Устройство для управления солнечнойТЕплОВОй уСТАНОВКОй Советский патент 1981 года по МПК G05B11/32 

Изобретение отиосится к области устройств регулирования и может быть использовано в системах управления солнечными тепловыми установками, в частности для термической обработки материалов в солнечных печах, в солнечйых электростанциях и т.д. Известно устройство для управлени солнечной печью, предназначенное для использования солнечной энергии в технологических процессах термической обработки материалов, содержащее вычислительный блок, приемник солнеч гой энергии, .гелиостат (систему гели остатов) , двухкоординатный солнечный датчик, приводы гелиостата по углу Места и азимуту, входы которых соеди нены соответственно с первым и вторы выходами двухкоординатного солнечног датчика, оптически связанного через гелиостат с солнцем, а гелиостат оптически связан с приемником солнечной энергии 1. Известно также устройство для управления солнечной печью, содержащее двухкоординатный солнечный датчик, выходы которого электрически связаны с приводами гелиостата, выходы которых соединены со входами гелиостата, выход которого через биртему оптических клиньев, двухкоординатный солнечный датчик и концентратор оптически соединен с солнечной печью, на которой установлен дат-, чик лучистой энергии выход которого соединен со входами вычислительного устройства, выходы которого через соответствующие исполнительные механизмы соединены с оптическими клиньями 2 . Из извест«ых устройств наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для управления солнечной печью, содержащее двухкоординатный солнечный датчик, выходы которого через первый и второй приводы гелиостата соединены со входами гелиостата, выход которого оптически связан с концентратором солнечной энергии и первым входом двухкоординатного солнечного датчика, блок индикаторов и блок управляющих органов, первый выход которого через вычислительный блок соединен со вторым входом первого привода гелиостата 3. Недостатком этого устройства является трудоемкость юстировки системы управления солнечной тепловой уста новкой, так как требуется юстировать

большое количество элементов систем при вводе ее в эксплуатацию и при повторных юстировках, вызванных рассогласованием между осью отраженного от гелиостата потока солнечной энергии и оптической осью концентратора из-за старения с течением времени элементов конструкции, их температурных деформаций , также вызываемых усадкой грунта и возможными колебаниями почвы в месте расположения тепловой установки.

Кроме того, это устройство обладает невысокой точностью, поскольку н юстировку влияют погрешности про|х6ждения отраженного потока лучистой ; энергииот гелиостата к концентратору, и от него к приемной площадке солнечной тепловой установки.

Целью изобретения является повышение точности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем что в предложенном устройстве установлены первый и второй исполнительные механизмы юстировки двухкоординатного солнечного датчика, преобразователь сигналов и датчики энергии, входы которых связаны с концентратом и солнечной тепловой установкой, а выходы через преобразователь сигналов соединены со входами блока индикаторов . Второй и третий выходы блока управляющих органов через- соответствующие исполнительные механизмы юстировки двухкоординатного солнечного датчика соединены со вторым и третьим .входами двухкоординатного солнечного датчика.

Структурная схема предлагаемого устройства представлена на чертеже, где. обозначены гелиостат 1, первый привод 2 гелиостата (по углу места), второй привод 3 гелиостата (по азимуту) , солнечная тепловая установка 4, концентратор солнечной энергии 5, двухкоординатный солнечный датчик 6, первый и второй исполнительные механизмы 7,8 юстировки датчика 6, блок управляющих органов 9, блок индикаторов 10, преобразователь сигналов 11, датчики солнечной энергии 12, вычислительный блок 13, оператор 14 и пульт управления 15.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом юстировки система управления сч олнечной тепловой установкой включается, и гелиостат (гелиостаты) 1 осуществляют слежение за Солнцем по сигналам от датчика 6,поступающим на приводы гелиостата 2 и механически связанные с гелиостатом Юстировка системы управления солнечной тепловой установкой производится последовательно для каждого гелиостата 1, входящего в состав системы. Вначале устанавливают п датчиков солнечной энергии 12, на соответствущем участке концентратора солнечной

энергии 5, в зависимости от юстируемого гелиостата 1, и на приемной площадке солнечной тепловой установки 4, Затем оператор 14, функцию которого выполняет человек , настраивающий

систему управления солнечной тепловой установкой, с помощью исполнительных механизмов 7 и 8 осуществляет движение .датчика 6 в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. При это вводятся рассогласования между осью отраженного от гелиостата 1 потока солне.чнрй Энергии и оптической осью юстируемого датчика 6. По этому рас.согласованию датчик 6 вырабатывает сигналы, поступающие на входы приводов гелиостата 2 и 3, которые изменяют положение юстируемого гелиостата. Тем самым изменяется пространственное положение отраженного от него солнечного потока, т.е. изменяется место попадания отраженного от гелиостата 1 солнечного потока на концентраторе 5 и в его фокальной плоскости, где расположена приемная площадка солнечной тепловой установки 4 .

Преобразователь сигналов 1-1 анализирует информацию о величине солнечной энергии на участке концентратора 5 и на приемной площадке солнечной тепловой установки 4 и выдает ее на блок индикации 10, в момент, когда она достигает максимума (что соответствует максимуму солнечной эрергии на приемной площадке солнечной тепловой установки 4) с помощью блока управляющих органов 9 фиксирует положение юстируемого датчика 6, одновременно с помощью вычислительного блока 13 и привода 3 отводя гелиостат 1, оптически связанный с юстируемым датчиком 6, на угол До по азимуту, при котором слежение этим гелиостатом 1 за Солнцем осуществляется,, а отраженный поток солнечной энергии, создаваемый им, на концентратор не попадает. Затем датчики солнечной энергии 12 переносятся на другой участок концентратора 5, соответствующий следующему гелиостату 1 и осуществляется последовательност операций юстировки аналогично приведенной выше. По окончании юстировки всех гелиостатов п датчиков солнечно энергии 12 убираются и снимаются сигналы отворота гелиостатов 1 на угол До, после чего потоки солнечной энергии от каждого гелиостата начинают попадать на приемную площадку солнечной тепловой установки 4.

Предлагаемое устройство для управления солнечной тепловой установкой позволяет осуществить юстировку системы по реальному источнику лучистой энергии, с которым осуществляется дальнейшая работа системы, а именно по Солнцу, компенсировать погрешности прохождения отраженных от гелиостатов потоков солнечной энергии внутри системы путем осуществления контроля процесса юсаировки и по ве личине энергии солнечного потока от каждого гелиостата на приемной пло-щадке солнечной тепловой установки, что повышает точность юстировки системы на 50% и уменьшает трудоемкос ее проведения. Кроме того, предлагаемое устройство для управления солнечной тепловой установкой позволяет уменьшить время подготовки системы к работе и обеспечивает более полное использование мощности солнечной энергии. Формула изобретения Устройство для управления солнечной тепловой установкой , содерхшщее двухкоординатный солнечный датчик, выходы которого через первый и второ приводы гелиостата соединены со вход ми гелиостата,выход которого оптически связан с концентратором солнеч ной энергии и nepBEjM входом двухкоординатного солнечного датчика, блок индикаторов и блок управляющих органов, первыЯ выход которого через вычислительный блок соединен со вторым входом первого привода гелиостата, отличающееся тем, что, с целью.повышения точности работы устройства, в нем установлены первый и, второй исполнительные механизмы юстировки двухкоординатного солнечного датчика, преобразователь сигналов и датчики солнечной энергии, входы которых связаны с концентратором и солнечной тепловой установкой/а выходы через преобразователь сигналов соединены со входом блока индикаторов, второй и третий выходы блока управляющих органов через соответствующие исполнительные -механизмы юстировки двухкоординатного солнечного датчика соединены со вторым и третьим входами двухкоординатного солнечного датчика. Источники информации, принятые во Внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2650824/18-24, кл. G 05 В 15/02, 12.07.78. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2715465/18-24, кл. G 05 В 15/02, 22.01.79. 3.Авторское свидетельство СССР по заявке №2702627/18-24, кл. G 05 В 15/02, 10.12.78 (прототип).