一种基于太阳能的日光智能跟踪集热系统及方法   0    0

本发明涉及太阳能生产装备技术领域，尤其涉及一种基于太阳能的日光智能跟踪集热系统及方法。所述系统包括安装板、太阳能板和光线追踪传感器，所述安装板上表面固定有收缩折叠机构，所述收缩折叠机构顶部固定有跟踪翻转装置，所述跟踪翻转装置顶部固定有太阳能板，所述太阳能板顶部固定有光线追踪传感器。本发明通过跟踪翻转装置和光线追踪传感器来时太阳能板跟随太阳进行运动，提高热收集效率，在收缩折叠装置折叠过程中，使得太阳能板始终朝上，并最大程度的靠近地面，方便人们维修和检修，可带动太阳能板进行升降，实现对太阳能板高度的调节，并且配合降低太阳能板的高度使得收纳时，占地面积变小。

1.一种基于太阳能的日光智能跟踪集热系统，包括安装板（1）、太阳能板（2）和光线追踪传感器（3），其特征在于，所述安装板（1）上表面固定有收缩折叠机构（4），所述收缩折叠机构（4）顶部固定有跟踪翻转装置（5），所述跟踪翻转装置（5）顶部固定有太阳能板（2），所述太阳能板（2）顶部固定有光线追踪传感器（3）；
所述收缩折叠机构（4）包括固定壳（41）、第一固定块（42）、固定轴（43）、第一圆形壳（44）、第一驱动机构（45）、外套管（46）、内套管（47）、连接管（48）、第二驱动机构（49）、第二圆形壳（410）、第一转轴（411）、第二固定块（412）、安装架（413）、第一固定板（414）、第二转轴（415）、第一锥齿轮（416）、第二锥齿轮（417）、第三转轴（418）、第三锥齿轮（419）、第四锥齿轮（420）、方形管（421）和方形柱（422），所述安装板（1）上表面中部固定有固定壳（41），所述固定壳（41）顶部对称固定有第一固定块（42），两个所述第一固定块（42）中部固定有固定轴（43），所述固定轴（43）中部通过轴承转动连接有第一圆形壳（44），所述固定壳（41）上端固定有第一驱动机构（45），所述第一圆形壳（44）顶部固定有外套管（46），所述外套管（46）内壁滑动连接有内套管（47），所述内套管（47）顶部固定有连接管（48），所述外套管（46）与连接管（48）外侧对称固定有第二驱动机构（49），所述连接管（48）顶部固定有第二圆形壳（410），所述第二圆形壳（410）中部通过轴承转动连接有第一转轴（411），所述第一转轴（411）两端穿过第二圆形壳（410）对称固定有第二固定块（412），两个所述第二固定块（412）顶部固定有安装架（413），所述外套管（46）和连接管（48）内壁一端均固定有第一固定板（414），所述外套管（46）内的第一固定板（414）中部通过轴承转动连接有第二转轴（415），所述固定轴（43）一端固定有第一锥齿轮（416），所述第二转轴（415）靠近第一圆形壳（44）的一端固定有第二锥齿轮（417），且第一锥齿轮（416）与第二锥齿轮（417）啮合连接，所述连接管（48）内的第一固定板（414）中部通过轴承转动连接有第三转轴（418），所述第一转轴（411）一端固定有第三锥齿轮（419），所述第三转轴（418）靠近第三锥齿轮（419）的一端固定有第四锥齿轮（420），且第三锥齿轮（419）与第四锥齿轮（420）啮合连接，所述第二转轴（415）远离第二锥齿轮（417）的一端固定有方形管（421），所述第三转轴（418）靠近方形管（421）的一端固定有方形柱（422），且方形柱（422）与方形管（421）内壁滑动连接。

2.根据权利要求2所述的基于太阳能的日光智能跟踪集热系统，其特征在于，所述跟踪翻转装置（5）包括第四转轴（51）、第一蜗轮（52）、第二蜗杆（53）、第二伺服电机（54）和翻转机构（55），所述安装架（413）中部通过轴承转动连接有第四转轴（51），所述第四转轴（51）底部固定有第一蜗轮（52），所述安装架（413）内部通过轴承转动连接有第二蜗杆（53），且第二蜗杆（53）与第一蜗轮（52）啮合连接，所述安装架（413）一侧固定有第二伺服电机（54），且第二伺服电机（54）的输出端与第二蜗杆（53）固定连接，所述第四转轴（51）顶部固定有翻转机构（55）。

3.根据权利要求2所述的基于太阳能的日光智能跟踪集热系统，其特征在于，所述翻转机构（55）包括U形板（551）、第五转轴（552）、转块（553）、第二固定板（554）、第二蜗轮（555）、第三固定块（556）、第三蜗杆（557）和第三伺服电机（558），所述第四转轴（51）顶部固定有U形板（551），所述U形板（551）内壁通过轴承转动连接有第五转轴（552），所述第五转轴（552）位于U形板（551）内壁的一端固定有转块（553），所述转块（553）顶部固定有第二固定板（554），所述第五转轴（552）一端穿过U形板（551）固定有第二蜗轮（555），所述U形板（551）靠近第二蜗轮（555）的一端对称固定有第三固定块（556），两个所述第三固定块（556）中部通过轴承转动连接有第三蜗杆（557），且第三蜗杆（557）与第二蜗轮（555）啮合连接，一个所述第三固定块（556）一侧固定有第三伺服电机（558），且第三伺服电机（558）的输出端与第三蜗杆（557）固定连接。

4.根据权利要求3所述的基于太阳能的日光智能跟踪集热系统，其特征在于，所述第二驱动机构（49）包括第四固定块（491）、第三固定板（492）、内螺纹套筒（493）、螺纹杆（494）、第四伺服电机（495）、第一齿轮（496）和齿轮环（497），所述连接管（48）两侧对称固定有第四固定块（491），所述外套管（46）靠近第四固定块（491）的一端对称固定有第三固定板（492），所述第三固定板（492）一端通过轴承转动连接有内螺纹套筒（493），所述内螺纹套筒（493）内壁螺纹连接有螺纹杆（494），且螺纹杆（494）与第四固定块（491）固定连接，所述第三固定板（492）上表面一端固定有第四伺服电机（495），所述第四伺服电机（495）的输出端穿过第三固定板（492）固定有第一齿轮（496），所述内螺纹套筒（493）外侧固定有齿轮环（497），且第一齿轮（496）与齿轮环（497）啮合连接。

5.根据权利要求4所述的基于太阳能的日光智能跟踪集热系统，其特征在于，所述第一驱动机构（45）包括蜗轮环（451）、第一蜗杆（452）和第一伺服电机（453），所述第一圆形壳（44）外侧固定有蜗轮环（451），所述固定壳（41）上端通过轴承转动连接有第一蜗杆（452），且第一蜗杆（452）与蜗轮环（451）啮合连接，所述固定壳（41）一侧固定有第一伺服电机（453），且第一伺服电机（453）的输出端与第一蜗杆（452）固定连接。

6.根据权利要求3所述的基于太阳能的日光智能跟踪集热系统，其特征在于，所述第二固定板（554）上表面等距固定有斜撑杆（6），若干斜撑杆（6）顶部固定有太阳能安装板（8），所述太阳能板（2）与太阳能安装板（8）固定连接。

7.根据权利要求1所述的基于太阳能的日光智能跟踪集热系统，其特征在于，所述安装板（1）四角对称开设有安装孔。

8.根据权利要求5所述的基于太阳能的日光智能跟踪集热系统，其特征在于，所述第一伺服电机（453）、第二伺服电机（54）、第三伺服电机（558）和第四伺服电机（495）均为一种带有减速器的电机。

9.根据权利要求4所述的基于太阳能的日光智能跟踪集热系统，其特征在于，所述螺纹杆（494）底部固定有限位块（7）。

10.一种基于太阳能的日光智能跟踪集热方法，用于权利要求1‑9任一项所述的集热系统，其特征在于，所述跟踪集热方法包括以下步骤：
1）、通过安装板（1）将本装置安装在楼顶位置，通过太阳照射太阳能板（2）来获取能量，通过光线追踪传感器（3）来确定太阳位置和光辐射强度，然后通过PLC控制器或单片机中的一种控制单元控制跟踪翻转装置（5）来对太阳能板（2）进行角度的调节；
2）、当光强值I小于设定值Ia时，太阳能板（2）复位，光强值I大于设定值Ia时，先使太阳能板（2）逆时针运转1°，进行光强值判断；
3）、若当前光强值Ib不小于此转动前光强值Ia，即Ib≥Ia，继续前进，直到Ib4）、若Ib≥Ia，继续前进1°，至Ib5）、程序延时15 min再次执行一次循环，找出该时刻的最佳光照对应位置，通过跟踪翻转装置（5）来对太阳能板（2）的水平角度和垂直角度进行调整。