Система управления солнечной установкой

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ .СВИДЕТЕЛЬСТВУ (u>868698 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 2201.79 (21) 2715465/18-24 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 300981 Бюллетень М 36

Дата опубликования описания 3009Я1 (51)м. Кл.З

G 05 В 11/01

Государствеииыя комитет

СССР ио делам изобретений н открыти и (53) УДК 62-50 (088. 8) Б.К.Чемоданов, Л.В.Соколов, Л.А.Сенько, Ю.И.Семушкин, A.Á.Oðëoâ, Е.Н.Мокейчев, A.È.Ðà÷èòåëüíûé, В.А.Земляков и A.À.ÑMèðíîâ (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ СОЛНЕЧНОЙ УСТАНОВКОЙ

1О

Изобретение относится к автоматическому управлению и может быть использовано в системаХ управления

« энергетическими, тепловыми солнечными установками, работающими с помощью концентрации солнечной энергии.

Известны системы управления солнечной установкой, содержащие приемник солнечной энергии, гелиостат (систему гелиостатов), двухкаординатный солнечный датчик, приводы гелиостата по углу места и азимуту, входы которых соединены, соответственно, с первым и вторым выходами двухкоординатного солнечного датчика, оптически связанного через гелиостат с

Солнцем, а гелиостат оптически связан с приемником солнечной энергии (1) и (23.

Известна также система регулиро- 20 вания положения луча в оптической системе, содержащая измерители отклонения полол(ения луча, исполнительные приводы, измерители рассогласования н оптические клинья (регулирувлцие органы) (3l .

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является система управления солнечной установкой, содержащая двухкоординатный ЗО солнечный датчик, который оптически через концентратор лучистой энергии связан с солнечной установкой, а электромеханически через соответствующие приводы — со входами гелиостаха, и датчик распределения лучистой энергии, вход которого оптически связан с выходом солнечной установки, а выход электрически через регулирующие устройства соединен со входом блона исполнительных механизмов (4).

Однако известная система отличается недостаточно высокой точностью.

Цель изобретения — повышение точности системы.

Поставленная цель достигается тем, что в системе установлены два оптических клина, которые механически связанЫ с соответствующими выходами блока исполнительных механизмов, и через которые гелиостат оптически связан с двухкоо(эдинатным солнечным датчиком.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемой систеьи.

Система включает с пнечную установку 1, концентратор 2 лучистой энергии, гелиостат 3, двухкоординатный солнечный датчик 4, первый и второй оптические клинья 5 и 6, блок

868698

7 исполнительных механизмов, датчик

8 распределения лучистой энергии, регулирующее устройство 9, приводы 10 и 11, гелиостата 3, соответственно, по углу места и азимуту. В предлагаемой системе датчик 8 распределения лучистой энергии оптически связан

5 солнечной установкой 1, а его выход электрически соединен со входом регулирующего устройства 9, выход которого соединен с входом блока 7 (0 исполнительных механизмов, соответствующие выходы которого механически связаны с первым 5 и вторым б оптическими клиньями, через последовательное соединение которых двухкоординатный солнечный датчик 4 оптически связан с гелиостатом 3 ез г ом, а чер гелиостат 3 — с Солнцем 12. Солнечная установка 1 через концентрат на с г

2 лучистой энергии оптически свя зас гелиостатом 3, который механически связан с приводами 10 и 11 гелиостата 3 по углу места и азимуту, со входами которых соединены выходы двухкоордийатного солнечного датчика 4. 25

Система управления солнечной установкой работает следующим образом.

Датчик 8 распределения лучистой энергии выдает на вход регулирующего устройства 9 информацию о распредел нии солнечной энергии на солнечной установке 1. В качестве датчика 8 распределения лучистой энергии может использоваться фотоэлектрический матричный преобразователь лучистой (солнечной) энергии в электрический сигнал. Таким образом, с выхода датчика

55 б5

d0

8 распределения солнечной энергии поступают сигналы о величине. солнечной энергии, попадающей на отдельные элементы солнечной установки 1. В регулирующем устройстве 9 производится, во-первых, интегрирование полученных сигналов с целью получения сигнала, пропорционального текущей величине солнечной энергии, во-вторых, сравнение заданного и текущего значений солнечной энергии, в-третьих, сравнение текущего распределения солнеч ной энергии с заданным (равномерным или каким-либо иным) распределением солнечнОй энергии. Далее, в регулирующем устройстве 9 вырабатываются электриче .кие сигналы, пропорциональные разности текущих и заданных указанных величин, и в соответствии с полученными сигналами формируются сигналы управления поворотом первого и второго оптических клиньев 5 и б н . заданные углы. Поворот оптических клиньев 5 и б осуществляется при помощи блока 7 исполнительных механизмов. При повороте оптических клиньев

5 и б происходит перемещение изображения Солнца 12 по двум координатам чувствительного элемента двухкоординатного солнечного датчика 4. Причем, величина и направление скорости перемещения Солнца 12 зависят от величины и соотношения величин скорости поворота оптических клиньев 5 и б.

Перемещение изображения Солнца по двум координатам приводит к появлению сигналов на выходе двухкоординатного солнечного датчика 4, в соответствии с которыми производится поворот гелиостата 3 с помощью приводов 10 и 11 гелиостата 3 по углу места и азимуту, вследствие чего отклоняется солнечный поток, отраженный от гелиостата.

3 (причем направление отклонения зависит от заданного распределения энергии) и, следовательно, изменяются величина солнечной энергии, поступающей на солнечную установку 1, и ее распределение, которое измеряется датчиком 8 распределения лучистой энергии. Так образуется замкнутый контур автоматического регулирования величины и распределения солнечной энергии.

При соответствующем построении регулирующего устройства 9 (т.е. при соответствующем формировании сигнала управления)регулирование величины солнечной энергии и ее распределение может осуществляться с помощью не одного, а нескольких .".елиостатов, оптически связанных через оптические клинья с соответствующими двухкоординатными солнечными датчиками, т.е. работа системы управления .солнечной установкой происходит по ряду параллельных каналов, при этом возрастет возможность более точного поддержания заданного распределения солнечной энергии. Введение первого и второго оптических клиньев эквивалентно увеличению поля зрения двухкоординатного солнечного датчика, что приводит к увеличению диапазона регулирования солнечной энергии.

Построение системы управления солнечной установкой указанным выше образом позволяет автоматизировать процесс регулирования величины и распределения солнечной энергии, что повышает точность регулирования по сравнению с известной системой более чем в 2 раза, при этом появляется возможность регулирования распределения солнечной энергии в соответствии с требуемым законом распределения, в частности равномерным, обеспечивающим более высокую долговечность солнеч- . ной установки. При применении предлагаемой системы управления в тепловых установках появляется возможность обеспечить переменный нагрев различных объектов как по временй, так и по поверхности нагреваемого объекта.

Кроме того, снижаются требования к юстировке оптической системы солнечной установки, а именно: двухкоординатных солнечных датчиков относительно гелностатов, гелиостатов отно868698

Формула изобретения

Составитель Г.Нефедова

Корректор Л.Бокшан

Редактор И.Михеева Техред А,Ач

Тираж 943 Подписное

Заказ 8326/68 Тираж митета СССР

ВНИИПИ Государственного комитета по дел ам изобретений и открытий

4/5

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, у . ро л. П ектная, 4 сительно концентратора, концентпатоотносительно солнечной установки. ра о испол

Введение оптических клиньев с ис о— нительными механизмами повышает стоимость системы управления незначительно, порядка 0,75% от ее полной стои- мости. Экономия же за счет сокращения периода доводочных работ составляет приблизительно 5-10% от полной стоимости системы.

Система управления солнечной установкой, содержащая двухкоординат-, ны и солнечный датчик, который оптиистой чески через концентратор лучисто энергии связан с солнечной установкой, а электромеханически через сооТветствующие приводы — со входами гелиостата, и датчик распределения лучистой энергии, вход которого oïòèчески связан с выходом солнечной установки, а выход электрически через регулирующее устройство соединен со в одом блока исполнительных механизмов, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности системы, в ней установлены два опти..еских клина, которые механически связаны с соответствующими выходами блока исполнительных механизмов, и через ко оторые гелиостат оптически связан нс двухкоордннатным солнечным .датч— ком.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2650824/18-24, кл. G 05 В 15/02, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2665248/18-23, кл. G 05 В 15/02, 1978.

3. Авторское свидетельство СССР

9 575620, кл. G 05 В ll/00, 1975;

4. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2690893/18-24, кл. G 05 В 11/01, 1978 (прототип) ..