CN103135608A - 一种太阳实时跟踪定位系统 - Google Patents

Abstract

本发明为一种太阳实时跟踪定位系统，包括：阳光跟踪传感器，采集当前环境下阳光照射的角度信息；光照度传感器，监测环境的光照强度；复位传感器，负责采集太阳能电池板是否达到复位旋转位置的信号，当太阳能电池板达到复位角度时复位传感器向主控制器发送复位信号；主控制器，负责采集阳光跟踪传感器、光照度传感器和复位传感器的信号，将此信号经过分析之后对直流伺服电机发送旋转指令；直流伺服电机，连接太阳能电池板的旋转轴，根据从主控制器接收的旋转指令，带动太阳能电池板旋转相应角度。本发明相比于采用日点轨迹方程作为跟踪依据对太阳进行跟踪的光线定位方法不用加经纬度修正，因此准确度更高，适用面更广，实现起来更容易，生产周期更短。

Description

一种太阳实时跟踪定位系统

技术领域

本发明涉及一种太阳实时跟踪定位系统。

背景技术

太阳能设备以其易架设、寿命长、节能环保，无噪音、无尾气等突出特点越来越受到各界的青睐。目前，太阳能的利用存在着巨大的发展空间，对太阳能的利用已经摆脱小规模逐步走向专业化，它从军事领域、通信领域到城市建设领域等都起到了重大的作用。发展太阳能产业已被许多发达国家作为其能源战略的一个重要组成部分。随着太阳能设备的广泛应用，其使用过程中所出现的问题越来越受到人们的关注。如何在有限的时间之内最大程度地实现太阳能的转化成为业界研究的热点。

不同的经纬度地区同一时刻阳光的照射会呈现出不同的角度，同一经纬度地区一年四季中每一天不同时刻阳光的直射角度也随时都处在变化之中。在这种情况下，太阳能电池板接收太阳能的效率由于接收角度问题就受到了很大限制。目前针对太阳光线的定为大都是利用日点轨迹方程作为跟踪依据对太阳进行跟踪，对于不同的经纬度地区需要加不同的修正系数，实际操作起来不仅复杂度高而且准确性和通用性受到很大的限制。

本系统的主要目的就是通过一套简单、实用且通用性和准确度高的设备实时定为太阳光的直射角度，使太阳能电池板表面总是垂直于阳光，保证太阳能电池板的工作效率最大化。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种太阳实时跟踪定位系统，根据太阳能电池板的实际工作环境，调整太阳能电池板的方位使其跟踪太阳光照射角度，使太阳光线始终垂直于太阳能电池板，以便最大程度地吸收太阳能，提高太阳能的转化效率。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种太阳实时跟踪定位系统，包括：

阳光跟踪传感器，采集当前环境下阳光照射的角度信息；

光照度传感器，监测环境的光照强度；

复位传感器，负责采集太阳能电池板是否达到复位旋转位置的信号，当太阳能电池板达到复位角度时复位传感器向主控制器发送复位信号；

主控制器，负责采集阳光跟踪传感器、光照度传感器和复位传感器的信号，将此信号经过分析之后对直流伺服电机发送旋转指令；

直流伺服电机，连接太阳能电池板的旋转轴，根据从主控制器接收的旋转指令，带动太阳能电池板旋转相应角度。

本发明提高了太阳能的转化效率，对太阳能产业的发展具有重要的意义。相比于采用日点轨迹方程作为跟踪依据对太阳进行跟踪的光线定位方法不用加经纬度修正，因此准确度更高，适用面更广，实现起来更容易，生产周期更短。

附图说明

附图为本发明结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。

如附图，本发明提供一种太阳实时跟踪定位系统，包括主控制器、阳光跟踪传感器、光照度传感器，直流伺服电机、太阳能电池板、固定旋转轴、复位传感器。阳光跟踪传感器负责采集太阳照射的角度信息；光照度传感器负责采集当前环境下的光照度信息；复位传感器负责采集当前太阳能电池板的倾斜角度信息是否达到复位角度；主控制器负责接受各个传感器采集到的信号，并根据各传感器的反馈信号对直流伺服电机进行控制；直流伺服电机在接收到主控制器的控制信号后通过与太阳能电池板连接在一起的固定旋转轴使太阳能电池板旋转一定的角度，从而完成太阳能电池板的定位和复位工作。

所述阳光跟踪传感器、光照度传感器和复位传感器连接主控制器，将信号送达主控制器后主控制器经过信号分析发出相应的控制指令驱动伺服电机旋转相应的角度，从而带动与太阳能电池板连接的固定旋转轴完成旋转工作，整套系统协同工作保证在有太阳光线的情况下太阳能电池板始终与阳光的照射方向垂直。

所述主控制器使用单片机作为核心控制器，循环采集各个传感器的信号，将采集到的信号经过分析处理之后发出控制指令，直流伺服电机接到主控制器的控制指令之后带动固定旋转轴旋转适当的角度，实现对太阳能电池板的实时调整，最大程度接收太阳能，还可以根据光照度传感器的信号，与设定的阈值比较判断出夜晚或者阴雨天，停止定位操作从而节省能量。所述主控制器还能自动检测阳光跟踪传感器的好坏，出现故障时，屏蔽跟踪功能。

所述阳光跟踪传感器可以判断出阳光直射角度和太阳能电池板板面的夹角关系，并将检测结果输出给主控制器，主控制器分析处理后控制直流伺服电机带动太阳能电池板转动，使太阳能电池板垂直于阳光。

所述光照度传感器可以将所处环境的光照强度转换成电信号输出给主控制器。主控制器采集到该信号再与程序设定的阈值进行比较，识别出阴雨天或者晚上，此时停止定位跟踪系统工作，从而节省能量，同时通知主控制器开始计时，当光照度传感器感受到的光照值比阴天或夜晚强时，计时结束。当此计时满十二小时时对太阳能电池板进行复位，此计时不满十二小时时，将此计时乘以角度校订值对太阳能电池板倾斜角度进行校正。

所述复位传感器可以感应到太阳能电池板的旋转角度是否已经达到了太阳下山时的光线倾斜角度，如果已经达到此角度则向主控制器发出复位信号，主控制器接收到此信号后控制直流伺服电机，将太阳能电池板进行复位，使太阳能电池板明天从日出角度继续旋转。之后，主控制器关闭阳光跟踪传感器、复位传感器和直流伺服电机，直到第二天光照度传感器接收到的光照强度达到设定开机阈值，阳光跟踪传感器、复位传感器和直流伺服电机才重新开启。

所述二维直流伺服电机可以实现特定角度的精细旋转，最小旋转角可精确到0.1度。

所述固定旋转轴与太阳能电池板安装在一起，一方面起固定太阳能电池板的作用，另一方面可以通过自身的旋转带动太阳能电池板水平倾斜方向的旋转。

不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。

Claims (1)

1.一种太阳实时跟踪定位系统，其特征在于，包括：

阳光跟踪传感器，采集当前环境下阳光照射的角度信息；

光照度传感器，监测环境的光照强度；

复位传感器，负责采集太阳能电池板是否达到复位旋转位置的信号，当太阳能电池板达到复位角度时复位传感器向主控制器发送复位信号；

主控制器，负责采集阳光跟踪传感器、光照度传感器和复位传感器的信号，将此信号经过分析之后对直流伺服电机发送旋转指令；

直流伺服电机，连接太阳能电池板的旋转轴，根据从主控制器接收的旋转指令，带动太阳能电池板旋转相应角度。

Images