稜鏡引導追日機電裝置的製作方法

2024-01-31 04:19:15 1

專利名稱：稜鏡引導追日機電裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及太陽能技術領域，具體涉及一種稜鏡引導追日機電裝置。
背景技術：
在現有技術中，跟蹤太陽方式很多，然而實際穩定應用和推廣並不多，究其原因， 系統成本和可靠性、穩定性以及跟蹤精度是制約太陽能跟蹤應用的最大問題使用轉盤軸 承蝸輪蝸杆減速機價格高，齒輪精度和間隙難以做好，而且即使做好精度，由於光伏組件板 運動時的動能對輪齒和蝸杆造成很大的衝擊，數月時間就會造成崩齒或蝸杆衝破減速箱 體，可靠性和成本都很難達到要求。用液壓式結構更複雜，價格更高。而且現行的陽光感應 控制系統採用球面透鏡感應焦斑或光敏二極體或四象限光電探測器等，結構複雜、成本高、 感應容錯角小、跟蹤精度不高等缺陷。

實用新型內容本實用新型的目的在於，提供一種稜鏡引導追日機電裝置，可以更高的精度跟蹤 太陽，從而提高太陽能裝置的轉化效率，降低太陽能應用成本。構造一種稜鏡引導追日機電裝置，包括一支架，置於支架上端的鋼絲轉輪減速機， 與鋼絲轉輪減速機相連接的一組或兩組玻璃稜鏡陽光感應控制器。在上述稜鏡引導追日機電裝置中，所述鋼絲轉輪減速機由轉輪、鋼絲繩、固定座、 鋼絲纏繞軸，初級減速機及電動推桿組成，所述轉輪可以是一個整圓，也可以是部分圓，用 以控制相應追日轉角範圍。在上述稜鏡引導追日機電裝置中，玻璃稜鏡陽光感應控制器中的感光元件(可以 是太陽能電池片)用透明材料封裝於稜鏡的一邊；且在陽光入射面上置有濾光玻璃。在上述稜鏡引導追日機電裝置中，所述玻璃稜鏡陽光感應控制器產生光電差動信 號由三極體和單片機等結合太陽運行公式編程控制驅動電機，一組稜鏡陽光感應控制器實 現單維跟蹤，兩組稜鏡光感控制器結合實現兩維跟蹤。本實用新型的優點在於，稜鏡引導追日機電裝置使用的太陽方位感應控制器結構 原理是稜鏡角度a = arcsin (1/n)，η是稜鏡的折射率，即a是稜鏡的全反射臨界角，且在其 上部陽光入射面設有濾光玻璃，以儘可能阻擋環境及雲層的散射光，並減少其對感應器的 影響，從而突顯太陽直射光。根據全反射原理，當感應器正對太陽時，左右感光元件(或太 陽能電池片)受光相同；當太陽在左邊時，右邊稜鏡所受太陽光經折射到達長邊時，因入射 角小於全反射臨界角，所以光線透射出了稜鏡，而左邊稜鏡所受太陽光經折射到達長邊時， 因入射角大於全反射臨界角，所以光線經全反射到達感光元件(或太陽能電池片)。同理， 當太陽在右邊時，左邊太陽光將透射出去，右邊的太陽光將到達右邊的感光元件(或太陽 能電池片)。這樣一組稜鏡就可以清楚地分清太陽在左邊或右邊，高靈敏度地將光信號轉換 成電信號。將其產生光電差動信號由三極體和單片機結合太陽運行公式編程控制減速系統
3驅動電機，一組稜鏡陽光感應控制器實現單維跟蹤，兩組稜鏡陽光感應控制器組合實現兩 維跟蹤；使受光組件和感應器隨太陽運行而隨動，這樣可達成高精度準確跟蹤太陽的目的。

圖1是稜鏡引導追日機電裝置的結構示意圖；圖2是圖1所示稜鏡引導追日機電裝置採用的半圓形轉輪結構示意圖；圖3是圖1所示稜鏡引導追日機電裝置採用的整圓轉輪結構示意具體實施方式
參照圖1、圖2所示，本稜鏡導引追日機電裝置的減速裝置使用的是鋼絲轉輪減速 機，如圖1的結構，鋼絲繩2在半圓形轉輪1上張緊並在鋼絲纏繞軸4上纏繞，鋼絲纏繞軸 4的另一端與初級減速電機連接，當初級減速電機帶動鋼絲纏繞軸4轉動時，轉輪1在鋼絲 繩2的作用下與鋼絲纏繞軸4作反向轉動，轉輪1的直徑是鋼絲纏繞軸4的直徑的數倍，起 到了減速和增加扭力的作用；圖3所示是採用整圓結構轉輪6的結構示意圖。因鋼絲繩可預緊，可做到零間隙，可以把轉輪做得較大，減速效果等同於同直徑的 齒輪減速機，但鋼絲轉輪的加工要求更簡單，而且能輕鬆地承載和緩和衝擊力，成本卻數倍 低於大型轉盤軸承蝸輪或齒輪，可靠性比傳統追日系統更高，可長時間穩定運行；有利於太 陽能追日系統的低成本應用和推廣普及。使用以上稜鏡感應控制的鋼絲轉輪減速機和電動推桿的兩維追日系統如圖1所 示，通過陽光感應控制器指令初級減速電機的運轉，驅動鋼絲輪減速機10帶著受光面安裝 架11及推桿12 —起轉動，跟蹤東西方向。另一組陽光感光應控制器指令推桿12的伸縮帶 動受光面安裝架11繞鋼絲輪減速機10上的轉動支點與鋼絲輪減速機10作一定角度範圍 的南北方向轉動，調節對準太陽的赤緯角。如此可使太陽能組件板高精度正對太陽。
權利要求1.一種稜鏡引導追日機電裝置，其特徵在於，包括一支架，置於支架上端的鋼絲轉輪減 速機，與鋼絲轉輪減速機相連接的一組或兩組玻璃稜鏡陽光感應控制器。
2.根據權利要求1所述的稜鏡引導追日機電裝置，其特徵在於所述鋼絲轉輪減速機 由轉輪、鋼絲繩、固定座、鋼絲纏繞軸，初級減速機及電動推桿按傳動原理相連接組成，所述 轉輪的結構可以是下列結構之一一個整圓、半圓。
3.根據權利要求1所述的稜鏡引導追日機電裝置，其特徵在於玻璃稜鏡陽光感應控 制器中的感光元件用透明材料封裝在稜鏡的一邊；在陽光入射面上設置有濾光玻璃。
4.根據權利要求3所述的稜鏡引導追日機電裝置，其特徵在於，所述玻璃稜鏡陽光感 應控制器由三極體和單片機構成，並產生光電差動信號控制驅動電機。
專利摘要本實用新型公開了一種稜鏡引導追日機電裝置，包括一支架，置於支架上端的鋼絲轉輪減速機，與轉輪減速機相連接的一組或多組玻璃稜鏡陽光感應控制器，所述鋼絲轉輪減速機由轉輪、鋼絲繩、固定座、鋼絲纏繞軸，初級減速機及電動推桿組成，轉輪用以控制相應追日轉角範圍，其結構可以是下列結構之一一個整圓、半圓；稜鏡引導追日機電裝置使用的太陽方位感應控制器結構，當感應器正對太陽時，左右感光元件受光相同；當太陽在左邊時，右邊稜鏡所受太陽光經折射到達長邊時，因入射角大於全反射臨界角，所以光線經全反射到達感光元件，一組稜鏡就可以清楚地分清太陽在左邊或右邊，高靈敏度地將光信號轉換成電信號。
文檔編號G02B7/18GK201788414SQ20102002627
公開日2011年4月6日 申請日期2010年1月8日 優先權日2010年1月8日
發明者何斌, 雷小兵 申請人:何斌, 雷小兵