专利名称：太阳能光电板自动跟踪系统的制作方法
技术领域：
本发明属于太阳能应用技术领域，涉及一种用于自动跟踪太阳直射光线运行自动 调整太阳能光电板旋转角度的自动跟踪系统，可广泛用于利用太阳能的各个领域。
背景技术：
随着世界日益增加的能源消耗需求，石油、天然气、煤碳等当代世界主要能源资源 的储存量正在逐步减少，按照现在的开采速度，石油和天然气分别只有40多年和60多年的 可采储量，寻求新能源和再生能源和节能高效的技术，受到了全球范围的普遍重视。太阳能 作为一种清洁无污染可再生能源，发展前景非常广阔，太阳能发电已成为全球发展速度最 快的技术。但是由于太阳能密度低，具有间歇性和空间分布不断变化的特点，固定式太阳能 光电板无法跟随太阳位置的变化，无法保证太阳光始终垂直太阳能光电板，光电转换效率 低，因此太阳能跟踪系统显得极其重要。常用的太阳能跟踪控制方法主要有按时间控制、多 个光电管检测控制等，但是这类跟踪系统成本高，能耗较大，控制复杂，因而具有一定的局 限性，例如用时间控制的方式，由于世界各地的时间是有差别的，每个季节的日照时间也有 所不同；用光电管检测光强的控制方式，由于光电管的不一致性会导致捕捉太阳光强产生 误差，带来控制上的误差，再之光电管易损坏，产生的累计误差会更大。其次太阳能板在不 转动的情况下，为了维持保持力矩，消耗的功率较大，本技术就是克服了这些弊端。国家知识产权局网上在2010年8月25日公告了一种太阳能实时跟踪装置专利， 专利号CN200910096613. 9，其结构是包括底座支架和太阳能接收装置，底座支架的两端设 置有连接杆，连接杆上设置有轴承，太阳能接收装置包括太阳能发电板和安装支架，安装支 架上连接有转轴，转轴的两端通过轴承连接在连接杆上，连接杆上连接有动力箱，动力箱内 设置有轴齿轮、往复行程开关、驱动电机、减速箱和蜗杆，通过设置在轴齿轮上的第一拨片 和第二拨片与往复行程开关的配合，使驱动电机顺或逆时针旋转，并通过减速箱减速调整， 然后将减速后的转速通过蜗杆传给轴齿轮，由轴齿轮带动太阳能发电板绕转轴顺或逆时针 旋转180度。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种太阳能光电板自动跟踪系统，实现该系统能耗 低，在恶劣天气条件下进行高精度的自动跟踪，且有自动识别遮挡物的功能。并设有省电模 式，在太阳能光电板不转动的情况下消耗很少部分电能；达到提高太阳能光电板工作效率 的目的。本发明的技术解决方案太阳能光电板自动跟踪系统，由随着太阳光自动转动的 太阳能光电板(7)经传动机构(6)、电机及其制动器(5)、电机驱动电路(4)连接判断控制 电路(3)，左、右光敏器件(1)、⑵及对其作出光线强弱判断的控制电路(3)组成，其特征 是左、右光敏器件(1)、(2)之间以夹角α形式出现，左、右光敏器件(1)、(2)受光最强面 之间夹角α控制在135度 178度的调整范围内任意一个角度，其中左光敏器件(1)所在
3受光最强面与太阳能光电板⑵面平行且同步运行；可进行比较和作出判断指令的控制电 路⑶中比较器(9)输入端与左、右光敏器件(1)、(2)输出端相连结。本发明的技术解决方案还包括所述太阳能光电板自动跟踪系统，其特征是左、右光敏器件(1)、(2)是指上述夹 角α安装的小块太阳能光电板。所述太阳能光电板自动跟踪系统，其特征是左、右光敏器件(1)、(2)是指上述夹 角α安装的固定在或者附着在小块板上或支架上的光敏管。所述太阳能光电板自动跟踪系统，其特征是在左光敏器件(1)所在受光最强面 与太阳能光电板(7)面平行且同步运行中，左光敏器件(1)所在受光最强面和太阳能光电 板(7)面都是常向阳光面。本发明的优点和效果由于本发明采用两块排列不同角度的光敏器件，取得信号 后用电路进行判断，从而控制电机带动传动装置，使太阳能光电板能够跟随太阳的方位自 动旋转，故产生如下优点和效果1、通过本系统使太阳能光电板跟随太阳光照自动调整，提高太阳能利用效率。2、本系统光照采集部分设计新颖，结构紧凑，易于实现。3、本系统能在恶劣天气条件下进行高精度的自动跟踪，且有自动识别遮挡物的功 能。4、设有省电模式，将电机驱动与判断控制电路集成于一起可减少体积和成本，在 太阳能光电板不转动的情况下，采用失电制动方式，只消耗很少部分电能。
四
图1为本发明系统工作原理示意图，图中表号1、左光敏器件，2、右光敏器件，3、 控制电路，4、电机驱动电路，5、电机及制动器，6、传动机构，7、太阳能光电板，8、太阳光线， 9、比较器。
五具体实施例方式参看图1，太阳能光电板自动跟踪系统，由随着太阳自动转动的太阳能光电板7经 传动机构6、电机及其制动器5、电机驱动电路4连接判断控制电路3，左、右光敏器件1、2及 对其作出光线强弱判断的控制电路3组成，其左、右光敏器件1、2之间以夹角α形式出现， 其受光最强面之间夹角α控制在135度 178度的调整范围内任意一个角度，其中左光敏 器件1所在面与太阳能光电板7面平行且同步运行；可进行比较和作出判断指令的判断控 制电路(3)中比较器(9)输入端与左、右光敏器件(1)、(2)输出端相连结。左、右光敏器件 1、2是指小块太阳能光电板，也是指固定在或者附着在小块板上的光敏管。如果左光敏器件 1和右光敏器件2以板状结构相连，其折板夹角α控制在135度 178度的调整范围内任 意一个角度，如135、140、145、150、155、160、165、170、175、178度，除此外的其他角度也一 样。这里的光敏器件包括小块太阳能光电板(此感应用太阳能光电板可以制作成不同形 状及尺寸)，以及光敏管(小功率、大功率)。左光敏器件1和右光敏器件2取得太阳光线 8信号后用判断控制电路3中比较器9 (型号为LM358、LM339、LM324等)进行光线强弱的 判断，若右光敏器件2的信号强于左光敏器件1的信号，控制电机及制动器5工作，电机旋转，驱动传动机构6工作带动太阳能光电板7以一个β角度转动，太阳能光电板7与太阳 光线8获得最佳照射角度，此β角度根据地区太阳光线照射角度和具体情况来决定，β角 度可在0. 5度 45度的范围调控。电机及制动器5中的电机采用57BYG系列、110BYG系列 等型号；其中失电制动器采用DHD系列、WSDZl系列等型号。 也可以这样说左光敏器件1和右光敏器件2用来采集取得太阳照射光线8的强 弱信号，转换成电压信号进行比较，得到开关信号送给单片机来判断太阳光线8照射的角 度，通过程序处理是否处于遮挡状态及电机及制动器5是否要旋转跟踪。如果要旋转跟踪， 电机及制动器5则带动传动机构6将太阳能光电板7转动相应的角度。传动机构6可以是 由普通的连杆结构、齿轮机构、皮带机构等传动机构组成，从而使太阳能光电板7跟随太阳 自动旋转。左光敏器件1和太阳能光电板7面是长向阳光面，也是阳光强度最大面。电路 和电路元器件均采用现有技术来完成的。
权利要求
太阳能光电板自动跟踪系统，由随着太阳光自动转动的太阳能光电板(7)经传动机构(6)、电机及其制动器(5)、电机驱动电路(4)连接判断控制电路(3)，左、右光敏器件(1)、(2)及对其作出光线强弱判断的控制电路(3)组成，其特征是左、右光敏器件(1)、(2)之间以夹角α形式出现，左、右光敏器件(1)、(2)受光最强面之间夹角α控制在135度～178度的调整范围内任意一个角度，其中左光敏器件(1)所在受光最强面与太阳能光电板(7)面平行且同步运行；可进行比较和作出判断指令的控制电路(3)中比较器(9)输入端与左、右光敏器件(1)、(2)输出端相连结。
2.根据权利要求1所述太阳能光电板自动跟踪系统，其特征是左、右光敏器件(1)、(2)是指上述夹角α安装的小块太阳能光电板。
3.根据权利要求1所述太阳能光电板自动跟踪系统，其特征是左、右光敏器件(1)、 (2)是指上述夹角α安装的固定在或者附着在小块板上或支架上的光敏管。
4.根据权利要求1所述太阳能光电板自动跟踪系统，其特征是在左光敏器件(1)所 在受光最强面与太阳能光电板(7)面平行且同步运行中，左光敏器件(1)所在受光最强面 和太阳能光电板(7)面都是常向阳光面。
全文摘要
本发明涉及一种太阳能光电板自动跟踪系统。目前太阳能跟踪控制方法主要有按时间控制、多个光电管检测控制等，但是这类跟踪系统成本高，能耗较大，控制复杂，因而具有一定的局限性。本发明目的是研制一种太阳能光电板自动跟踪系统。结构是左右光敏器件(1)、(2)之间以夹角α形式出现，其受光最强面之间夹角α在135度～178度的调整范围内，其中左光敏器件(1)所在面与太阳能光电板(7)面平行且同步运行；可进行比较和作出判断指令的控制电路(3)中比较器(9)输入端与左、右光敏器件(1)、(2)输出端相连结。优点是使太阳能光电板根据太阳的相对转动使其光电板自动跟踪转动，达到提高太阳能光电板工作效率的目的。
文档编号G05D3/00GK101964613SQ20101051880
公开日2011年2月2日 申请日期2010年10月22日 优先权日2010年10月22日
发明者穆一经 申请人:西安立明电子科技有限责任公司