⑴ 太陽能自動跟蹤器是什麼 太陽能自動跟蹤器的常用方法有哪些
太陽能自動跟蹤裝置是一種用來追蹤太陽,使集能器的主光軸始終與太陽光線相平行的裝置。常見的太陽能平板式集熱器和真空管式集熱器通常採用固定安裝方式。這兩種集熱器共同的缺點是太陽的能量密度低,因而集熱溫度較低,一般只能提供40至70攝氏度的熱水,難以獲得高溫。為了提高能量密度,需要使集能器平面始終與太陽入射光垂直,同時對太陽光進行聚焦。為此,必須在方位角和高度角兩個方位上不斷跟蹤太陽,使集能器從日出到日落始終對准太陽,以提高太陽能的利用率。
太陽能自動跟蹤裝置的跟蹤方法主要有兩種:光電跟蹤和根據視日運動軌跡跟蹤。後一種方式又可以細分為雙軸跟蹤和單軸跟蹤。
光電跟蹤裝置利用光敏感測器,如硅光電管,調整遮光板的位置使遮光板對准太陽,硅光電管處於陰影區。當太陽西移時,遮光板的陰影隨之移動,硅光電管受到陽光直射,輸出一定值的微電流,發出偏差信號,通過放大電路放大,控制跟蹤裝置對准太陽,完成跟蹤。光電跟蹤的優點是靈敏度高,結構設計較為方便。然而,光電跟蹤也存在局限性,受到天氣的影響較大。如果在一段時間內出現烏雲遮住太陽的情況,跟蹤裝置可能無法對准太陽,甚至引起執行機構的誤動作。
光電跟蹤中,太陽能電池板的光強比較法是一種常用方法。將兩塊完全相同的太陽能電池板按照一定角度連接成「人」字型,它們既用作光電轉化的電池,也起到光敏器件的作用。太陽光垂直照射地面時,兩塊電池板上得到的太陽光能流密度完全相等,產生的光電流大小相等,此時控制它們方位的電動機不工作。當入射太陽光與地面的夾角改變時,如果一塊電池板得到的太陽光能流密度大於另一塊電池板,則控制它們方位的電動機驅動電池板轉動,使得電池板與太陽光的夾角同光垂直於地面時完全相同。這種方法的優點是調節較為精確,電路也比較簡單,但兩塊電池板之間的夾角始終存在,無法達到真正意義上的垂直。
另一種常用方法是光敏電阻光強比較法。利用光敏電阻在光照時阻值發生變化的原理,將兩個完全相同的光敏電阻分別放置於一塊電池板東西方向邊沿處的下方。如果太陽光垂直照射太陽能電池板時,兩個光敏電阻接收到的光照強度相同,因此它們的阻值完全相等,此時電動機不轉動。當太陽光方向與電池板垂直方向有夾角時,接收光強多的光敏電阻阻值減小,驅動電動機轉動,直至兩個光敏電阻上的光照強度相同。這種方法的優點是控制較精確,且電路也容易實現。
視日運動軌跡跟蹤方式同樣包括單軸跟蹤和雙軸跟蹤。單軸跟蹤有三種方式:傾斜布置東西跟蹤;焦線南北水平布置,東西跟蹤;焦線東西水平布置,南北跟蹤。單軸跟蹤方式簡單,但入射光線不能始終與主光軸平行,從收集太陽能來說並不理想。雙軸跟蹤則分為極軸式全跟蹤和高度角—方位角式全跟蹤。極軸式全跟蹤原理簡單,反射鏡的重量並不通過極軸軸線,使極軸支承裝置的設計比較困難。