CN204287979U

CN204287979U - 一种太阳光自动跟踪太阳能热水器

Info

Publication number: CN204287979U
Application number: CN201420719949.2U
Authority: CN
Inventors: 陈京邦; 牟昕鹏
Original assignee: Shandong University of Science and Technology
Current assignee: Shandong University of Science and Technology
Priority date: 2014-11-27
Filing date: 2014-11-27
Publication date: 2015-04-22
Anticipated expiration: 2024-11-27

Abstract

本实用新型公开了一种太阳光自动跟踪太阳能热水器，主要包括太阳能热水器、太阳光追踪器、铰链连接座、铰链连接轴、连接杆、支撑杆、支撑板、步进电机推杆、电机支架、联轴器、传动轴、转动步进电机、蜗杆涡轮减速器、基座，其中太阳光追踪器包括光敏电阻和光敏电阻盒。太阳的光线从太阳光追踪器中的光敏电阻盒上小孔照射到5个光敏电阻上，引起光敏电阻阻值的变化。根据中心光敏电阻阻值的变化判断是白天或者夜晚，控制整个太阳能热水器***动作或者停止；根据左右光敏电阻阻值变化的不同带动太阳能热水器跟随太阳光转动调整；根据上下光敏电阻阻值变化的不同，带动太阳能热水器俯仰调整，实现对光线的追踪。结构简单、紧凑，成本低。

Description

一种太阳光自动跟踪太阳能热水器

技术领域

本实用新型涉及太阳能应用技术领域，特别涉及到一种能够自动跟踪太阳高度和方向变化的太阳能热水器。

背景技术

太阳能是一种取之不尽用之不竭的可再生资源，世界各国都投入了大量的人力、物力及财力争相发展太阳能技术。近年来，我国也在多方面开展了对太阳能的研究和应用，并在技术、经验上日趋完善成熟。民用方面利用大阳能生产热水，不仅可供浴室、理发馆、机关、医院、住宅使用，而且还可以为工农业提供生产用低温热水，深受广大群众欢迎。

太阳能作为一种新型能源，它与常规能源相比具有以下特点：

（1）能的总能量巨大，并且能够长期不间断的释放，可以说是取之不尽，用之不竭；

（2）可就地开发利用，没有运输成本问题，尤其对于能源稀少和交通欠发达地区更有利用价值；

（3）太阳能是一种清洁能源，在开发和利用的同时，不会产生废弃物以及噪音，是实现可持续发展的理想能源；

（4）太阳能虽然储备的总能量大，但是能流密度较低，太阳能设备通常需要较大的采光面才能满足集热需求；

（5）受季节、光照等条件的影响很大，太阳能设备在多雨雾的地区使用效率会有所降低。

总结来说，随着能源短缺以及环境恶化等问题的日益严峻，太阳能的开发和利用具有十分重要的意义。但太阳每时每刻都在运动，在白天太阳东升西落，既有高度的变化也有自东向西方向的变化，目前市场上的太阳能热水器，产热量低、受季节、地区的影响比较大。太阳能热水器只有随动于太阳，使太阳光直射太阳能电池板，才能最大程度的利用太阳能。太阳光自动跟踪***实时追踪太阳高度和方向的变化，有利于充分利用好丰富的太阳能资源，并且尽量将太阳能的分散性以及低效问题降到最低。

发明内容

本实用新型提供一种太阳光自动跟踪的太阳能热水器，能够自动跟踪太阳高度和方向的变化，使太阳光直射太阳能热水器，提高太阳光的利用效率。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种能够自动跟踪太阳高度和方向变化的太阳能热水器，主要包括太阳能热水器、太阳光追踪器、铰链连接座、铰链连接轴、连接杆、支撑杆、支撑板、步进电机推杆、电机支架、联轴器、传动轴、转动步进电机、蜗杆涡轮减速器、基座，其中太阳光追踪器包括光敏电阻和光敏电阻盒。太阳光追踪器安装在太阳能热水器的正中央，太阳光追踪器包括光敏电阻盒和5个光敏电阻，光敏电阻盒中间为一透光圆孔，1个电阻放在圆孔的正中央，4个光敏电阻在光敏电阻盒沿圆周方向相隔90°排列安装；连接杆的一端通过连接轴与太阳能热水器顶端的连接座相连，另一端步进电机推杆铰接；支撑杆的一端与支撑板铰接，另一端与铰步进电机推杆铰接；电机支架焊接在支撑板上，步进电机推杆与支架铰接；转动电机通过螺栓和蜗杆涡轮减速器固定在一起；蜗杆涡轮减速器通过螺栓和螺母固定在基座上；传动轴与联轴器固定连接；联轴器与支撑板通过螺栓和螺母固定连接。

太阳光自动跟踪太阳能热水器可以在区分夜晚和白天的情况下实现太阳能热水器的自动转动和俯仰。在白天，当太阳位置改变时，通过不同的光敏电阻控制电路来调整太阳能热水器的转动和俯仰，以实现对光线的追踪，使太阳能热水器始终与太阳光线相垂直，达到最大限度的接收太阳光。在夜晚，太阳能热水器不动作。转动步进电机通过蜗杆涡轮减速器带动传动轴，传动轴带动基座，实现太阳能热水器的转动；步进电机推杆通过伸缩，带动连接杆和支撑杆转动，使太阳能热水器和电机支架运动，实现电池板的俯仰调整。

本实用新型的有益效果是，太阳光自动跟踪太阳能热水器能够自动跟踪太阳光，使阳光始终直射太阳能热水器，提高太阳光的利用效率，结构简单、紧凑，成本低。

附图说明

图1为太阳光自动跟踪太阳能热水器结构示意图。

图2为太阳光追踪器原理图。

图中：1.太阳能热水器；2. 太阳光追踪器；3.连接座；4.连接轴；5.连接杆；6.支撑杆；7.支撑板；8.步进电机推杆；9.电机支架；10.联轴器；11.传动轴；12.转动步进电机；13.蜗杆涡轮减速器；14.基座；15.光敏电阻；16.光敏电阻盒。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本实用新型进一步说明：

参照附图1至附图2，一种能够自动跟踪太阳高度和方向变化的太阳能热水器，主要包括1个太阳能热水器、1个太阳光追踪器、3个连接座、3个连接轴、1个连接杆、1个支撑杆、1个支撑板、1个步进电机推杆、1个电机支架、1个联轴器、1个传动轴、1个转动步进电机、1个基座、1个蜗杆涡轮减速器；其中太阳光追踪器包括5个光敏电阻和1个光敏电阻盒。太阳光追踪器（2）安装在太阳能热水器（1）的正中央，太阳光追踪器包括光敏电阻盒和5个光敏电阻，光敏电阻盒中间为一透光圆孔，1个电阻放在圆孔的正中央，4个光敏电阻在光敏电阻盒沿圆周方向相隔90°排列安装；连接杆（5）的一端通过铰链连接轴（4）与太阳能热水器（1）顶端的铰链连接座（3）相连，另一端步进电机推杆（8）铰接；支撑杆（6）的一端与支撑板（7）铰接，另一端与步进电机推杆（8）铰接；电机支架（9）焊接在支撑板上，步进电机推杆（8）与电机支架（9）铰接；转动步进电机（12）通过螺栓和蜗杆涡轮减速器（13）固定在一起；蜗杆涡轮减速器（13）通过螺栓和螺母固定在基座（14）上；传动轴（11）与联轴器（10）固定连接；联轴器（10）与支撑板（7）通过螺栓和螺母固定连接。

本实用新型的工作原理和工作过程为：

太阳白天的运动轨迹可以分解为从东向西的运动和由低升高再降低的运动。太阳的光线从太阳光追踪器（2）中的光敏电阻盒（16）上的小孔照射到5个光敏电阻（15）上，引起光敏电阻（15）阻值的变化，但照射到5个光敏电阻（19）上的光照强度不同时，引起光敏电阻（15）阻值的变化也不同。根据中心光敏电阻（15）阻值的变化，通过控制单元判断是白天或者夜晚，控制整个太阳能热水器***动作或者停止；根据左右光敏电阻（15）阻值变化的不同，通过控制单元判断后输出信号控制转动步进电机（12）正转或反转，通过蜗杆涡轮减速器（14）、传动轴（11）、联轴器（10）带动支撑板（7）转动，进而带动太阳能热水器（1）转动调整以跟随太阳光。根据上下光敏电阻（15）阻值变化的不同，通过控制单元判断后输出信号控制步进电机推杆（8）正转或反转，进而通过支撑杆（6）、连接杆（5）和连接座（3）带动太阳能热水器（1）俯仰调整以跟随太阳光。通过太阳能热水器（1）的转动和俯仰调整实现对太阳光线的追踪，使太阳能热水器（1）与太阳光线始终垂直，达到最大限度的接收太阳光。

Claims

1.一种太阳光自动跟踪太阳能热水器，主要包括太阳能热水器、太阳光追踪器、铰链连接座、铰链连接轴、连接杆、支撑杆、支撑板、步进电机推杆、电机支架、联轴器、传动轴、转动步进电机、蜗杆涡轮减速器、基座，其中太阳光追踪器包括光敏电阻和光敏电阻盒；其特征在于：太阳光追踪器（2）安装在太阳能热水器（1）的正中央，太阳光追踪器包括光敏电阻盒和5个光敏电阻，光敏电阻盒中间为一透光圆孔，1个电阻放在圆孔的正中央，4个光敏电阻在光敏电阻盒沿圆周方向相隔90°排列安装；连接杆（5）的一端通过铰链连接轴（4）与太阳能热水器（1）顶端的铰链连接座（3）相连，另一端步进电机推杆（8）铰接；支撑杆（6）的一端与支撑板（7）铰接，另一端与步进电机推杆（8）铰接；电机支架（9）焊接在支撑板上，步进电机推杆（8）与电机支架（9）铰接；转动步进电机（12）通过螺栓和蜗杆涡轮减速器（13）固定在一起；蜗杆涡轮减速器（13）通过螺栓和螺母固定在基座（14）上；传动轴（11）与联轴器（10）固定连接；联轴器（10）与支撑板（7）通过螺栓和螺母固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种太阳光自动跟踪太阳能热水器，其特征在于：太阳光追踪器（2）包括5个光敏电阻（15）和光敏电阻盒（16），光敏电阻盒（16）中间为一透光圆孔，1个光敏电阻在光敏电阻盒（16）的正中央，4个光敏电阻（15）在光敏电阻盒（16）沿圆周方向相隔90°排列安装。