太阳能热发电之镜场跟踪传动

一、跟踪传动的定义

跟踪传动系统在太阳能发电领域最先被应用于部分光伏电站，在光热发电领域，为了获得温度足够高的热源，跟踪传动系统成为不可或缺的关键组件之一。

二、跟踪系统的分类

1. 单轴跟踪 

（1）水平单轴跟踪系统：方阵可以绕一根水平轴东西方向跟踪太阳。这种跟踪装置结构特点是结构简单、成本较低、更适合于纬度较低的地区。

（2）极轴式单轴跟踪系统：具有一根固定纬角的转轴，方阵可以绕该转轴东西向旋转跟踪太阳。 比较适合纬度较高的地区使用。

2.双轴跟踪 

（1）阵列式双轴跟踪系统：具有一根南北方向的纵向转轴和固定在纵向轴上的多根横向转轴组成，每块太阳能组件小方阵既可绕纵向轴东西向转动又可绕横向转轴上下旋转。发电效率更高，比固定纬角的固定结构高45%以上，与立柱式跟踪相比，系统的高度更低，抗风性能更好。

（2）立柱式双轴跟踪系统：既可绕立轴跟踪太阳的方位角，同时绕水平轴跟踪太阳的高度角，它完全无限制地跟踪太阳方位，最大限度地发挥跟踪系统的效能。具有跟踪范围最大、跟踪效率最高的特点。

3.开环控制与闭环控制

（1）开环控制：由总控制室计算机计算出太阳能的位置，控制电机带动聚光器绕轴转动，跟踪太阳。优点是控制结构简单，缺点是易产生累积误差。

（2）闭环控制：每组聚光集热器均配有一个伺服电机，由传感器测定太阳位置，通过总控制室计算机控制伺服电机，带动聚光器绕轴转动，跟踪太阳。

三、跟踪传动系统组成部分

（1）电机/液压驱动

（2）回转式减速器

（3）涡轮蜗杆

（4）光感应器

（5） 风速感应器

四、跟踪传动运行模式

（1）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。

（2）传感器跟踪是利用光电传感器检测太阳光是否偏离电池板法线，当太阳光偏离电池板法线时，传感器发出偏差信号，经放大、运算后控制执行机构，使跟踪装置重新对准太阳光。

（3）为了保护跟踪装置组件不被大风吹坏，设计了大风响应中断子程序。风速达到13m／s时，风速传感器输出脉冲信号，程序进入高速脉冲中断响应子程序，太阳电池板自动放平，停止跟踪，大风过后5分钟快速恢复自动跟踪。

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