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1、(10)申请公布号 CN 103090563 A (43)申请公布日 2013.05.08 CN 103090563 A *CN103090563A* (21)申请号 201310059833.0 (22)申请日 2013.02.26 F24J 2/38(2006.01) F24J 2/46(2006.01) F24J 2/54(2006.01) (71)申请人 秦皇岛市北戴河兰德科技有限责任 公司 地址 066102 河北省秦皇岛市北戴河区金二 路 2 号 (72)发明人 王鸿雁 (74)专利代理机构 秦皇岛市维信专利事务所 13102 代理人 戴辉 (54) 发明名称 多级微型槽式自动跟踪。
2、太阳能集热装置 (57) 摘要 本发明公开了一种多级微型槽式自动跟踪太 阳能集热装置， 包括支架， 及安装在支架上的太阳 能集热管 ； 其中在所述支架的上下端铰接有多级 反光跟踪联动架， 所述的多个太阳能集热管安装 在支架与所对应的多级反光跟踪联动架之间的铰 接中心线上， 每个太阳能集热管对应独立的一级 反光跟踪单元， 每一级反光跟踪单元彼此按一定 间隙分布呈百叶窗结构并能同步转动， 所述的跟 踪联动架与减速电机连接， 还包括用于控制减速 电机的定日传感器及跟踪控制器， 该跟踪控制器 与减速电机连接。解决了现有技术采光面积利用 率低、 升温速度慢、 成本高的问题。 (51)Int.Cl. 权利。
3、要求书 1 页 说明书 7 页 附图 7 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书7页 附图7页 (10)申请公布号 CN 103090563 A CN 103090563 A *CN103090563A* 1/1 页 2 1. 一种多级微型槽式自动跟踪太阳能集热装置， 包括支架， 及安装在支架上的太阳能 集热管 ； 其特征是， 在所述支架 （1） 的上下端铰接有多级反光跟踪联动架， 所述的多个太阳 能集热管 （7） 安装在多级反光跟踪联动架之间的铰接中心线上， 每个太阳能集热管 （7） 对 应独立的一级反光跟踪单元， 每一级反光跟踪单元彼此按一定。
4、间隙分布呈百叶窗结构并能 同步转动， 所述的跟踪联动架与减速电机 （5） 连接， 还包括用于控制减速电机的定日传感器 （4） 及跟踪控制器， 该跟踪控制器与减速电机 （5） 连接。 2. 根据权利要求 1 所述的多级微型槽式自动跟踪太阳能集热装置， 其特征是， 多级反 光跟踪联动架， 包括多个独立的上连接支架 （12） 、 中连接支架 (14) 和下连接支架 (13)， 其中上连接支架 (12) 上连接一个连杆 （9） ， 所述每个独立的上连接支架 （12） 、 中连接支架 （14） 和下连接支架 （13） 两侧对称开有具有间隔的插口， 及嵌入每一插口内的槽式反光板 （6） ， 上连接支架 （。
5、12） 的连杆 （9） 和下连接支架 （13） 的同一中心线上分别设有轴孔 （15） 和 转轴 （16） ， 还包括在上连接支架 （12） 的连杆 （9） 上设有转轴 （10） 及轴孔 (15)， 通过上连接 支架 (12) 的连杆 (9) 上的轴孔 （15） 与固定板 （8） 铰连接， 所述上连接支架 （12） 的连杆 （9） 上的转轴 （10） 与控制连杆 （3） 铰接， 该控制连杆 （3） 还与减速电机 （5） 的曲柄连杆 （11） 铰 接。 3. 根据权利要求 1 所述的多级微型槽式自动跟踪太阳能集热装置， 其特征是， 所述的 每一级反光跟踪单元为两片槽式反光板 （6） ， 且两片槽式。
6、反光板 （6） 之间具有一定间隙。 4. 根据权利要求 1 所述的多级微型槽式自动跟踪太阳能集热装置， 其特征是， 所述的 定日传感器 （4） ， 该定日传感器中的精密稳压源 IC2 的 2 脚与电阻 R1、 R3、 R4、 R17 及光敏电 阻LR1的一端连接， 输出基准电压， 电阻R1另一端连接电阻R2和电阻R7的一端， 电阻R7另 一端连接电容 C1 一端和单片机 IC1 的 37 脚， 传输 1 路偏转角度信号， 光敏电阻 LR1 另一端 连接电阻 R8 和光敏电阻 LR2 一端， 电阻 R8 另一端连接电容 C2 一端和单片机 IC1 的 36 脚， 传输另1路偏转角度信号， 电阻R。
7、3的另一端连接电阻R10和光敏电阻LR5的一端， 电阻R10 的另一端连接电容 C3 的一端和单片机 IC1 的 33 脚， 传输 1 路光强度信号， 电阻 R4 的另一 端连接 R11 和 LR6 的一端， R11 另一端连接 C4 一端和单片机 IC1 的 32 脚， 传输另 1 路偏转 角度信号， 电阻 R17 另一端连接精密稳压源 IC2 的 3 脚与电阻 R18 连接。 5. 根据权利要求 1 所述的多级微型槽式自动跟踪太阳能集热装置， 其特征是， 跟踪控 制器， 所述跟踪控制器中的单片机 IC51 的 27 脚与电阻 R51 和定日传感器中的单片机 IC1 的 20 脚连接， 单片。
8、机 IC51 的 28 脚与电阻 R52 和定日传感器中的单片机 IC1 的 19 脚连接， 进行数据通讯， 单片机 IC51 的 12 脚、 13 脚、 14 脚分别与电机驱动芯片 IC52 的 1 脚、 2 脚、 7 脚连接输出控制信号， 电机驱动芯片 IC52 的 3 脚与二极管 D51、 D52 和减速电机 M1 的正极 连接， 电机驱动芯片 IC52 的 6 脚与二极管 D53、 D54 和减速电机 M1 的负极连接， 驱动电机正 传或反转， 单片机 IC51 通过总线 SDA 和 SCL 与定日传感器进行通讯， 将定日传感器的数据 读到单片机 IC51 中， 对数据进行处理， IC。
9、53 是稳压电源， T1 是低压变压器， B1 是整流电桥。 权 利 要 求 书 CN 103090563 A 2 1/7 页 3 多级微型槽式自动跟踪太阳能集热装置 技术领域 0001 本发明涉及太阳能光热技术和定日镜自动跟踪技术相结合的太阳能集热技术。 具 体地说是一种根据太阳能光热原理， 利用太阳能集热管和联箱组成的太阳能集热装置与微 型槽式反光板自动跟踪装置相结合， 实现具有采光面积利用率高、 快速升温、 低成本的多级 微型槽式自动跟踪太阳能集热装置。 背景技术 0002 太阳能光热技术是将太阳能直接转换为热能， 可以直接利用， 也可以继续转换为 其它能源。 它的突出优点是转换效率高、。
10、 环境污染小， 是目前太阳能应用领域中最具优势的 技术。 根据集热温度的高低， 太阳能光热系统主要有三种 ： 一是太阳能集热管和联箱组成的 集热装置， 用水作为导热工质， 集热温度小于 100， 广泛应用于太阳能热水器 ； 二是槽式 太阳能集热器， 它具有水平放置可转动的槽式太阳能反光板， 该反光板的宽度约 2 米， 长度 4 米至 10 米不等， 与反光板的转轴同心位置放置太阳能集热管， 一般用油作为导热工质， 冷 工质从太阳能集热管一端进入， 利用槽式反光板自动跟踪技术， 将太阳光聚焦成一条直线 照射到集热管上， 被加热的工质从太阳能集热管另一端输出， 集热温度可以达到 500， 主 要应。
11、用于光热发电和太阳能采暖 ； 三是碟式太阳能集热器， 利用碟式反光板自动跟踪技术， 将太阳光聚焦成一个点， 集热温度高达 1500以上， 主要应用于光热发电。 0003 利用太阳能光热技术进行冬季采暖是未来的发展方向， 目前已有不同程度的应 用， 但是， 在冬季采暖应用中， 以上三种集热方式都不同程度的存在一些缺陷 ： 1、 太阳能集热管和联箱组成的集热装置在用于冬季采暖时， 由于集热管内水的体积较 大， 单位时间内升温速度较慢， 使供暖热水温度不能及时达到要求， 影响采暖效果。 0004 2、 槽式太阳能集热器或碟式太阳能集热器虽然单位时间内升温速度快， 但是结构 复杂、 技术难度大、 成本。
12、很高， 目前还不能在冬季采暖中得到广泛应用。 0005 3、 太阳能集热管和联箱组成的太阳能集热装置， 采光面积的利用率一般小于 60%， 近 40% 的光从集热管的空隙中透射过去， 太阳光没有得到充分利用， 因而， 同样的采暖面积 需要更多的太阳能集热面积才能满足要求。 0006 4、 同样的采暖面积需要更多的太阳能集热管数量， 增加了户外热水的滞留量， 也 增加了户外热水散热的表面积， 而户外温度较低， 所以热量损失较多， 也会使太阳能的利用 率下降。 发明内容 0007 鉴于上述现状， 本发明旨在解决太阳能光热技术在冬季采暖中传统方法存在的问 题和缺陷， 而提供一种低成本、 高效率的多级。
13、微型槽式自动跟踪太阳能集热装置， 主要应用 于冬季采暖， 且具有采光面积利用率高、 升温快。 0008 本发明解决其技术问题采用的技术方案是 ： 一种多级微型槽式自动跟踪太阳能集 热装置， 包括支架， 及安装在支架上的太阳能集热管 ； 其中在所述支架的上下端铰接有多级 说 明 书 CN 103090563 A 3 2/7 页 4 反光跟踪联动架， 所述的多个太阳能集热管安装在多级反光跟踪联动架之间的铰接中心线 上， 每个太阳能集热管对应独立的一级反光跟踪单元， 每一级反光跟踪单元彼此按一定间 隙分布呈百叶窗结构并能同步转动， 所述的跟踪联动架与减速电机连接， 还包括用于控制 减速电机的定日传感。
14、器及跟踪控制器， 该跟踪控制器与减速电机连接。 0009 本发明中， 所涉及的多级反光跟踪联动架， 包括多个独立的上连接支架、 中连接支 架和下连接支架， 其中上连接支架上连接一个连杆， 所述每个独立的上连接支架、 中连接支 架和下连接支架两侧对称开有具有间隔的插口， 及嵌入每一插口内的槽式反光板， 上连接 支架的连杆和下连接支架的同一中心线上分别设有轴孔和转轴， 还包括在上连接支架的连 杆上设有转轴及轴孔， 通过上连接支架的连杆上的轴孔与固定板铰连接， 所述上连接支架 的连杆上的转轴与控制连杆铰接， 该控制连杆还与减速电机的曲柄连杆铰接。 0010 本发明中， 所述的每一级反光跟踪单元为两片。
15、槽式反光板， 且两片槽式反光板之 间具有一定间隙。 0011 本发明中， 所涉及的定日传感器， 该定日传感器中的精密稳压源IC2的2脚与电阻 R1、 R3、 R4、 R17 及光敏电阻 LR1 的一端连接， 输出基准电压， 电阻 R1 另一端连接电阻 R2 和 电阻 R7 的一端， 电阻 R7 另一端连接电容 C1 一端和单片机 IC1 的 37 脚， 传输 1 路偏转角度 信号， 光敏电阻LR1另一端连接电阻R8和光敏电阻LR2一端， 电阻R8另一端连接电容C2一 端和单片机 IC1 的 36 脚， 传输另 1 路偏转角度信号， 电阻 R3 的另一端连接电阻 R10 和光敏 电阻 LR5 的。
16、一端， 电阻 R10 的另一端连接电容 C3 的一端和单片机 IC1 的 33 脚， 传输 1 路光 强度信号， 电阻 R4 的另一端连接 R11 和 LR6 的一端， R11 另一端连接 C4 一端和单片机 IC1 的 32 脚， 传输另 1 路偏转角度信号， 电阻 R17 另一端连接精密稳压源 IC2 的 3 脚与电阻 R18 连接。 0012 上述中的光敏元件 LR1、 LR2 和固定电阻 R1、 R2 组成惠司登电桥， 光敏元件的上方 固定一个遮光板， 太阳从东向西运动时， 遮光板的阴影在光敏元件上移动， 使光敏元件 LR1 的阻值变大， 而光敏元件 LR2 的阻值变小， 惠司登电桥输。
17、出与之相对应的电压。该电压送单 片机 IC1 进行放大和模数转换， 得到与该电压相对应的数字量。根据事先校准的定日传感 器正方向与太阳光线之间的夹角和该电压的关系， 就可以得到太阳的偏转角度。其用途是 为精确跟踪太阳提供信号。 0013 本发明中， 所涉及的跟踪控制器， 所述跟踪控制器中的单片机IC51的27脚与电阻 R51 和定日传感器中的单片机 IC1 的 20 脚连接， 单片机 IC51 的 28 脚与电阻 R52 和定日传 感器中的单片机 IC1 的 19 脚连接， 进行数据通讯， 单片机 IC51 的 12 脚、 13 脚、 14 脚分别与 电机驱动芯片 IC52 的 1 脚、 2 。
18、脚、 7 脚连接输出控制信号， 电机驱动芯片 IC52 的 3 脚与二极 管 D51、 D52 和减速电机 M1 的正极连接， 电机驱动芯片 IC52 的 6 脚与二极管 D53、 D54 和减 速电机 M1 的负极连接， 驱动电机正传或反转， 单片机 IC51 通过总线 SDA 和 SCL 与定日传感 器进行通讯， 将定日传感器的数据读到单片机 IC51 中， 对数据进行处理， IC53 是稳压电源， T1 是低压变压器， B1 是整流电桥。 0014 本发明中的 S1 是手动向东旋转， S2 是手动向西旋转， S3 是向东限位， S4 是向西限 位。单片机 IC51 的 30 脚和 31 。
19、脚是备用的通讯口， 在调试中使用。 0015 当需要槽式反光板向东旋转时， 单片机 IC51 的 12 脚高电平、 13 脚高电平、 14 脚低 电平送电机驱动芯片 IC52， 电机驱动芯片 IC52 的 3 脚输出高电平、 6 脚输出低电平， 减速电 说 明 书 CN 103090563 A 4 3/7 页 5 机 M1 正转。需要反光板向西旋转时， 单片机 IC51 的 12 脚高电平、 14 脚高电平、 13 脚低电 平送电机驱动芯片 IC52， 电机驱动芯片 IC52 的 6 脚输出高电平、 3 脚输出低电平， 减速电机 M1 反转。 0016 减速电机 M1 通过转轴带动连杆， 连杆。
20、连接槽式反光板， 当减速电机 M1 转动时， 通 过连杆使槽式反光板同步转动。 0017 跟踪控制器是控制槽式反光板随着太阳的移动而转动的装置。 跟踪控制器接收定 日传感器的信号， 对信号进行处理后实施控制功能。 0018 判断白天和夜间。如果是夜间， 将反光板旋转到最东边， 如果已经在最东边， 不再 转动。 0019 判断晴天和阴天。如果是阴天， 反光板停止旋转。 0020 如果是晴天。首先对太阳进行广角追踪， 然后进行精确定位。 0021 本发明具有的积极效果是 ： 本发明改变了常规太阳能集热管与联箱组成的太阳 能集热装置， 与槽式太阳能集热器聚焦方法和控制技术相结合， 组成多级微型槽式自。
21、动跟 踪太阳能集热装置。去掉部分集热管， 使两个集热管的间距变大， 然后， 在每个集热管的背 光面后面加装微型槽式反光板， 通过一个定日传感器和跟踪控制器， 用连杆驱动多个反光 板同步转动， 使每个反光板接收的太阳光始终聚焦到相对应的集热管的背光面上。它不但 保留了原装置的低成本、 长寿命、 应用广泛的特点， 而且还具有槽式太阳能集热器的跟踪聚 焦、 太阳光利用率高、 升温速度快、 热损失少的优势， 使利用太阳能光热技术在冬季采暖应 用中存在的大面积推广问题得到了很好的解决。 附图说明 0022 图 1 是本发明的整体示意图 ； 图 2 是图 1 多级反光跟踪联动架整体示意图 ； 图 3 是图。
22、 2 单元结构示意图 ； 图 4 是图 3 上连接支架示意图 ； 图 5 是图 3 中间连接支架示意图 ； 图 6 是图 3 下连接支架示意图 ； 图 7 是图 1 是槽式反光板与太阳能集热管在 XY 平面内的截线图 ； 图 8 是定日传感器测量太阳光线的夹角 a、 b 示意图 ； 图 9 是定日传感器的电路原理图 ； 图 10 是跟踪控制器的电路原理图。 具体实施方式 0023 下面将结合附图实施例对本发明作进一步说明。 0024 见图 1 所示的多级微型槽式自动跟踪太阳能集热装置， 包括支架 1， 及安装在支架 1 上部的联箱 2， 在所述支架 1 和联箱 2 上安装有多级反光跟踪联动架。。
23、所述多级反光跟踪 联动架的上端通过铰接的固定板 8 与联箱 2 连接， 所述多级反光跟踪联动架的下端与支架 1 铰接， 本实施例所述的多个太阳能集热管 7 安装在多级反光跟踪联动架之间的铰接中心 线上， 每个太阳能集热管 7 对应独立的一级反光跟踪单元， 每一级反光跟踪单元彼此按一 说 明 书 CN 103090563 A 5 4/7 页 6 定间隙分布呈百叶窗结构并能同步转动， 所述的多级反光跟踪联动架通过铰接的控制连杆 3 与减速电机 5 连接， 还包括用于控制减速电机 5 的定日传感器 4 及跟踪控制器 （未示意） ， 该跟踪控制器与减速电机 5 连接。本实施例所述的每一级反光跟踪单元为。
24、两片槽式反光板 6， 且两片槽式反光板 6 之间具有一定间隙。 0025 见图 2 至图 6 给出了多级跟踪联动架结构。所述的多级跟踪联动架， 包括多个独 立的上连接支架 12、 中连接支架 14 和下连接支架 13， 其中上连接支架 12 上连接一个连杆 9， 所述每个独立的上连接支架 12、 中连接支架 14 和下连接支架 13 两侧对称开有具有间隔 的插口， 及嵌入每一插口内的槽式反光板 6， 上连接支架 12 的连杆 9 和下连接支架 13 的同 一中心线上分别设有轴孔 15 和转轴 16， 利用下连接支架 13 上的转轴 16 与支架 1 铰接， 还 包括在上连接支架 12 的连杆 。
25、9 上设有转轴 10 及轴孔 15， 通过上连接支架 12 的连杆 9 上的 轴孔 15 与固定板 8 铰连接， 所述上连接支架 12 的连杆 9 上的转轴 10 与控制连杆 3 铰接， 该控制连杆 3 还与减速电机 5 的曲柄连杆 11 铰接。当减速电机 5 转动时， 曲柄连杆 11 产 生水平位移， 多级反光板6在曲柄连杆11的推动下， 沿着上方的转轴10同步旋转， 呈 “百叶 窗” 结构。 0026 本发明中， 所述的每一级反光跟踪单元为两片槽式反光板 6， 且两片槽式反光板 6 之间具有一定间隙。 0027 上述中， 槽式反光板 6 不存在强度问题时， 可以省略位于上连接支架 12 和。
26、下连接 支架 13 之间的的中连接支架 14。 0028 如果大面积使用该装置时， 一个跟踪控制器通过控制连杆 3 也可以控制多个跟踪 联动架， 为整个系统节约成本， 提高可靠性。 0029 见图 7 给出了槽式反光板与太阳能集热管在 XY 平面内的截线图。为了更清楚地 说明槽式反光板 6 与太阳能集热管 7 的空间位置， 建立了坐标系。太阳能集热管 7 的圆心 线为 Z 轴， 在 XY 平面上， 太阳能集热管 7 的圆心为 X 轴和 Y 轴的原点， 槽式反光板 6 的形状 在 XY 平面内为抛物线段。 0030 图 8 给出了定日传感器测量太阳光线的夹角 a、 b 示意图。a 图表示的光线夹。
27、角为 0时遮光板阴影的位置。b 图表示的光线夹角为 1时遮光板阴影的位置。 0031 定日传感器的光敏元件与遮光板阴影的相对位置是测量传感器正方向与太阳光 线之间夹角的依据。 0032 见图 9 给出了定日传感器的电路原理图。所述的定日传感器电路中的精密稳压源 IC2 的 2 脚与电阻 R1、 R3、 R4、 R17 及光敏电阻 LR1 的一端连接， 输出基准电压， 电阻 R1 另一 端连接电阻 R2 和电阻 R7 的一端， 电阻 R7 另一端连接电容 C1 一端和单片机 IC1 的 37 脚， 传输 1 路偏转角度信号， 光敏电阻 LR1 另一端连接电阻 R8 和光敏电阻 LR2 一端， 电。
28、阻 R8 另 一端连接电容 C2 一端和单片机 IC1 的 36 脚， 传输另 1 路偏转角度信号， 电阻 R3 另一端连 接电阻 R10 和光敏电阻 LR5 的一端， 电阻 R10 的另一端连接电容 C3 一端和单片机 IC1 的 33 脚， 传输 1 路光强度信号， 电阻 R4 的另一端连接电阻 R11 和光敏电阻 LR6 的一端， 电阻 R11 另一端连接电容 C4 一端和单片机 IC1 的 32 脚， 传输另 1 路偏转角度信号， 电阻 R17 另一端 连接精密稳压源 IC2 的 3 脚与电阻 R18 连接。 0033 上述中的光敏元件 LR1、 LR2 和固定电阻 R1、 R2 组成。
29、惠司登电桥， 光敏元件的上方 固定一个遮光板， 太阳从东向西运动时， 遮光板的阴影在光敏元件上移动， 使光敏元件 LR1 说 明 书 CN 103090563 A 6 5/7 页 7 的阻值变大， 而光敏元件 LR2 的阻值变小， 惠司登电桥输出与之相对应的电压。该电压送单 片机 IC1 进行放大和模数转换， 得到与该电压相对应的数字量。根据事先校准的定日传感 器正方向与太阳光线之间的夹角和该电压的关系， 就可以得到太阳的偏转角度。其用途是 为精确跟踪太阳提供信号。 0034 根据事先校准的光强度和该电压的关系， 就可以得到太阳光的强度。其用途是为 判断光强度和广角跟踪太阳提供信号。通过 IC。
30、1 芯片内的软件， 对检测到的不同光信号进 行背景光补偿， 防止光对比度太大影响控制精度， 同时对于干扰光源进行滤除。 因为同批次 生产的光敏元件指标差异较大， 不利于传感器指标的一致性， 所以， 要通过标准光源和照度 计对传感器进行数字校准。传感器通过 I2C 总线接口进行数据交换。 0035 跟踪控制器是控制槽式反光板随着太阳的移动而转动的装置。 跟踪控制器接收定 日传感器的信号， 对信号进行处理后实施控制功能。 0036 见图10给出了跟踪控制器的电路原理图。 跟踪控制器电路中的单片机IC51的27 脚与电阻 R51 和定日传感器中的单片机 IC1 的 20 脚连接， 单片机 IC51 。
31、的 28 脚与电阻 R52 和单片机 IC1 的 19 脚连接， 进行数据通讯， 单片机 IC51 的 12 脚、 13 脚、 14 脚分别与电机驱 动芯片 IC52 的 1 脚、 2 脚、 7 脚连接输出控制信号， 电机驱动芯片 IC52 的 3 脚与二极管 D51、 D52 和减速电机 M1 的正极连接， 电机驱动芯片 IC52 的 6 脚与二极管 D53、 D54 和减速电机 M1 的负极连接， 驱动减速电机正传或反转， 单片机 IC51 通过总线 SDA 和 SCL 与定日传感器 进行通讯， 将定日传感器的数据读到单片机 IC51 中， 对数据进行处理， IC53 是稳压电源， T1 。
32、是低压变压器， B1 是整流电桥。 0037 本发明中的 S1 是手动向东旋转， S2 是手动向西旋转， S3 是向东限位， S4 是向西限 位。单片机 IC51 的 30 脚和 31 脚是备用的通讯口， 在调试中使用。 0038 当需要槽式反光板向东旋转时， 单片机 IC51 的 12 脚高电平、 13 脚高电平、 14 脚低 电平送电机驱动芯片 IC52， 电机驱动芯片 IC52 的 3 脚输出高电平、 6 脚输出低电平， 减速电 机 M1 正转。需要槽式反光板向西旋转时， 单片机 IC51 的 12 脚高电平、 14 脚高电平、 13 脚 低电平送电机驱动芯片 IC52， 电机驱动芯片 。
33、IC52 的 6 脚输出高电平、 3 脚输出低电平， 减速 电机 M1 反转。 0039 跟踪控制器是控制槽式反光板随着太阳的移动而转动的装置。 跟踪控制器接收定 日传感器的信号， 对信号进行处理后实施控制功能。 0040 本发明的微型槽式反光板的主要功能 ： 、 将两个太阳能集热管之间的太阳光聚 焦反射到太阳能集热管的背光面上， 使单位面积的太阳光利用率由通常的 58% 提高到 95% ； 、 根据两个太阳能集热管之间的距离不同， 使集热管内水的升温速度提高数倍。 例如58 集热管之间的中心距离由原来的 80mm 改为 160mm， 集热管内水的升温速度可提高 3.4 倍 ； 、 正对着太阳。
34、能集热管的反光板部分永远也见不到阳光， 将这部分反光板去掉， 设计成左 右两块反光板， 去掉反光板的部分成为防风槽， 减小风对反光板的影响。 0041 微型槽式反光板依据抛物柱面的三维空间方程式 y2=2px 的形状设计。反光板的 长度小于太阳能集热管的长度， 反光板按宽度方向设计成左右两块， 中间间距小于等于太 阳能集热管内层管的直径， 通过连接支架连接在一起， 总宽度小于等于两只太阳能集热管 的间距。左右两块反光板不在同一个抛物柱面内， 而是与太阳能集热管的圆心线形成的平 面对称的两个抛物柱面内。 每个抛物柱面的焦点线都在该抛物柱面沿宽度方向的中心线到 说 明 书 CN 103090563。
35、 A 7 6/7 页 8 太阳能集热管圆心线的延长面上， 且符合两个抛物柱面的反射光斑在太阳能集热管的内层 管上相连而不重合。两块反光板通过连接支架沿着太阳能集热管圆心线转动， 转动角度小 于120， 转动半径小于两只太阳能集热管间距减去太阳能集热管外层管半径。 反光板材料 可以选择钢化玻璃镀膜反光镜片， 也可以选择镜面不锈钢薄板或镜面铝薄板。如果选择镜 面不锈钢薄板或镜面铝薄板， 为了增加强度， 将薄板边缘向凸面折弯， 折弯的形状和角度以 强度适中、 最省材料且不影响相邻构件为准。 0042 定日传感器及跟踪控制器 ： 定日传感器是跟踪太阳的传感器， 本装置使用的定日 传感器设计成单轴传感器。
36、， 在东西方向跟踪太阳。传感器的主要功能有 ： 、 测量传感器正 方向与太阳光线之间的夹角 ； 、 测量光强度 ； 、 背景光补偿和抗干扰 ； 、 对测量参数进 行数字校准 ； 、 通过数据总线设置参数和输出数据。 0043 下面以制造规格为 581800mm 太阳能集热管， 两管中心距为 160mm， 12 只管组 成的单元为例， 描述本发明的技术特点和生产过程。 0044 1、 用镜面不锈钢薄板制造槽式反光板 本例用镜面不锈钢薄板制造槽式反光板。根据前述的条件， 槽式反光板由左右两块对 称的反光板组成。 0045 左侧反光板的形状和空间位置。 根据前述条件， 得到下列已知参数 ： 、 P0。
37、到P1的 距离为 160mm（两集热管中心距） -29mm（集热管半径） -5mm（预留厚度） =126mm ； 、 P1 点 的横坐标 X1=-80mm（两集热管中心距的一半） +2mm（预留间隙） =-78mm ； 、 P3 点的横坐标 X3=-23.5mm（集热管内管半径） ； 、 P2 点的横坐标 X2=(-78mm-23.5mm)/2=-50.75mm ； 、 P4 点的横坐标 X4=0mm， 纵坐标 Y4=-23.5mm（集热管内管半径） ； 、 抛物线焦点在通过 P2 点 和坐标原点的直线与通过 P3 点和 P4 点的直线的交点上。求得抛物线方程为 ：（X-14.34） 2=2p。
38、（Y+113.77） ， 式中 p=287.68。P1（-78， -98.95） 点至 P3（-23.5， -111.29） 点的抛物 线段为左抛物柱面反光板的反光面在 XY 平面内的截线。 0046 同理， 右侧反光板的抛物线方程为 ：（X+14.34） 2=2p（Y+113.77） ， 式中 p=287.68。 P1 （78， -98.95） 点至 P3 （23.5， -111.29） 点的抛物线段为右抛物柱面反光板的反光面 在 XY 平面内的截线。 0047 镜面不锈钢薄板的材料可以选择 304 不锈钢或 201 不锈钢， 薄板厚度 0.15mm 至 0.5mm。为了增加强度， 将薄板宽。
39、度方向的两边向凸面折弯。 0048 2、 连接支架及槽式反光板 连接支架按图 4、 图 5、 图 6 的形状制造， 各连接支架的材料采用塑料， 通过塑料磨具成 型。将槽式反光板与图 4、 图 5、 图 6 中的上、 中、 下连接支架连接起来， 通过控制连杆连接， 组成多级微型槽式自动跟踪太阳能多级跟踪联动架。 0049 3、 定日传感器和跟踪控制器 定日传感器按图 9 设计完成后， 要进行器件筛选， 线路板制作和焊接组装。将定日传 感器的通讯接口连接到计算机上， 在标准光源下进行调试。首先通过照度计校准定日传感 器的光照强度， 这一功能是将光敏元件存在的离散性进行归一化处理， 使校准后的光照强。
40、 度与传感器的数字输出形成固定的对应关系。接着校准太阳偏转角度， 将传感器按图 8a 的 0角对准标准光源， 通过计算机发布命令， 进行0角校准， 再按图8b的1角对准标准光 源， 通过计算机发布命令， 进行 1角校准， 将偏转角度和数字量输出形成固定的对应关系。 说 明 书 CN 103090563 A 8 7/7 页 9 通过软件实现背景光补偿和抗干扰功能， 可以实现光线在一定范围内强弱变化时不影响跟 踪精度， 也可以避免车灯等光源的影响。 0050 跟踪控制器按图 10 设计完成后， 要进行器件筛选， 线路板制作和焊接组装。跟踪 控制器用于调试的通讯接口连接到计算机上， I2C 总线接口。
41、与定日传感器相连接。首先通 过计算机给跟踪控制器设置阈值， 根据太阳光被云层遮挡的程度， 用照度计事先测量光照 强度， 确定晴天和阴天的光照强度值， 然后用标准光源模拟太阳光， 设定晴天和阴天的光照 强度阈值 ； 同理设定白天或夜间的光照强度阈值。 说 明 书 CN 103090563 A 9 1/7 页 10 图 1 说 明 书 附 图 CN 103090563 A 10 2/7 页 11 图 2 说 明 书 附 图 CN 103090563 A 11 3/7 页 12 图 3 说 明 书 附 图 CN 103090563 A 12 4/7 页 13 图 4 图 5 图 6 说 明 书 附 图 CN 103090563 A 13 5/7 页 14 图 7 图 8 说 明 书 附 图 CN 103090563 A 14 6/7 页 15 图 9 说 明 书 附 图 CN 103090563 A 15 7/7 页 16 图 10 说 明 书 附 图 CN 103090563 A 16 。