一种太阳能跟踪器的制作方法

本发明涉及一种太阳能太阳能集热器，特别涉及一种太阳能跟踪器。

背景技术：

目前，能源是现代社会存在和发展的基石。而太阳能作为可再生能源的重要组成部分，它的应用技术已经成为衡量一个国家整体实力的标志。我国资源储藏量大，但人均拥有量却一直低于全球人均量，外加我国是能耗大国，这些客观条件都要求我们要采用其它可利用能源来缓解我国即将面临的能源危机。正因为太阳能具有利用的普遍性、丰富性、清洁性、长久性，所以，在化石能源供应日趋紧张的背景下，太阳能的大规模开发利用是面向未来，实现可持续发展的必然选择。

现在很多地方开始利用太阳能发电或者加热，具体方式是将太阳能电池板或者太阳能太阳能集热器固定在某一开阔场地，固接受阳光，从而实现太阳能的利用。但是由于太阳的位置是随着时间而逐渐变化的，固定的太阳能电池板或者太阳能太阳能集热器只能在某一时段内就受到太阳的直射，因此没办法最大限度的利用太阳能。

技术实现要素：

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种太阳能跟踪器。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种太阳能跟踪器，包括两组太阳光入射角检测单元、控制器和跟踪执行单元；其中一组所述太阳光入射角检测单元检测太阳光在南北方向的入射角度；另一组太阳光入射角检测单元检测太阳光在东西方向的入射角度；所述控制器接收来自两组所述太阳光入射角检测单元的信号，输出信号至所述跟踪执行单元，控制所述跟踪执行单元工作；所述跟踪执行单元为两轴驱动装置，所述两轴驱动装置驱动太阳能集热器分别沿东西向轴和南北向轴转动，使太阳能集热器的聚光镜垂直于太阳光的入射方向。

进一步地，每组所述太阳光入射角检测单元包括柱状透镜、光敏传感器、角度传感器和微型电机；所述微型电机驱动所述柱状透镜转动；所述角度传感器检测所述微型电机的转动角度；所述光敏传感器位于所述柱状透镜的焦点处并接收所述柱状透镜折射的太阳光，所述光敏传感器输出信号至所述控制器，所述控制器输出信号控制所述微型电机工作。

进一步地，所述光敏传感器包括光敏电阻A、光敏电阻B和比较器，所述光敏电阻A接收所述柱状透镜折射的太阳光，所述光敏电阻B避光，对所述光敏电阻A和所述光敏电阻B输入相同电流，所述比较器的两个比较输入端分别接收来自所述光敏电阻A和所述光敏电阻B的电压信号，比较后输出信号至所述控制器。

进一步地，所述光敏传感器包括桥式检测电路，所述桥式检测电路包括光敏电阻A、光敏电阻B、定值电阻和可调变阻器，其中所述光敏电阻A接收所述柱状透镜折射的太阳光，所述光敏电阻B避光；从所述光敏电阻A和所述光敏电阻B的连接点，与所述定值电阻和所述可调变阻器的连接点之间输入电压信号；从所述光敏电阻A和所述定值电阻的连接点，与所述光敏电阻B和所述可调变阻器的连接点之间输出电压信号至所述控制器。

进一步地，所述微型电机为伺服电机或步进电机。

进一步地，所述柱状透镜为抛物面柱状透镜。

本发明具有的优点和积极效果是：本发明为两轴跟踪，对太阳光线位于南北向的入射角和位于东西向的入射角分别进行跟踪，全方位跟踪太阳的入射角，并将检测的入射角作为反馈输入信号，基于该反馈输入信号，通过控制器的伺服控制，控制两轴驱动装置，两轴驱动装置驱动太阳能集热器分别沿东西向轴和南北向轴转动，使太阳能集热器的聚光镜垂直于太阳光的入射方向。能够使太阳能集热器在一年中的任何日照时间内，聚光镜对准太阳的入射光线，使太阳能集热器获得的能量最大，最有效地利用太阳能。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是所述太阳光入射角检测单元的工作原理示意图；

图3是桥式检测电路的工作原理示意图。

图3中：RP1、光敏电阻A；RP2、光敏电阻B；R3、定值电阻；RV4、可调变阻器。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参见图1，一种太阳能跟踪器，包括两组太阳光入射角检测单元、控制器和跟踪执行单元；其中一组所述太阳光入射角检测单元检测太阳光在南北方向的入射角度,即检测太阳光入射光线方向与南北向轴线所形成的夹角；另一组太阳光入射角检测单元检测太阳光在东西方向的入射角度；即检测太阳光入射光线方向与东西向轴线所形成的夹角；所述控制器接收来自两组所述太阳光入射角检测单元的信号，输出信号至所述跟踪执行单元，控制所述跟踪执行单元工作；所述跟踪执行单元为两轴驱动装置，所述两轴驱动装置驱动太阳能集热器分别沿东西向轴和南北向轴转动，使太阳能集热器的聚光镜垂直于太阳光的入射方向。所述两轴驱动装置可设置两个跟踪角度传感器，两个所述跟踪角度传感器可分别检测太阳能集热器沿东西向轴和南北向轴转动时的转动角度，并将转动角度信号作为反馈型号发送给所述控制器。所述控制器可输出信号控制两组所述太阳光入射角检测单元工作，包括所述太阳光入射角检测单元检测启动、运行及检测间隔时间等。

请参见图2，柱状透镜接收太阳光并聚焦，其上的箭头方向表示太阳光的入射方向，其余箭头方向表示信号的传递方向。进一步地，每组所述太阳光入射角检测单元可包括柱状透镜、光敏传感器、角度传感器和微型电机；所述微型电机可驱动所述柱状透镜转动，所述角度传感器可检测所述微型电机的转动角度，所述光敏传感器可位于所述柱状透镜的焦点处并接收所述柱状透镜折射的太阳光，输出信号至所述控制器，所述控制器可输出信号控制所述微型电机工作。使所述柱状透镜和所述光敏传感器的相对位置固定，微型电机的转动角度可根据太阳能集热器的转动角度来设定一定的范围，比如0-180°，转动方向既可正转右可反转。为捕捉入射角，可通过程序设置转动速度及停顿，以及反转重复检测等。初始调试时，可将柱状透镜相对水平面的角度，调节为与太阳能集热器相对水平面的角度相一致。检测太阳光在南北方向的入射角度的柱状透镜，绕东西向轴转动，检测太阳光在东西方向的入射角度的柱状透镜绕南北向轴转动。

进一步地，所述光敏传感器可包括光敏电阻A、光敏电阻B和比较器，所述光敏电阻A接收所述柱状透镜折射的太阳光，所述光敏电阻B避光，所述光敏电阻B作为环境温度补偿元件；可对所述光敏电阻A和所述光敏电阻B输入相同电流，在输入电流的作用下，所述光敏电阻A的两端和所述光敏电阻B的两端分别产生电压信号，并分别作为输入信号输入至所述比较器的两个比较输入端，所述比较器的两个比较输入端分别接收来自所述光敏电阻A和所述光敏电阻B的电压信号，比较后输出信号至所述控制器。

请参见图3，进一步地，所述光敏传感器可包括桥式检测电路，所述桥式检测电路可包括光敏电阻ARP1、光敏电阻BRP2、定值电阻R3和可调变阻器RV4，所述光敏电阻ARP1接收所述柱状透镜折射的太阳光，所述光敏电阻BRP2避光；所述光敏电阻BRP2作为环境温度补偿元件；可从所述光敏电阻ARP1和所述光敏电阻BRP2的连接点，与所述定值电阻R3和所述可调变阻器的连接点之间输入电压信号；从所述光敏电阻ARP1和所述定值电阻R3的连接点，与所述光敏电阻BRP2和所述可调变阻器RV4的连接点之间输出电压信号至所述控制器。

进一步地，所述微型电机可为伺服电机或步进电机。所述控制器可输出脉冲信号控制所述伺服电机或步进电机，提高跟踪的精度。

进一步地，所述柱状透镜可为抛物面柱状透镜。

本发明的工作原理：通过柱状透镜聚焦太阳光，由光敏传感器检测太阳光的强度；由控制器驱动微型电机转动透镜，使透镜对准太阳，从而在焦点处产生最强的太阳辐射；同时，微型电机转动时，由角度传感器检测其转动角度，并将检测的角度信号发给控制器；光敏传感器位于所述柱状透镜的焦点处并接收所述柱状透镜折射的太阳光，由光敏传感器感知太阳光的辐射强度，并将检测到的信号输出至控制器，当透镜正对太阳的南北向或东西向入射角时，光敏传感器反馈的检测值最大；控制器通过比较计算光敏传感器的检测数据，筛选出最大值，同时控制器同步捕捉角度传感器的转动角度，来得到太阳光在东西或南北向的入射角。

控制器根据计算得出的太阳光在东西或南北向的入射角，输出控制指令，来驱动作为跟踪执行单元的两轴驱动装置，控制两轴驱动装置工作，两轴驱动装置驱动太阳能集热器分别沿东西向轴和南北向轴转动，使太阳能集热器的聚光镜垂直于太阳光的入射方向，从而始终跟随太阳位置运动。

本发明既可以连续跟踪太阳光的入射角，也可以间歇跟踪，可通过控制器控制太阳光入射角检测单元的检测间隔，以及控制跟踪执行单元的工作，来实现间隔或连续检测太阳光入射角，以及实现太阳能集热器间隔或连续跟随太阳光入射角。间歇工作时，可通过估算，确定太阳偏转1°所需时间，从而按时间控制跟踪节拍，比如某地，当太阳偏转一定1°需要10分钟，则可按10分钟左右间歇工作的节拍，每10分钟，启动太阳光入射角检测单元检测入射角，控制器经过计算得到入射角，然后发出指令，启动两轴驱动装置，两轴驱动装置旋转几秒钟，到达正对太阳位置时时停止，等待下一个太阳偏转角度，一直这样间歇性运动。还可以通过太阳光入射角检测单元及控制器检测是否阴天或夜晚，通过设定阈值，当太阳光入射角检测单元检测值一直低于设定阈值，则判定为阴天或夜晚，两轴驱动装置停止工作；当太阳光入射角检测单元检测值高于设定阈值，控制器开始驱动两轴驱动装置，这样也能够减少两轴驱动装置的工作时间，延长其使用寿命。

以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够理解本发明的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本发明的专利范围，即凡本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本发明的专利范围内。