CN102117076B - 一种太阳能跟踪装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种太阳能跟踪装置，其特征在于，包括光伏板、角位移传感器、驱动电机和控制系统；光伏板固定在太阳能聚光板上，光伏板任意两部分的电流传输至控制系统；角位移传感器测量太阳能聚光板的角度，即此时太阳能聚光板与水平方向的角度，并且将角度传输至控制系统；驱动电机连接控制系统和太阳能聚光板；本发明利用角位移传感器准确跟踪太阳光，利用光伏板检测消除计算误差，结合光伏板和角度传感器的功用于一身，实现光伏板检测和角度传感器的配合调节，无累积误差，定位准确可靠，能够有效提高太阳能利用率，具有较强的实用价值。

Description

一种太阳能跟踪装置

技术领域

本发明属于太阳能应用领域，具体涉及一种太阳能跟踪装置。

背景技术

太阳能作为一种清洁、无污染的新能源，近年来受到广泛的关注和使用。然而由于太阳光的分散性和方向的不稳定性，现有的跟踪装置很难实时准确地跟踪太阳光角度的变化，而且现有的跟踪装置结构复杂，跟踪精度差，致使太阳能的利用率不高。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提出一种结构简单、定位准确、成本低廉的太阳能跟踪装置。

一种太阳能跟踪装置，包括光伏板、角位移传感器、驱动电机和控制系统；

光伏板固定在太阳能聚光板上，光伏板任意两部分的电流传输至控制系统；角位移传感器测量太阳能聚光板的角度，即此时太阳能聚光板与水平方向的角度，并且将角度传输至控制系统；驱动电机连接控制系统和太阳能聚光板；

控制系统根据太阳光角度计算公式计算此时太阳光角度，得到太阳光角度计算值，即太阳光与竖直方向的角度，将角位移传感器测量太阳能聚光板的角度与太阳光角度计算值进行比较，如果没有偏差，则表明太阳能聚光板达到计算位置；如果有偏差，表示太阳光聚能板的实际角度与计算的理论值存在偏差，则控制系统控制驱动电机转动太阳能聚光板，使角位移传感器测量的太阳光聚光板的实际角度与太阳光角度计算值无偏差；角位移传感器测量的角度与太阳光角度计算值无偏差后，控制系统判断光伏板上两部分的电流是否相等，如果电流相等，则表明此时太阳光垂直照射太阳光聚光板，控制系统计算的太阳光角度计算值准确；如果电流不相等，则表明控制系统计算的太阳光角度计算值与实际太阳光角度有偏差，控制系统根据光伏板电流差值的正负和大小调整太阳光角度计算值。

本发明的优点在于：

由于本发明包括感光的光伏板、角位移传感器、驱动电机和控制系统(含太阳光角度计算系统)，利用角位移传感器准确跟踪太阳光，利用光伏板检测消除计算误差，结合光伏板和角度传感器的功用于一身，实现光伏板检测和角度传感器的配合调节，无累积误差，定位准确可靠，能够有效提高太阳能利用率，具有较强的实用价值。

附图说明

图1是本发明的太阳能跟踪装置结构示意图；

图2为本发明的工作流程图。

图中：

1光伏板    2-角位移传感器    3-驱动电机    4-控制系统

5-太阳光聚光板

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明是一种太阳能跟踪装置，能够实时有效的监测和跟踪太阳光角度，使太阳光始终垂直照射到太阳能聚光板5上，最大限度地利用太阳能，使吸热体达到较佳的太阳能吸收率和转化率。太阳能跟踪装置，如图1所示，包括感光的光伏板1、角位移传感器2、驱动电机3和控制系统4。

光伏板1固定在太阳能聚光板5上，光伏板1任意两部分的电流传输至控制系统4，光伏板1能感应太阳光，当太阳光与太阳能聚光板5垂直时，光伏板1上任意两部分的电流相等。

角位移传感器2测量太阳能聚光板5的角度，即此时太阳能聚光板5与水平方向的角度，并且将角度传输至控制系统4。

驱动电机3连接控制系统4和太阳能聚光板5。

控制系统4根据太阳光角度计算公式计算此时太阳光角度，得到太阳光角度计算值，即太阳光与竖直方向的角度，将角位移传感器2测量太阳能聚光板5的角度与太阳光角度计算值进行比较，如果没有偏差，则表明太阳能聚光板5已经达到计算位置，如果有偏差，表示太阳光聚能板5的实际角度与计算的理论值存在一定偏差，则控制系统4控制驱动电机3，驱动电机3转动太阳能聚光板5，使角位移传感器2测量的太阳光聚光板5的实际角度与太阳光角度计算值无偏差。

当角位移传感器2测量的角度与太阳光角度计算值无偏差后，控制系统4判断光伏板1上两部分的电流是否相等，如果电流相等，则表明此时太阳光垂直照射太阳光聚光板5，控制系统4计算的太阳光角度计算值准确；如果电流不相等，则表明控制系统4计算的太阳光角度计算值与实际太阳光角度有偏差，控制系统4根据光伏板1电流差值的正负和大小调整太阳光角度计算值。如果光伏板1的电流值为正，则表明太阳光角度计算值与实际值存在逆时针偏差，此时控制系统4修正太阳光角度计算公式，得到准确的太阳光角度值。然后重复之前的过程，进行角位移传感器与太阳光角度计算值的比对。由于太阳光角度计算值的顺时针调整，驱动电机3在控制系统4的作用下也驱动太阳光聚光板5顺时针动作，从而使太阳光垂直照射太阳光聚光板5。最终使得光伏板1上两部分的电流相等。同理，如果光伏板的电流值为负，则表明太阳光角度计算值与实际值存在顺时针偏差，控制系统修正太阳光角度计算公式后，得到准确的太阳光角度值，驱动电机使聚光板逆时针动作。然后重复角位移传感器与太阳光角度计算值的比对过程，最终使光伏板两部分的电流相等。

本发明一种太阳能跟踪装置的工作过程为：

跟踪时，控制系统4计算得到太阳光角度计算值，然后将角位移传感器2的示值与太阳光角度计算值比对，如无偏差，表明太阳能聚光板5已达到计算位置；如有偏差，表明太阳能聚光板5的实际角度与计算的理论值存在一定误差，此时控制系统4即控制驱动电机3动作，直至偏差为零。

当控制系统4对角位移传感器2的示值与太阳光角度计算值比对无偏差后，通过感光的光伏板1的两部分电流信号进行检测。如检测到光伏板1两部分的电流相等，则表明此时太阳光垂直照射聚光板，太阳光角度计算系统得出的理论值准确。如检测到光伏板1两部分的电流不相等，则表明计算的理论值与实际太阳光照射角度有偏差。此时光伏板1的两部分电流信号的差值传给控制系统4，控制系统4根据两部分电流差值的正负和大小调整计算角度的偏差。

控制系统4按新的计算角度值重新与角位移传感器2比对，重复前面所述的调节过程，直至太阳能聚光板准确到达新的计算位置，光伏板1的两部分电流信号相等，表明太阳光恰好垂直照射聚光板，达到最佳的太阳光利用率。

利用角位移传感器精确控制太阳光聚光板的转动角度进而准确跟踪太阳光，利用感光的光伏板检测并修正太阳光角度的计算值以消除计算误差，并且实现了角位移传感器和光伏板的配合使用。在理论计算的基础上，更多地参考了实际情况，并对理论计算值作出修正。因而消除了累积误差，具有更强的适应性和实用性，能够保证太阳光始终垂直照射于太阳能聚光板上，大大提高了吸热体的吸收率和转化率，从而提高了太阳能的利用率。由于其工作可靠，定位准确，成本低廉，可应用于槽式太阳能热发电系统以及相关的太阳能应用系统上，具有广泛的市场前景和应用价值。

Claims (2)

1.一种太阳能跟踪装置，其特征在于，包括光伏板、角位移传感器、驱动电机和控制系统；

光伏板固定在太阳能聚光板上，光伏板任意两部分的电流传输至控制系统；角位移传感器测量太阳能聚光板的角度，即此时太阳能聚光板与水平方向的角度，并且将角度传输至控制系统；驱动电机连接控制系统和太阳能聚光板；

控制系统根据太阳光角度计算公式计算此时太阳光角度，得到太阳光角度计算值，即太阳光与竖直方向的角度，将角位移传感器测量太阳能聚光板的角度与太阳光角度计算值进行比较，如果没有偏差，则表明太阳能聚光板达到计算位置；如果有偏差，表示太阳光聚能板的实际角度与计算的理论值存在偏差，则控制系统控制驱动电机转动太阳能聚光板，使角位移传感器测量的太阳光聚光板的实际角度与太阳光角度计算值无偏差；角位移传感器测量的角度与太阳光角度计算值无偏差后，控制系统判断光伏板上两部分的电流是否相等，如果电流相等，则表明此时太阳光垂直照射太阳光聚光板，控制系统计算的太阳光角度计算值准确；如果电流不相等，则表明控制系统计算的太阳光角度计算值与实际太阳光角度有偏差，控制系统根据光伏板电流差值的正负和大小调整太阳光角度计算值。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能跟踪装置，其特征在于，所述的控制系统判断光伏板上两部分的电流不相等时，如果光伏板的电流值为正，则表明太阳光角度计算值与实际值存在逆时针偏差，控制系统修正太阳光角度计算公式，得到准确的太阳光角度值，由于太阳光角度计算值的顺时针调整，驱动电机驱动太阳光聚光板顺时针动作，然后重复之前的过程，进行角位移传感器与太阳光角度计算值的比对，使太阳光垂直照射太阳光聚光板，最终使得光伏板上两部分的电流相等；同理，如果光伏板的电流值为负，则表明太阳光角度计算值与实际值存在顺时针偏差，控制系统修正太阳光角度计算公式后，得到准确的太阳光角度值，驱动电机使聚光板逆时针动作，然后重复角位移传感器与太阳光角度计算值的比对过程，最终使光伏板两部分的电流相等。

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