Система слежения за солнцем

Комитет Российской Федерации пе патентам и товарным знакам ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН,ГЕНТУ евичЗА СОЛНЦЕМупирования изенит альнойсистема слеижный и подвижпок дискриэлектрически(УВ) Максимов Виталий Серге(57) Использование: дпя реггелиостата в азимутальной ити. Сущность изобретения:солнцем содержит неподвеви солнечной радиации, бкоторому подключены фото оложения плоскосжения за ный датминации, к е преоб(в) Ш (11) 2 ОО 3930 С 1(51) 5 Р 24 Л 2 38 разоватепи неподвижного датчика, выход которого подключен к входному каналу блока сравнения. К другому каналу блока сравненил подключен подвижный датчик Выход блока сравнения подключен к модулю фазно-координатной развертки, выход которого через усилители подключен к сервомоторам исполнительных механизмов движенил гелиос- тата в азимутапьной и зенитапьной плоскостях фотоэлектрические преобразователи датчиков оснащены предвкпюченной выпукло-вогнутой линзоч. 1 злф-пы, 3 ил.Изобретение относится к гелиотехнически устройствам и, в чзстности, к системам слежения зз солнцем.Известна система слежения за солнцем, содержащая датчики солнечной осве щенности и аварийной ситуации, электрически связзнные с блоками управления исполнительными механизмами; приемник-излучзтель, электрически связанный с блоком управления исполнительным меха- "0 низмом, датчик режимов коррекции положения гелиостата, датчик его углового положения и углового положения приемника-излучателя, входной и выходной блоки коммутатора и выходной блок, причем дат- "5 чики уровня солнечной освещенности, аварийной ситуации, режимов коррекции полокения гелиастзтз подключены к блоку устзвок режимов работы, первый выход которого подключен к блоку устзвок положе ния гелиостзтз, второй и третий выходы - . к входному и выходному коммутаторам, четвертый - к блоку уставок приемникз-излучателя, выход которого соединен с исполнительным механизмом через блок 2 управления и блок коррекции.Известна система слежения за солнцем, содержащая датчик полокения солнца, представляющий собой две солнечные батареи из фотоэлектрических элементов, 30 размещенные нз основании и сориентированные на солнце и разделенные вертикальной батарейной перегородкой, причем токоотводы обеих солнечных батарей датчика присоединены к дифференциальному 35 усилителю, собранному из двух транзисто" рзх, реле времени, схему переключения двигателя системы слежения, схемы выключения осей установки и возврата ее в исходное положение, датчик положения, датчики 40 системы слежения и ограничения угла поворота, электродвигатель и его блок питания. Рассмотренная структура системы слежения за солнцем описана в сборнике "Преобрззоезтели солнечной энергии на 45 полупроводниках", М Наука, 1968.К недостаткам описанной системы слежения относятся следующие. Слежение осуществляется только в азимутальной плоскости, что снижает электроэнергоотда чу гелиоустройства почти нз 10-15;, а это удорожает себестоимость гелиоэлектроэнергии, Конструкция датчика солнечнойосвещенности позволяет осуществлять слежение только в ззимутзльной плоскости, Сложность системь слежения удорожает ее и снижает еа точность ибыстродействие.Рассмотренная системз слежения засолнцем принята в качестве прототипа. Изобретение ставит перед собой следующие цели: повышение электроэнерговыработки обьекта в виде гелиоэлектрической установки за счет обеспечения слежения дополнительно и в зенитальной плоскости; повышение точности слежения в азимутальном и зенитальном направлениях путем введения статического и подвижного датчиков освещенности, подключенных к. блоку сравнения; повышение точности и быстроты слежения за счет подключения системы к управляющему микропроцессору; повышение точности слежения за счет использования блока дискриминации с модулем амплитудно-фазной развертки,Сущностью изобретения, выполняющего поставленные цели, является следующее, Система слежения выполнена с подвижным и статическим датчиком, последний из которых через блок дискриминации подключен к одному из каналов блока сравнения, второму и третьему входным каналам которого подключены соответственно подвижный датчик, закрепленный на гелиоустановке, и управляющий микропроцессор, а выход блока сравнения подключен к блоку фазнокоординатной развертки, выход которой через усилители подключен соответственно к исполнительным сервомоторам азимутального и зенитзльного поворотных устройств гелиоустановки, Датчики системы слежения; подвижный и неподвижный, выполнены на фотодиодных .элементах с предвключенными индивидуальными оптическими концентрирующими линзами,На фиг,1 показана структурная схема системы слежения е азимутально-зенитальной плоскости; на фиг.2 - статический датчик освещенности с группой фотоэлектрических элементов, расположенных на сфере; на фиг.З - подвижный датчик освещенности.Система 1 слежения за солнцем содер жит статический датчик 2 освещенности, подвижный датчик 3 освещенности и управляющий микропроцессор 4, подключенный одним выходным каналом к дискриминатору б, а другим - к блоку 7 сравнения, Датчик 2 освещенности, состоящий из и фотоэлектрических элементов 6, подключен каждым из элементов 6 к дискриминатору 5 сигналов, выход которого с максимальным электрическим сигналом подключен, как и подвижный датчик 3 освещенности, к блоку 7 сравнения, выход которого подключен к входу модуля 8 фазно-координатной развертки, выходы которого подключены к усилителям 9 и 10 сервомоторов 11 и 12 исполнительных механизмов поворота в азимутальной и зенитальной плоскостях, 20039305 10 15 20 25 30 50 Неподвижный датчик 2 освещенности состоит из сферического корпуса 13 с внутренней полостью 14, причем по внешней поверхности корпуса 13 закреплены и фотоэлектрических элементов 6, выводные электроды которых 15 и 16 присоединены к токоотвадам 17 и 18 от каждого элемента 6 и которые жгутом 19 выходят через втулку 20 корпуса 13, закрепленного на штативе 21, установленном на основании 22. Подвижный датчик 3 освещенности закреплен на элементе 23 гелеустановки и состоит иэ фотоэлектрического элемента 24, на свето- приемную часть которого лучи концентрируются с помощью выпукло-вогнутой оптической линзы 25. Выводные электроды 26 и 27 фотоэлектрического элемента 24 подключены к токопроводам 28 и 29, подключенным непосредственно к входу блока 7 сравнения. Фотоэлектрические элементы 3 и 6 выполнены идентичной конструкции с предвключенными выпукло-вогнутыми оптическими линзами 25 и близкими вольт-амперными характеристиками.Система 1 слежения за солнцем работает следующим образом. Солнечная радиация попадает на фотоэлектрические элементы 6 и 24 датчиков 2 и 3 освещенности и вызывает в них фототаки, причем электрические сигналы от множества и фотоэлектрических датчиков 6 поступают по автономным такаотводам 17 и 18 на вход дискриминатора 5, в котором производится селекция с помощью микропроцессора 4 с выделением максимального сигнала из поля телесного угла, охватывающего все экстремальные положения солнца расположением в этом поле множества и фотоэлектрических элементов 6, причем максимальный электрический сигнал поступает на выход дискриминатора 5 и с него - на вход блока 7 сравнения, на котором через другой канал подается сигнал с подвиж. ного датчика 3 освещенности и в котором сигналы от датчиков 2 и 3 сравниваются и через дифференциальный усилитель блока 7 подаются на вход модуля 8 фазно-координатной развертки, в катаром они преобразуются в соответствующие импульсы развертки, в котором они преобразуются в соответствующие импульсы напряжения,поступающие на выходные каналы модуля 8, которые через усилители 9 и 10 поступают на сервомотары 11 и 12, движущие испол. нительные механизмы перемещения в азимутальной и зенитальной плоскостях до такого момента, когда электрические сигналы датчика 3 и фотоэлектрического элемента 6 с максимальным сигналом датчика 2 не выровняются па величине, тогда на вход модуля 8 поступает нулевой сигнал и сервомоторы 11 и 12 оказываются обесточенными и гелиоустановка находится в положении восприятия максимальной солнечной радиации. При изменении положения солнца процесс повторяется.Изобретение по сравнению с прототипам имеет следующие преимущества. Система слежения рассчитана на управление в азимутальнай и зенитальнай плоскостях. Это повышает энергаатдачу гЕлиоустановки и снижает себестоимость солнечной энергии. Применение микропроцессора и системе позволяетувеличить точность и повысить быстродействие системы слежения, чта также увеличивает энергоотдачу гелиоустанавки, Использование системы датчиков освещенности, падзижнога и неподвижного, позволяет упростить систему и этим ееудешевить. Применение для подвижного инепадвикнага датчиков фотоэлектрических элементов с предвключенными выпукловогнутыми оптическими линзами позволяет повысить точность управления и уменьшить габариты и стоимость системы. Системаслежения может быть использована в системе слежения зэ полем гелиаустанавак на базе общих неподвижного датчика, дискриминатора, микропроцессора при индивидуальных модуле фазна-координатной развертки, блоках сравнения и подвижныхдатчиках. Изобретение мажет быть использовано в гелиаустановках с регулированием положенил гелиастатав относительно солнца идля регулирования положения гелиостатавв поле гелиастатав,(56) Авторское сеиде гельства СССРМ. 840609, кл, Г 24 2/38,981.Греабразаватели салнеч:ай энергии наполупроводниках. М Раука, 1968, с, 43-47.2003930Ф ормула изо б рете н иявещенности выполнен в виде сферы, уст 1. СИСТЕМА СЛЕЖЕНИЯ ЗА СОЛН- ройство управления исполнительным ЦЕМ, содержащая установленный непод- механизмом выполнено в виде блока сраввижно датчик освещенности, имеющий по нения и блока дискриминации, выходом меньшей мере на части его периферийной 5 подключенного к входу блока сравнения, поверхности фотопреобразователи, и фо- выход которого подключен к входу модуля тоэлектрический датчик освещенности, ус- фазно-координатной развертки блока дис-. тановленный на подвижном обьекте, криминации, при этом фотопреобразоватепричем оба датчика подключены к устрой- ли неподвижно установленного датчика ству управления по меньшей мере в одной 1 О подсоединены к входу блока дискриминаплоскости исполнительным механизмом ции, а датчик подвижного объекта - к входу поворота обьекта, имеющему блоки пита- блока сравнения.ния с усилителем электропривода исполни. Система по п,1, отличающаяся тем, тельного механизма, отличающаяся тем, что перед фотопреобразователями обоих что. неподвижно установленнь 1 й датчик ос- датчиков установлены линзы.