CN101339436A

CN101339436A - 太阳能板定位系统及其测控方法

Info

Publication number: CN101339436A
Application number: CNA2008101465405A
Authority: CN
Inventors: 叶尔肯·拜山
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-09-02
Filing date: 2008-09-02
Publication date: 2009-01-07

Abstract

本发明公开了一种太阳能板定位系统及其测控方法，为解决现有技术中可移植性差、精确度不高等问题而发明。定位系统由多个相互独立的感光元件、控制装置、转动装置、传感器和太阳能板构成，感光元件位置呈几何关系设置，表面围成纵截面呈倒U型曲线的曲面体，使太阳能板转动至与接收太阳光照射最强的感光元件所在平面一致。测控方法如下：感光元件输出信号给控制装置，控制装置根据接收到的最强或最弱的信号发出指令给转动装置驱动太阳能板转动，至与所述输出最强或最弱的信号对应的感光元件所在平面一致，传感器发出信号给控制装置结束本次指令。本发明使发电率提高，减少前期投入和后期管理费用，使太阳能发电装置适合于任何地方，提高可移植性。

Description

太阳能板定位系统及其测控方法

技术领域

本发明涉及一种太阳能板定位系统及其测控方法，尤其是用于太阳能发电装置。

背景技术

太阳能发电装置利用太阳能板吸收照射在它表面的阳光进而转化为电能，太阳能板垂直阳光设置时发电效率最高，为了提高发电率，现有技术普遍采用通过输入在计算机内的太阳坐标变化程序控制太阳能板翻转的方法来实现，这种方法的缺点在于，每个区域需要设计适合于当地的太阳坐标变化数据，所以可移植性较差；并且，即便设计好的数据也是通过具体的时间点的太阳坐标变化规律模糊设定时间段的变化模式，所以精确度不够高。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明的目的在于提供一种移植性较好、精确度更高的太阳能板定位系统及其测控方法和太阳能板定位器。

为了达到上述目的，本发明的太阳能板定位系统由多个相互独立的感光元件、控制装置、转动装置、传感器和太阳能板构成，所述感光元件位置呈几何关系设置，表面围成一个纵截面呈倒U型曲线的曲面体，所述控制装置与曲面体、转动装置、传感器连接，使太阳能板转动至与所述接收太阳光照射最强的感光元件所在平面一致。

为了达到上述目的，本发明的太阳能板定位器，由多个相互独立的感光元件构成，所述感光元件位置呈几何关系设置，表面围成一个纵截面呈倒U型曲线的曲面体。特别是，所述曲面体可以设置为半球面体或半椭圆球面体。定位准确度更高，并且便于生产。

进一步地，围绕所述感光元件边缘向外设置有位置呈几何关系的桶体遮光壁。遮光壁优化有效照射光线，使太阳能板定位系统精确度更高；遮光壁越长，精确度越高。

其中，所述的遮光壁呈喇叭状。

其中，所述的遮光壁呈直桶状。

进一步地，所述感光元件形状为正多边形。形状规则，便于生产加工，制造成本低。

上述结构的太阳能板定位系统，分布在曲面体表面的多个不同角度设置的感光元件，总有一个所在的平面与太阳光线保持垂直或近似垂直，曲面体相同，感光元件的面积越小，曲面体表面越接近光滑曲面，精确度越高。

为了达到上述目的，本发明的太阳能定位测控方法，由多个相互独立的感光元件、控制装置、转动装置、传感器和太阳能板构成，所述感光元件位置呈几何关系设置，表面围成一个纵截面呈倒U型曲线的曲面体，所述控制装置与曲面体、转动装置、传感器相连，使太阳能板转动至与所述接收太阳光照射最强的感光元件所在平面一致；所述每个感光元件经光照射均输出一个信号给控制装置，控制装置根据接收到的最强或最弱的信号发出指令给转动装置，所述转动装置驱动太阳能板转动，至与所述输出最强或最弱的信号对应的感光元件所在平面一致时，传感器发出信号给控制装置，控制装置接收到信号后结束本次指令。此时，太阳能板发电效率最高。

特别是，所述的控制装置是CPU，所述每个感光元件在CPU内对应设置有一个位置坐标；感光元件经光照射均输出一个信号给CPU，CPU对所述信号进行计算比较处理；确定最大或最小值所对应的位置坐标；并指令转动转动装置调整太阳能板转动，至与所述位置坐标所在平面一致时，传感器发出信号给CPU，CPU接收到信号后结束本次指令。

进一步地，所述感光元件输出的信号经放大器放大后进入CPU。曲面体可以制作的体积更小、更精致。

所述控制装置前端设置有比较器，所述比较器对接收到的感光元件输入的信号进行比较，将最强或最弱的信号传输给控制装置中后端。

与现有技术通过事先将设计好的某一区域的太阳坐标变化程序输入计算机，通过计算机模拟太阳坐标变化来控制太阳能板转动与其垂直的方法不同；上述的太阳能板定位系统测控方法，当太阳光线照射设置在曲面体表面的感光元件时，感光元件输出不同强度的信号，当太阳光线垂直照射某一感光元件时，该感光元件输出的信号最强或最弱，控制装置根据该最强或最弱的信号发出指令给转动系统，转动系统接到指令后调整太阳能板转动，至与发出该最强或最弱的信号所对应的感光元件所在平面一致(平行或重合)时，传感器发出信号，控制装置结束本次指令，随着太阳光线照射角度改变，与其垂直的感光元件随之改变，控制装置也随之发出不同指令，从而控制转动装置调整太阳能板转动到相应的位置，发电效率始终保持最高。本发明可以有效的解决以上问题，使发电率提高，减少了繁重的前期投入和后期的管理费用，使太阳能发电装置适合于任何地方，从而提高了可移植性。

附图说明

图1为本发明的太阳能板定位器的俯视示意图。

图2为本发明的太阳能板定位器的剖视示意图。

图3为本发明的太阳能板定位器的左视示意图。

图4为本发明的太阳能板定位系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的太阳能板定位系统及其测控方法作进一步详细说明。

如图1-4所示，本发明的太阳能板定位系统由多个相互独立的感光元件1、控制装置、转动装置、传感器和太阳能板构成，所述感光元件1位置呈几何关系设置及可以通过几何方法描述，表面围成一个纵截面呈倒U型曲线的曲面体(可以是由多个感光元件1围成一个曲面体，也可是在一个曲面体表面分布设置多个感光元件1，图示为半球体，当然还可以设置为半椭圆球面体或截面为抛物线形旋转曲面体等)，所述控制装置与曲面体、转动装置、传感器连接，使太阳能板转动至与所述接收太阳光照射最强的感光元件1所在平面一致。

根据感光元件1本身感光特性，在所述所有围成半球面体的感光元件1中，查找并确定某一感光元件1所在的平面接收太阳光垂直照射。而分布在半球面体表面的多个不同角度设置的感光元件1中，总有一个所在的平面与太阳光线保持垂直或近似垂直，半球面体半径相同，感光元件1的面积越小，半球面体表面越接近理想球面，精确度越高。

特别是，围绕所述感光元件1边缘向外设置有位置呈几何关系的桶体遮光壁2。遮光壁2用于挡光，优化有效照射光线，使太阳能板定位系统精确度更高；遮光壁越长，精确度越高。其中，所述的遮光壁2呈喇叭状。图示遮光壁2形状、尺寸相同，喇叭口边缘形成包围在感光元件1表面围成的半球面体外的一个大球面体。便于测量计算。其中，所述的遮光壁2还可以呈直桶状。遮光效果更好，精确度更高。

进一步地，所述感光元件1为大小相同的正多边形，例如可以是正三角形、正方形、正六边形等。图示为正六边形，形状规则，大小相同，便于生产加工，制造成本低。

所述的感光元件1可以是光敏电阻、光电二极管、光电三极管或太阳能电池板等。可以根据半球体的大小或实际需要来选择不同的感光元件1。

本发明的太阳能定位测控方法，所述每个感光元件1经光照射均输出一个信号给控制装置，所述控制装置前端可以设置比较器，所述比较器对接收到的感光元件1输入的信号进行比较，将最强或最弱的信号传输给控制装置中后端，控制装置根据接收到的最强或最弱的信号发出指令给转动装置，所述转动装置驱动太阳能板转动，至与所述输出最强或最弱的信号对应的感光元件1所在平面一致时，传感器发出信号给控制装置，控制装置接收到信号后结束本次指令。

当太阳光线以一定角度照射感光元件1时，感光元件1由于与太阳光线角度不同而接收阳光照射强度不同，所以输出不同强度或大小的信号(电阻、电压或电流等)，其中，光线越强，输出的信号(电流或电压等)越强或者(电阻等)越弱，当太阳光线垂直照射某一感光元件1时，该感光元件1输出的信号最强或最弱，所述感光元件1输出的信号经比较器比较后得到最强或最弱的信号，控制装置根据该最强或最弱的信号生成一条控制指令，使转动装置按照该指令执行动作(调整太阳能板转动)，与所述输出最强或最弱的信号对应的感光元件1所在平面一致时，传感器发出信号给控制装置，控制装置接收到信号后结束本次指令。随着太阳光线照射角度改变，与其垂直的感光元件1随之改变，控制装置也随之发出指令，结合传感器从而控制转动装置调整太阳能板转动到相应的位置。

特别是，所述的控制装置是CPU，所述每个感光元件1在CPU内对应设置有一个位置坐标；感光元件1经光照射均输出一个信号给CPU，CPU对所述信号进行计算比较处理；确定最大或最小值所对应的位置坐标；并指令转动装置调整太阳能板转动，至与所述位置坐标所在平面一致时，传感器发出信号给CPU，CPU接收到信号后结束本次指令。

考虑到感光元件1采用光敏电阻或光电二极管、三级管时，输出信号微弱，进一步地，所述感光元件1输出的信号经放大器放大后进入CPU。这样即便曲面体体积很小、很精致同样可以达到准确定位的要求。

所述感光元件1输出的信号经放大器放大后由CPU对所对应的信号进行计算比较处理，反馈最大值或最小值所对应的感光元件1的位置坐标，即接收太阳光线照射最强的感光元件1的位置坐标，指令转动装置调整太阳能板转动，其中，太阳能板起始位置与半球体相对固定，至与该位置坐标所在平面一致即平行或重合时，传感器发出信号给控制装置，控制装置结束当前指令，太阳光线照射角度改变，与其垂直的感光元件1随之改变，控制装置也随之发出指令，结合传感器从而控制转动装置调整太阳能板转动到相应的位置，始终使太阳能板与太阳光照射保持垂直，保障发电效率最高。若感光元件1的面积不等时，设定CPU将所述感应元件1输出信号所对应值与其面积的比值进行计算比较处理，反馈该比值的最大值或最小值所对应的感光元件1的位置坐标。

本发明不局限于上述实施方式，不论在其形状或结构上做任何变化，凡是利用上述结构的太阳能板定位系统、太阳能板定位器或采用上述步骤的太阳能板定位系统测控方法都是本发明的一种变形，均应认为落在本发明保护范围之内。

Claims

1、一种太阳能板定位系统，其特征在于，由多个相互独立的感光元件、控制装置、转动装置、传感器和太阳能板构成，所述感光元件位置呈几何关系设置，表面围成一个纵截面呈倒U型曲线的曲面体，所述控制装置与曲面体、转动装置、传感器连接，使太阳能板转动至与所述接收太阳光照射最强的感光元件所在平面一致。

2、如权利要求1所述的太阳能板定位器，其特征在于，由多个相互独立的感光元件构成，所述感光元件位置呈几何关系设置，表面围成一个纵截面呈倒U型曲线的曲面体。

3、如权利要求2所述的太阳能板定位器，其特征在于，围绕所述感光元件边缘向外设置有位置呈几何关系的桶体遮光壁。

4、如权利要求3所述的太阳能板定位器，其特征在于，所述的遮光壁呈喇叭状。

5、如权利要求3所述的太阳能板定位器，其特征在于，所述的遮光壁呈直桶状。

6、如权利要求2-5任一所述的太阳能板定位系统，其特征在于，所述感光元件形状为正多边形。

7、一种太阳能板定位系统的测控方法，其特征在于，由多个相互独立的感光元件、控制装置、转动装置、传感器和太阳能板构成，所述感光元件位置呈几何关系设置，表面围成一个纵截面呈倒U型曲线的曲面体，所述控制装置与曲面体、转动装置、传感器相连，使太阳能板转动至与所述接收太阳光照射最强的感光元件所在平面一致；所述每个感光元件经光照射均输出一个信号给控制装置，控制装置根据接收到的最强或最弱的信号发出指令给转动装置，所述转动装置驱动太阳能板转动，至与所述输出最强或最弱的信号对应的感光元件所在平面一致时，传感器发出信号给控制装置，控制装置接收到信号后结束本次指令。

8、如权利要求7所述的太阳能板定位系统的测控方法，其特征在于，所述的控制装置是CPU，所述每个感光元件在CPU内对应设置有一个位置坐标；感光元件经光照射均输出一个信号给CPU，CPU对所述信号进行计算比较处理；确定最大或最小值所对应的位置坐标；并指令转动转动装置调整太阳能板转动，至与所述位置坐标所在平面一致时，传感器发出信号给CPU，CPU接收到信号后结束本次指令。

9、如权利要求8所述的太阳能板定位系统的测控方法，其特征在于，所述感光元件输出的信号经放大器放大后进入CPU。

10、如权利要求7所述的太阳能板定位系统的测控方法，其特征在于，所述控制装置前端设置有比较器，所述比较器对接收到的感光元件输入的信号进行比较，将最强或最弱的信号传输给控制装置中后端。