太阳能追光装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及太阳能光伏发电辅助装备，尤其涉及一种太阳能追光装置
【背景技术】
[0002]随着经济的发展和人口数量的增加，全球对能源的需求越来越大，然而目前的主要能源仍然来自化石燃料，由于化石燃料的储量是有限的，能源紧缺成为一个严重的问题，同时化石燃料燃烧时排放的废气造成了环境污染，我国多地出现了大范围的雾霾天气便是恶果之一，处于可持续发展的战略考虑，可再生能源的开发得到越来越多的重视，其中对太阳能的利用发展最快，技术最为成熟，但是由于太阳能的能量密度较低，怎样提高太阳能的利用率非常重要，其中对太阳位置进行自动追踪是有效途径之一，也是目前本领域在重点进行研宄的问题，但是目前的追踪装置基本上是用的是开环控制，均通过计算机计算得到某一天的太阳位置，然后由驱动装置驱动光伏电池向预定位置偏转，但是，由于计算误差的问题，光伏电池的位置会存在偏差，而且长期使用后存在累积误差，影响使用效果。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种太阳能追光装置，单片机通过步进电机驱动器来驱动水平步进电机和俯仰步进电机改变所安装的光伏电池的水平位置和俯仰角度，同时，通过使用四象限探测器作为太阳实际位置探测装置，探测装置将位置信号传递给单片机，由单片机计算出光伏电池的偏差值，并进一步传递信号给步进电机驱动器来驱动水平步进电机和俯仰步进电机对光伏电池的方向进行调整，提高追踪精度。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是:一种太阳能追光装置，包括支架、水平步进电机、俯仰步进电机、固定架、光伏电池安装板、控制系统、步进电机驱动器和显示模块，所述水平步进电机竖向安装在支架中部，所述固定架竖向安装于水平步进电机输出端，所述俯仰步进电机水平安装在固定架顶端，所述俯仰步进电机的主轴末端固定设置光伏电池安装板，所述控制系统信号输出端连接步进电机驱动器信号输入端，所述步进电机驱动器信号输出端连接水平步进电机和俯仰步进电机的控制端，所述显示模块信号端与控制系统信号输出端连接。
[0005]还包括光电二极管和四象限探测器，所述光电二极管和四象限探测器均通过运算放大电路与控制系统连接。
[0006]所述控制系统包括单片机、光电二极管信号采集电路、四象限探测器信号采集电路、串口通信电路和电源电路，所述光电二极管信号采集电路和四象限探测器信号采集电路与单片机信号输入端连接，所述电源电路与单片机电源端连接。
[0007]采用上述技术方案所产生的有益效果在于:单片机通过步进电机驱动器来驱动水平步进电机和俯仰步进电机改变所安装的光伏电池的水平位置和俯仰角度，同时，通过使用四象限探测器作为太阳实际位置探测装置，探测装置将位置信号传递给单片机，由单片机计算出光伏电池的偏差值，并进一步传递信号给步进电机驱动器来驱动水平步进电机和俯仰步进电机对光伏电池的方向进彳丁调整，提尚追踪精度。
【附图说明】
[0008]图1是本实用新型结构示意图；
[0009]图2是本实用新型系统原理图；
[0010]图3是本实用新型系统流程图；
[0011]图4是控制系统电路原理图；
[0012]图5是光电二极管信号采集电路图；
[0013]图6是四象限探测器信号采集电路图；
[0014]图7是电源电路图；
[0015]在附图中:1、光伏电池安装板；2、支架；3、俯仰步进电机；4、固定架；5、水平步进电机。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的说明。
[0017]为了解决现有太阳追踪装置在开环控制状态下不能及时纠正偏差，控制度低的问题，本实用新型提供了一种如图1-2所示的太阳能追光装置，包括支架2、水平步进电机5、俯仰步进电机3、固定架4、光伏电池安装板1、控制系统、步进电机驱动器和显示模块，所述水平步进电机5竖向安装在支架2中部，所述固定架4竖向安装于水平步进电机5输出端，所述俯仰步进电机3水平安装在固定架4顶端，所述俯仰步进电机3的主轴末端固定设置光伏电池安装板1，所述控制系统信号输出端连接步进电机驱动器信号输入端，所述步进电机驱动器信号输出端连接水平步进电机和俯仰步进电机的控制端，所述显示模块信号端与控制系统信号输出端连接；还包括光电二极管和四象限探测器，所述光电二极管和四象限探测器均通过运算放大电路与控制系统连接；所述控制系统包括单片机(参见附图4)、光电二极管信号采集电路(参见附图5)、四象限探测器信号采集电路(参见附图6)、串口通信电路和电源电路(参见附图7)，所述光电二极管信号采集电路和四象限探测器信号采集电路与单片机信号输入端连接，所述电源电路与单片机电源端连接.
[0018]在具体应用过程中，本实用新型控制电路中的单片机选用ATmega8，由接口 JB接入±5V和GND,由PCO、PCl、PC2、PC3引脚采样四象限探测器的输出电压值，由PC4、PC5、ADC6、ADC7引脚采集四个光电二极管的输出电压值。由TOO (RXD)、PD I (TXD)作为串行接口的接收端和发送端。引脚PB3、PB4、PB5、PC6构成ISP编程接口，用来给ATmega8下载程序，配置熔丝用。引脚PB0、PB1、PB2、PB6用于控制步进电机的转动步数和转动方向；信号采集电路主要用来检测太阳的实时位置以及光照强度的大小；本实用新型的信号采集电路包括两部分，一个是四个光电二极管的信号采集部分，一个是四象限探测器的信号采集部分，光电二极管采集的信号用于检测太阳光照的强度是否大于发电阀值，同时也用于单片机控制旋转平台初步追踪太阳位置；四象限探测器采集的信号决定太阳位置追踪的最终精度。信号采集电路将采集到的8路电压信号传给单片机后，单片机用来判断是否进入追踪模式以及应该采取哪种追踪模式。由于四象限探测器和光电二极管受到光照后产生的电信号非常弱，都需要经过运算放大器电路将电压信号放大、滤波。
[0019]总之，本实用新型使用单片机通过步进电机驱动器来驱动水平步进电机和俯仰步进电机改变所安装的光伏电池的水平位置和俯仰角度，同时，通过使用四象限探测器作为太阳实际位置探测装置，探测装置将位置信号传递给单片机，由单片机计算出光伏电池的偏差值，并进一步传递信号给步进电机驱动器来驱动水平步进电机和俯仰步进电机对光伏电池的方向进彳丁调整，提1?追踪精度。
【主权项】
1.一种太阳能追光装置，其特征在于:包括支架、水平步进电机、俯仰步进电机、固定架、光伏电池安装板、控制系统、步进电机驱动器和显示模块，所述水平步进电机竖向安装在支架中部，所述固定架竖向安装于水平步进电机输出端，所述俯仰步进电机水平安装在固定架顶端，所述俯仰步进电机的主轴末端固定设置光伏电池安装板，所述控制系统信号输出端连接步进电机驱动器信号输入端，所述步进电机驱动器信号输出端连接水平步进电机和俯仰步进电机的控制端，所述显示模块信号端与控制系统信号输出端连接。
2.根据权利要求1所述的太阳能追光装置，其特征在于:还包括光电二极管和四象限探测器，所述光电二极管和四象限探测器均通过运算放大电路与控制系统连接。
3.根据权利要求2所述的太阳能追光装置，其特征在于:所述控制系统包括单片机、光电二极管信号采集电路、四象限探测器信号采集电路、串口通信电路和电源电路，所述光电二极管信号采集电路和四象限探测器信号采集电路与单片机信号输入端连接，所述电源电路与单片机电源端连接。
【专利摘要】本实用新型公开了一种太阳能追光装置，包括支架、水平步进电机、俯仰步进电机、固定架、光伏电池安装板、控制系统、步进电机驱动器和显示模块；使用单片机通过步进电机驱动器来驱动水平步进电机和俯仰步进电机改变所安装的光伏电池的水平位置和俯仰角度，同时，通过使用四象限探测器作为太阳实际位置探测装置，探测装置将位置信号传递给单片机，由单片机计算出光伏电池的偏差值，并进一步传递信号给步进电机驱动器来驱动水平步进电机和俯仰步进电机对光伏电池的方向进行调整，提高追踪精度。
【IPC分类】G05D3-12
【公开号】CN204360222
【申请号】CN201420869665
【发明人】解恭谦, 王中秋
【申请人】河北佐佑众工合成材料制品有限公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2014年12月31日