感器进行微调校正,但也存在因云层等遮挡而误判方位的问题,控制算法繁琐复杂,稳定性下降。
高精度双轴追踪混合控制方式,具体是高度角一方位角双轴自动跟踪式匀速时钟和光电检测混合式控制方法,在阴天、光线较暗与在夜晚时系统不跟踪采用匀速时钟控制方式;当光线照度达到控制要求时,自动启用光电精确跟踪,实行自动调节跟踪控制,保证光→电转换高效。
一种基于北斗授时定位的太阳能跟踪汇集装置的总体思路是通过嵌入式硬件与北斗模块通讯获取太阳能板所在位置和当前时间,北斗导航系统拥有更高的授时定位精度和更短的授时定位时间且更加安全,再通过太阳定位算法实时计算出太阳方位角和高度角,最终由步进电机驱动器来驱动双轴电机调整太阳能电池板以最大角度接受太阳能,实现追光。
发明专利涉及一种太阳跟踪装置,包括投影识别装置、不透光挡板、投影识别装置箱体、服务器和转动装置,不透光挡板垂直在投影识别装置箱体的上底面上,投影识别装置箱体内设有用于识别不透光挡板在投影识别装置箱体上底面的投影的投影识别装置,投影识别装置箱体设在转动装置上,投影识别装置信号输出端连接服务器,服务器控制转动装置转动。本发明的有益效果在于,太阳的实际高度角、水平角与测量出的结果的误差在5°范围内。
而发明专利涉及的另一种太阳跟踪装置,包括集热器(6)、安装在所述集热器(6)上的光电感应装置(2)、以及用于驱动所述集热器(6)跟踪太阳的跟踪驱动装置(5),还包括提供位置和时钟的信息装置(3)和控制所述跟踪驱动装置(5)的控制装置(4);所述控制装置(4)分别与气象站(1)、所述光电感应装置(2)以及信息装置(3)通信连接并接收所述气象站(1)的天气信息、所述光电感应装置(2)的光强信息以及信息装置(3)的位置和时钟信息;本发明的装置减少安装调整,便于安装,降低了制造加工的精度要求,并且降低安装成本。对于所有的采用天文跟踪的槽式集热场,本发明可以进行定期检测转轴实际空间位置,调整跟踪转角,实现更高精度跟踪。