双轴跟踪聚光器是指反射或透射元件绕着两个相互正交的旋转轴做二维旋转运动以实现跟踪太阳视运动的聚光器。
定义反射或透射元件绕两个相互正交的旋转轴做二维旋转运动实现跟踪太阳视运动的聚光器。
聚光器太阳聚光器是聚光系统的主要组成部分,也是聚光太阳能电池研究的关键技术之一,研制太阳能利用中的聚光器对提高太阳能电池的转换效率具有重大意义。虽然聚光光伏系统还存在一些关键的科学技术问题没有得到完全解决,但各国光伏工作者也在不断地以实验结果验证聚光技术。
聚光器应用于太阳能电池的尝试开始于20世纪60年代初,为了不断降低硅太阳能电池的成本,人们对聚光器在太阳能电池上的应用进行了广泛的研究。
根据聚焦特性,聚光器可分为点聚光器和线聚光器。线聚光器,包括条形透镜、抛物槽、线聚光组合抛物面等。点聚光器也叫轴向聚光器,在这类聚光器中,用以聚光的透镜或反射镜和太阳能电池处于同一条光学轴线上。不同的聚光器应用于太阳能电池聚光系统中具有各自不同的特点。
根据光学原理可分为:折射聚光器、反射聚光器、混合聚光器、热光伏聚光器、荧光聚光器、全息聚光器等。其中混合聚光器利用折射、反射和内部反射达到聚光。1
系统组成双轴自动跟踪系统一般分为电控和机械两大部分。
电控系统双轴跟踪光伏阵列沿着两个旋转轴运动,能够同时跟踪太阳的方位角与高度角的变化,理论上可以完全跟踪太阳的运行轨迹以实现入射角为零。通常,跟踪控制可以采用连续跟踪和步进跟踪两种基本方式。连续跟踪方式需要跟踪角按照变化规律随时调节以跟随太阳运行轨迹。而步进跟踪方式则是每隔一段时间调整一次跟踪角使光伏阵列对准当前太阳所处的位置,而其余时间光伏阵列固定不动。显然,步进跟踪方式简化了系统控制。但是,步进跟踪的光伏阵列不能实时跟踪太阳运行轨迹,就必然降低太阳辐射的利用率。
机械结构双轴跟踪系统的结构分为支撑部分,联接部分和传动部分。双轴跟踪系统的支撑部分是由主体支柱、转动支撑及钢结构支架组成,联接部分由铝型材及螺栓组成,传动部分由蜗轮蜗杆、联接杆件、减速器等组成。双轴跟踪系统跟踪方向包括水平回转和竖直俯仰两个方向,实现双自由度跟踪。电机动力输入,经过减速器减速,输入蜗轮蜗杆,将竖直平面的回转运动转换成水平面的回转运动,同时位置传感器实时采集系统转动的角度,为电控输入实时数据,从而实现水平回转方向的自动跟踪。
本词条内容贡献者为:
曹慧慧 - 副教授 - 中国矿业大学