聚光太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)gps授時(shí)地球軌道跟蹤系統(tǒng)裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種聚光太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)GPS授時(shí)地球軌道跟蹤系統(tǒng)裝置，其特征在于：是由發(fā)電單元透鏡表面、發(fā)電單元、發(fā)電單元支架、水平機(jī)械驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、垂直機(jī)械驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、通訊線纜、GPS授時(shí)地球軌道跟蹤系統(tǒng)主機(jī)和GPS天線構(gòu)成，在發(fā)電單元支架上設(shè)置水平機(jī)械驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，垂直機(jī)械驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和發(fā)電單元，在發(fā)電單元內(nèi)設(shè)有誤差偵測(cè)傳感器，發(fā)電單元支架通過(guò)通訊線纜與GPS授時(shí)地球軌道跟蹤系統(tǒng)主機(jī)及GPS天線連接，跟蹤系統(tǒng)主機(jī)由GPS接收模塊、跟蹤系統(tǒng)核心處理模塊、跟蹤指令執(zhí)行單元、誤差偵測(cè)單元和精度數(shù)據(jù)反饋單元組成。本發(fā)明屬于聚光太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)，由于通過(guò)分析GPS數(shù)據(jù)可精確確定當(dāng)前月、日的太陽(yáng)升落時(shí)間。
【專利說(shuō)明】
聚光太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)GPS授時(shí)地球軌道跟蹤系統(tǒng)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于聚光太陽(yáng)能發(fā)電系技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種聚光太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)GPS授時(shí)地球軌道跟蹤系統(tǒng)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在聚光太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中，陽(yáng)光跟蹤系統(tǒng)是一個(gè)非常關(guān)鍵的部分，相對(duì)地球而言能否實(shí)時(shí)精確跟蹤太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)軌跡，即把直射陽(yáng)光投射到光電轉(zhuǎn)換芯片上，是能否取得最大發(fā)電效率的決定性因素之一。陽(yáng)光跟蹤方法有很多種，每種方法都有它的利和弊，很難由一個(gè)單獨(dú)的方法來(lái)完成，一般都是采用多種方法組合應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種采用GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)超高精度時(shí)鐘系統(tǒng)授時(shí)，精確計(jì)算系統(tǒng)所處地球表面位置在單位時(shí)間內(nèi)的角速度和地球圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)時(shí)的軌道傾角，驅(qū)動(dòng)機(jī)械驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)精確跟蹤太陽(yáng)光，時(shí)時(shí)保持聚光發(fā)電單元的透鏡表面垂直于太陽(yáng)光線的聚光太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)GPS授時(shí)地球軌道跟蹤系統(tǒng)裝置，用于提供多種空間信息和時(shí)間信息。其時(shí)間信息包括:年、月、日、時(shí)、分、秒，利用如此精確的時(shí)間數(shù)據(jù)，通過(guò)軟件系統(tǒng)的精確計(jì)算，控制跟蹤系統(tǒng)的閉環(huán)控制模塊，驅(qū)動(dòng)機(jī)械機(jī)構(gòu)完成精確跟蹤。
[0004]本發(fā)明聚光太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)GPS授時(shí)地球軌道跟蹤系統(tǒng)裝置內(nèi)容簡(jiǎn)述:
本發(fā)明聚光太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)GPS授時(shí)地球軌道跟蹤系統(tǒng)裝置，其特征在于:是由發(fā)電單元透鏡表面、發(fā)電單元、發(fā)電單元支架、水平機(jī)械驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、垂直機(jī)械驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、通訊線纜、GPS授時(shí)地球軌道跟蹤系統(tǒng)主機(jī)和GPS天線構(gòu)成，在發(fā)電單元支架上設(shè)置水平機(jī)械驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，垂直機(jī)械驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和發(fā)電單元，在發(fā)電單元設(shè)有發(fā)電單元透鏡表面，在發(fā)電單元內(nèi)設(shè)有誤差偵測(cè)傳感器，發(fā)電單元支架通過(guò)通訊線纜與GPS授時(shí)地球軌道跟蹤系統(tǒng)主機(jī)及GPS天線連接，跟蹤系統(tǒng)主機(jī)由GPS接收模塊、跟蹤系統(tǒng)核心處理模塊、跟蹤指令執(zhí)行單元、誤差偵測(cè)單元和精度數(shù)據(jù)反饋單元組成。
[0005]GPS授時(shí)地球軌道跟蹤系統(tǒng)主機(jī)，包括:GPS接收模塊、跟蹤系統(tǒng)核心處理模塊、跟蹤指令執(zhí)行單元、水平、垂直驅(qū)動(dòng)機(jī)械機(jī)構(gòu)、誤差偵測(cè)單元、精度數(shù)據(jù)反饋單元，GPS接收模塊按順序與跟蹤系統(tǒng)核心處理模塊、跟蹤指令執(zhí)行單元、水平、垂直驅(qū)動(dòng)機(jī)械機(jī)構(gòu)、誤差偵測(cè)單元、精度數(shù)據(jù)反饋單元連接，精度數(shù)據(jù)反饋單元與跟蹤系統(tǒng)核心處理模塊連接。
[0006]本發(fā)明的聚光太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)GPS授時(shí)地球軌道跟蹤系統(tǒng)裝置，GPS數(shù)據(jù)信息經(jīng)GPS天線被GPS接收模塊接收，經(jīng)過(guò)GPS接收模塊內(nèi)部微處理器分析處理后轉(zhuǎn)換為NMEA-0183數(shù)據(jù)格式，從串行接口送出，該信號(hào)通過(guò)跟蹤系統(tǒng)內(nèi)部串行總線被跟蹤系統(tǒng)核心處理模塊接收，該模塊將此數(shù)據(jù)分解，讀取其中經(jīng)瑋度、時(shí)間、高程等數(shù)據(jù)，計(jì)算出在地球表面該坐標(biāo)點(diǎn)垂線在此時(shí)此刻此點(diǎn)與太陽(yáng)連線在X和Y兩個(gè)方向上的垂直夾角，從而向跟蹤指令執(zhí)行單元發(fā)出跟蹤指令，跟蹤指令執(zhí)行單元得到該指令后，將其解析為水平和垂直量個(gè)方向上的電脈沖信息，分別驅(qū)動(dòng)水平機(jī)械驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和垂直機(jī)械驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)做相應(yīng)角度的轉(zhuǎn)動(dòng)，以保證聚光發(fā)電單元的透鏡表面垂直于太陽(yáng)光線。
[0007]本發(fā)明屬于聚光太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)，由于通過(guò)分析GPS數(shù)據(jù)可精確確定當(dāng)前月、日的太陽(yáng)升落時(shí)間，該跟蹤系統(tǒng)還可以在日落后驅(qū)動(dòng)水平和垂直兩個(gè)機(jī)械驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)將聚光發(fā)電單元轉(zhuǎn)動(dòng)到保護(hù)方位，待到第二天太陽(yáng)升起時(shí)，再驅(qū)動(dòng)上述兩個(gè)機(jī)構(gòu)將聚光發(fā)電單元轉(zhuǎn)動(dòng)到直向陽(yáng)光的方位。
[0008]機(jī)械驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的誤差，可由發(fā)電單元內(nèi)部誤差偵測(cè)傳感器測(cè)得并傳給誤差偵測(cè)單元，誤差偵測(cè)單元將計(jì)算出誤差值，該誤差值經(jīng)精度數(shù)據(jù)反饋單元處理并送到跟蹤系統(tǒng)核心處理模塊，該模塊將此數(shù)據(jù)分析后發(fā)出相應(yīng)的方位調(diào)整指令，使跟蹤系統(tǒng)得到及時(shí)校正。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是本發(fā)明的聚光太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)GPS授時(shí)地球軌道跟蹤系統(tǒng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2是GPS授時(shí)地球軌道跟蹤系統(tǒng)主機(jī)4組成框圖。
[0011]圖中:I是發(fā)電單元透鏡表面、2是發(fā)電單元、3是發(fā)電單元支架、4是水平機(jī)械驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、5是垂直機(jī)械驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、6是通訊線纜、7是GPS授時(shí)地球軌道跟蹤系統(tǒng)主機(jī)、8是GPS天線。
【具體實(shí)施方式】
[0012]本發(fā)明聚光太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)GPS授時(shí)地球軌道跟蹤系統(tǒng)裝置是這樣實(shí)現(xiàn)的，下面結(jié)合附圖做具體說(shuō)明。見圖1，聚光太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)GPS授時(shí)地球軌道跟蹤系統(tǒng)裝置，是由:發(fā)電單元透鏡表面1、發(fā)電單元2、發(fā)電單元支架3、水平機(jī)械驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)4、垂直機(jī)械驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)
5、通訊線纜6、GPS授時(shí)地球軌道跟蹤系統(tǒng)主機(jī)7和GPS天線8構(gòu)成，在發(fā)電單元支架3上設(shè)置水平機(jī)械驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)4，垂直機(jī)械驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5和發(fā)電單元2，在發(fā)電單元2設(shè)有發(fā)電單元透鏡表面1，在發(fā)電單元2內(nèi)含誤差偵測(cè)傳感器，發(fā)電單元支架3通過(guò)通訊線纜6與GPS授時(shí)地球軌道跟蹤系統(tǒng)主機(jī)7及GPS天線8連接。跟蹤系統(tǒng)主機(jī)7由GPS接收模塊、跟蹤系統(tǒng)核心處理模塊、跟蹤指令執(zhí)行單元、誤差偵測(cè)單元、精度數(shù)據(jù)反饋單元部分組成。
[0013]見圖2，是GPS授時(shí)地球軌道跟蹤系統(tǒng)主機(jī)4組成框圖，它包括:GPS接收模塊、跟蹤系統(tǒng)核心處理模塊、跟蹤指令執(zhí)行單元、誤差偵測(cè)單元、精度數(shù)據(jù)反饋單元，圖中虛線部分水平、垂直驅(qū)動(dòng)機(jī)械機(jī)構(gòu)為主機(jī)以外部分。
[0014]GPS接收模塊按順序與跟蹤系統(tǒng)核心處理模塊、跟蹤指令執(zhí)行單元、水平、垂直驅(qū)動(dòng)機(jī)械機(jī)構(gòu)、誤差偵測(cè)單元、精度數(shù)據(jù)反饋單元連接，精度數(shù)據(jù)反饋單元與跟蹤系統(tǒng)核心處理模塊連接。
[0015]是采用GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)超高精度時(shí)鐘系統(tǒng)授時(shí)，精確計(jì)算系統(tǒng)所處地球表面位置在單位時(shí)間內(nèi)的角速度和地球圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)時(shí)的軌道傾角，驅(qū)動(dòng)機(jī)械驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)精確跟蹤太陽(yáng)光，時(shí)時(shí)保持聚光發(fā)電單元的透鏡表面垂直于太陽(yáng)光線。
[0016]GPS系統(tǒng)的時(shí)鐘是當(dāng)今世界最精確的時(shí)鐘之一，誤差只有四十四萬(wàn)億分之一，可以說(shuō)在數(shù)千年之間都沒有誤差。GPS系統(tǒng)提供多種空間信息和時(shí)間信息。其時(shí)間信息包括:年、月、日、時(shí)、分、秒(可給出千分之一秒的數(shù)據(jù))，利用如此精確的時(shí)間數(shù)據(jù)，通過(guò)軟件系統(tǒng)的精確計(jì)算，控制跟蹤系統(tǒng)的閉環(huán)控制模塊，驅(qū)動(dòng)機(jī)械機(jī)構(gòu)完成精確跟蹤。
[0017]本發(fā)明的聚光太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)GPS授時(shí)地球軌道跟蹤系統(tǒng)，由GPS接受天線、GPS接收模塊、跟蹤系統(tǒng)核心處理模塊、跟蹤指令執(zhí)行單元、水平機(jī)械驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、垂直機(jī)械驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、誤差偵測(cè)單元、精度數(shù)據(jù)反饋單元等部分組成。
[0018]GPS數(shù)據(jù)信息經(jīng)GPS天線被GPS接收模塊接收，經(jīng)過(guò)GPS接收模塊內(nèi)部微處理器分析處理后轉(zhuǎn)換為NMEA-0183數(shù)據(jù)格式，從串行接口送出，該信號(hào)通過(guò)跟蹤系統(tǒng)內(nèi)部串行總線被跟蹤系統(tǒng)核心處理模塊接收，該模塊將此數(shù)據(jù)分解，讀取其中經(jīng)瑋度、時(shí)間、高程等數(shù)據(jù)，計(jì)算出在地球表面該坐標(biāo)點(diǎn)垂線在此時(shí)此刻此點(diǎn)與太陽(yáng)連線在X和Y兩個(gè)方向上的垂直夾角，從而向跟蹤指令執(zhí)行單元發(fā)出跟蹤指令，跟蹤指令執(zhí)行單元得到該指令后，將其解析為水平和垂直量個(gè)方向上的電脈沖信息，分別驅(qū)動(dòng)水平機(jī)械驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和垂直機(jī)械驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)做相應(yīng)角度的轉(zhuǎn)動(dòng)，以保證聚光發(fā)電單元的透鏡表面垂直于太陽(yáng)光線。
[0019]由于通過(guò)分析GPS數(shù)據(jù)可精確確定當(dāng)前月、日的太陽(yáng)升落時(shí)間，該跟蹤系統(tǒng)還可以在日落后驅(qū)動(dòng)水平和垂直兩個(gè)機(jī)械驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)將聚光發(fā)電單元轉(zhuǎn)動(dòng)到保護(hù)方位，待到第二天太陽(yáng)升起時(shí)，再驅(qū)動(dòng)上述兩個(gè)機(jī)構(gòu)將聚光發(fā)電單元轉(zhuǎn)動(dòng)到直向陽(yáng)光的方位。
[0020]機(jī)械驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的誤差，可由發(fā)電單元內(nèi)部誤差偵測(cè)傳感器測(cè)得并傳給誤差偵測(cè)單元，誤差偵測(cè)單元將計(jì)算出誤差值，該誤差值經(jīng)精度數(shù)據(jù)反饋單元處理并送到跟蹤系統(tǒng)核心處理模塊，該模塊將此數(shù)據(jù)分析后發(fā)出相應(yīng)的方位調(diào)整指令，使跟蹤系統(tǒng)得到及時(shí)校正。
[0021 ] GPS數(shù)據(jù)信息經(jīng)GPS天線8被跟蹤系統(tǒng)主機(jī)7中的GPS接收模塊接收，經(jīng)過(guò)GPS接收模塊內(nèi)部微處理器分析處理后轉(zhuǎn)換為NMEA-0183數(shù)據(jù)格式，從串行接口送出，該信號(hào)通過(guò)跟蹤系統(tǒng)主機(jī)7內(nèi)部串行總線被跟蹤系統(tǒng)主機(jī)7內(nèi)部跟蹤系統(tǒng)核心處理模塊接收，該模塊將此數(shù)據(jù)分解，讀取其中經(jīng)瑋度、時(shí)間、高程等數(shù)據(jù)，計(jì)算出在地球表面該坐標(biāo)點(diǎn)垂線在此時(shí)此刻此點(diǎn)與太陽(yáng)連線在X和Y兩個(gè)方向上的垂直夾角，從而向跟蹤系統(tǒng)主機(jī)7內(nèi)部跟蹤指令執(zhí)行單元發(fā)出跟蹤指令，跟蹤系統(tǒng)主機(jī)7內(nèi)部跟蹤指令執(zhí)行單元得到該指令后，將其解析為水平和垂直量個(gè)方向上的電脈沖信息，分別驅(qū)動(dòng)水平機(jī)械驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和垂直機(jī)械驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)做相應(yīng)角度的轉(zhuǎn)動(dòng)，以保證聚光發(fā)電單元的透鏡表面I垂直于太陽(yáng)光線。
[0022]匪EA-0183GPS數(shù)據(jù)的格式為:“$GPRMC，hhmmss.sss A/V ddmm.mmmm，N/S，dddmm.mmmm,ff/E,knots ,degrees ,ddmmyy ,degrees ,*Chicksum,>。
[0023]例如:$GPRMC，161229.487，A，3723.2475，N，12158.3416，W，0.13，309.62，120598，，*10。
[0024]其中hhmmss.sss為格林尼治的時(shí)間值，小時(shí)值上加8以后就變?yōu)楸本r(shí)間了，跟蹤系統(tǒng)主機(jī)7內(nèi)部微處理器讀到這個(gè)值后，與程序設(shè)定的上午啟動(dòng)值和下午關(guān)閉值相比較，如果該時(shí)間與上午啟動(dòng)值相等，就啟動(dòng)發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電，與下午關(guān)閉值相等時(shí)就關(guān)閉發(fā)電系統(tǒng)，上午啟動(dòng)后，跟蹤系統(tǒng)主機(jī)7內(nèi)部微處理器按季節(jié)日期計(jì)算出啟動(dòng)時(shí)太陽(yáng)光線在X方向和Y方向上與地面形成的角度，將發(fā)電單元驅(qū)動(dòng)到直接指向太陽(yáng)(太陽(yáng)光線與發(fā)電單元透鏡鏡面垂直)的方位，并以與太陽(yáng)同步的速度驅(qū)動(dòng)發(fā)電單元的兩個(gè)機(jī)械驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)，保持透鏡平面時(shí)刻與太陽(yáng)光線垂直。
[0025]機(jī)械驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的誤差，可由發(fā)電單元2內(nèi)部誤差偵測(cè)傳感器測(cè)得并傳給誤差偵測(cè)單元，誤差偵測(cè)單元將計(jì)算出誤差值，該誤差值經(jīng)精度數(shù)據(jù)反饋單元處理并送到跟蹤系統(tǒng)核心處理模塊7，該模塊將此數(shù)據(jù)分析后發(fā)出相應(yīng)的方位調(diào)整指令，使跟蹤系統(tǒng)的跟蹤精度得到及時(shí)校正。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種聚光太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)GPS授時(shí)地球軌道跟蹤系統(tǒng)裝置，其特征在于:是由發(fā)電單元透鏡表面(I)、發(fā)電單元(2)、發(fā)電單元支架(3)、水平機(jī)械驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(4)、垂直機(jī)械驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(5)、通訊線纜(6)、GPS授時(shí)地球軌道跟蹤系統(tǒng)主機(jī)(7)和GPS天線(8)構(gòu)成，在發(fā)電單元支架(3)上設(shè)置水平機(jī)械驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(4)，垂直機(jī)械驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(5)和發(fā)電單元(2)，在發(fā)電單元(2)設(shè)有發(fā)電單元透鏡表面(I)，在發(fā)電單元(2)內(nèi)設(shè)有誤差偵測(cè)傳感器，發(fā)電單元支架(3)通過(guò)通訊線纜(6)與GPS授時(shí)地球軌道跟蹤系統(tǒng)主機(jī)(7)及GPS天線(8)連接，跟蹤系統(tǒng)主機(jī)(7)由GPS接收模塊、跟蹤系統(tǒng)核心處理模塊、跟蹤指令執(zhí)行單元、誤差偵測(cè)單元和精度數(shù)據(jù)反饋單元組成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚光太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)GPS授時(shí)地球軌道跟蹤系統(tǒng)裝置，其特征在于:GPS授時(shí)地球軌道跟蹤系統(tǒng)主機(jī)(4)，包括:GPS接收模塊、跟蹤系統(tǒng)核心處理模塊、跟蹤指令執(zhí)行單元、水平、垂直驅(qū)動(dòng)機(jī)械機(jī)構(gòu)、誤差偵測(cè)單元、精度數(shù)據(jù)反饋單元，GPS接收模塊按順序與跟蹤系統(tǒng)核心處理模塊、跟蹤指令執(zhí)行單元、水平、垂直驅(qū)動(dòng)機(jī)械機(jī)構(gòu)、誤差偵測(cè)單元、精度數(shù)據(jù)反饋單元連接，精度數(shù)據(jù)反饋單元與跟蹤系統(tǒng)核心處理模塊連接。
【文檔編號(hào)】G05D3/12GK105955315SQ201610425532
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年6月16日
【發(fā)明人】李進(jìn)龍
【申請(qǐng)人】昆山訶德新能源科技有限公司