CN101592959A - 一种主动跟踪太阳光照的系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种能够自动精准跟踪太阳光照的系统和方法，是利用当地的地理信息和时域信息，以及黄道面、赤道面与地平面的相互作用关系，解决在世界各地，不同时区，不同经纬度，南半球和北半球等地区使用准确跟踪的问题；此外，还能根据当地的光照情况，灵活地跟随光线照射强烈的方向运动，还可以根据卫星发射的授时信息和定位信息，改变为动态的阳光跟踪系统，用于移动中的物体和装置，精准的跟踪太阳。
Description
技术领域
本发明主要涉及太阳能运用领域，具体是一种应用天文地理的理念，实现对太阳光照精准跟踪和移动中跟踪的系统及方法。
背景技术
目前的太阳光的跟踪技术只是一般意义上的被动跟踪。有方位跟踪，方位和天顶角跟踪。它表现在系统的运行误差大，精度低。如果用于需要聚光的场合，面对时刻运动的太阳，准确聚焦就是一个不可逾越的障碍。尤其是在世界各地不同时区，不同经纬度，南半球和北半球等地区使用时，这样的系统产生的积累误差就相应增大，不能够自动的精确调整，不利于在聚光场合的使用，也就失去了跟踪聚光的价值。若遇到阵雨或者多云的天气，系统就无法正常运行。对于使用在南半球或者北半球时，同样会出现相反的运行结果。整个系统成本就会居高不下，不利于大规模的推广应用。
发明内容
针对上述技术缺陷，本发明旨在提供一种能够自动精准跟踪太阳光照的系统和方法。
本发明的一种主动跟踪太阳光照的系统，包括以下组件：
a、信息采集逻辑运算处理中心，采集并处理当地的地理、时间信息以及相关光强、温度、风速风向信号，发出相应的控制和检测指令；
b、地理、时间信息输入接口，将当地的地理信息和时间信息输入信息采集逻辑运算处理中心；光传感器，采集与处理光强度信号并输入信息采集逻辑运算处理中心；温度感器，采集与处理光强度信号并输入信息采集逻辑运算处理中心；风速风向传感器，采集与处理风速风向信号并输入信息采集逻辑运算处理中心；
c、信息显示装置，人机交互信息显示；
d、三维跟踪控制与执行机构，通过与信息采集逻辑运算处理中心的数据交往实现太阳光照的跟踪。
所述系统还包括卫星授时及定位信息接口，用于移动中的物体和装置，精准的跟踪太阳。
本发明的一种主动跟踪太阳光照的方法，包括以下步骤：
a、先确认追踪地点所属于半球，连同本地平太阳时时间、地理经纬度等信息输入信息采集逻辑运算处理中心；
b、信息采集逻辑运算处理中心利用太阳系行星与恒星之间的相对位置和相互运行的规律所建立起的赤道面和黄道面的函数数学模型，求出上述输入信息的真黄赤交角，将黄道坐标转到赤道，再计算本地地平坐标，以求解出本地的太阳方位角和天顶角数值；
c、信息采集逻辑运算处理中心将其收集的相关光强、温度、风速风向信号结合上述太阳方位角和天顶角数值，向三维跟踪控制与执行机构发出相应控制和检测指令，指示其达到既定的方向和位置。
所述步骤a采用卫星授时和定位的方式，将本地平太阳时时间、地理经纬度等信息输入信息采集逻辑运算处理中心。
本发明的技术方法。首先可以在地球的任意地理位置，根据当地的时间，精准的计算出任意行星每时每刻通过当地的运动轨迹。不论在南半球或者在北半球，它都能够通用。当时用于聚光的场合，它时时刻刻都处于跟踪状态，保持焦距不变，汇聚准确。在阴雨天、阵雨天、多云天气，除了伺服跟踪太阳的运行轨迹以外，还要根据当地的光照情况，灵活地跟随光线照射强烈的方向运动，用于移动中的物体和装置，精准的跟踪太阳。
附图说明
附图1为本发明系统流程示意图
具体实施方式
本发明的一种主动跟踪太阳光照的系统，包括以下组件：
a、信息采集逻辑运算处理中心，采集并处理当地的地理、时间信息以及相关光强、温度、风速风向信号，发出相应的控制和检测指令；
b、地理、时间信息输入接口，将当地的地理信息和时间信息输入信息采集逻辑运算处理中心；光传感器，采集与处理光强度信号并输入信息采集逻辑运算处理中心；温度感器，采集与处理光强度信号并输入信息采集逻辑运算处理中心；风速风向传感器，采集与处理风速风向信号并输入信息采集逻辑运算处理中心；
c、信息显示装置，人机交互信息显示；
d、三维跟踪控制与执行机构，通过与信息采集逻辑运算处理中心的数据交往实现太阳光照的跟踪。
在本具体实施例中，所述系统还包括卫星授时及定位信息接口，用于移动中的物体和装置，精准的跟踪太阳。
本发明的一种主动跟踪太阳光照的方法，包括以下步骤：
a、先确认追踪地点所属于半球，连同本地时间信息输入信息采集逻辑运算处理中心；
b、信息采集逻辑运算处理中心利用太阳系行星与恒星之间的相对位置和相互运行的规律所建立起的赤道面和黄道面的函数数学模型，求出上述输入信息的真黄赤交角，将黄道坐标转到赤道，再计算本地地平坐标，以求解出本地的太阳方位角和天顶角数值；
c、信息采集逻辑运算处理中心将其收集的相关光强、温度、风速风向信号结合上述太阳方位角和天顶角数值，向三维跟踪控制与执行机构发出相应控制和检测指令，指示其达到既定的方向和位置。本发明的技术方法。首先可以在地球的任意地理位置，根据当地的时间，精准的计算出任意行星每时每刻通过当地的运动轨迹。不论在南半球或者在北半球，它都能够通用。当时用于聚光的场合，它时时刻刻都处于跟踪状态，保持焦距不变，汇聚准确。在阴雨天、阵雨天、多云天气，除了伺服跟踪太阳的运行轨迹以外，还要根据当地的光照情况，灵活地跟随光线照射强烈的方向运动。
在本具体实施例中，所述步骤a采用卫星授时和定位的方式，将本地平太阳时时间、地理经纬度等信息输入信息采集逻辑运算处理中心。信息采集逻辑运算处理中心将卫星授时及定位信息进行解码与转换，用于移动中的物体和装置，精准的跟踪太阳。
本发明的方法是主动型的跟踪。在世界任意地点使用本方法，只须向系统输入当地的地理经纬度和时间信息，对系统进行初始化的操作，系统就会对这些信息自动的运算处理，调动执行机构工作，计算的精度为：±0.001°。
Claims (4)
1、一种主动跟踪太阳光照的系统，其特征在于包括以下组件：
a、信息采集逻辑运算处理中心，采集并处理当地的地理、时间信息以及相关光强、温度、风速风向信号，发出相应的控制和检测指令；
b、地理、时间信息输入接口，将当地的地理信息和时间信息输入信息采集逻辑运算处理中心；光传感器，采集与处理光强度信号并输入信息采集逻辑运算处理中心；温度感器，采集与处理光强度信号并输入信息采集逻辑运算处理中心；风速风向传感器，采集与处理风速风向信号并输入信息采集逻辑运算处理中心；
c、信息显示装置，人机交互信息显示；
d、三维跟踪控制与执行机构，通过与信息采集逻辑运算处理中心的数据交往实现太阳光照的跟踪。
2、根据权利要求1所述的系统，其特征在于还包括卫星授时及定位信息接口，用于移动中的物体和装置，精准的跟踪太阳。
3、一种主动跟踪太阳光照的方法，其特征在于以下步骤：
a、先确认追踪地点所属于半球，连同本地平太阳时时间、地理经纬度等信息输入信息采集逻辑运算处理中心；
b、信息采集逻辑运算处理中心利用太阳系行星与恒星之间的相对位置和相互运行的规律所建立起的赤道面和黄道面的函数数学模型，求出上述输入信息的真黄赤交角，将黄道坐标转到赤道，再计算本地地平坐标，以求解出本地的太阳方位角和天顶角数值；
c、信息采集逻辑运算处理中心将其收集的相关光强、温度、风速风向信号结合上述太阳方位角和天顶角数值，向三维跟踪控制与执行机构发出相应控制和检测指令，指示其达到既定的方向和位置。
4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述步骤a采用卫星授时和定位的方式，将本地平太阳时时间、地理经纬度等信息输入信息采集逻辑运算处理中心。
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