CN103513662A - 一种太阳光自动跟踪系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种能够自动跟踪太阳高度和方向变化的太阳光自动跟踪系统，主要包括太阳能电池板、太阳光追踪器、连接座、连接轴、连接杆、铰接螺母、支撑杆、支撑板、丝杠、第一直流电机、支架、联轴器、传动轴、第二直流电机、皮带、皮带轮、底座、蓄电池、导向套筒，其中太阳光追踪器包括光敏电阻和光敏电阻盒。太阳的光线从太阳光追踪器中的光敏电阻盒上小孔照射到4个光敏电阻上，引起光敏电阻阻值的变化。根据左右光敏电阻阻值变化的不同带动太阳能电池板跟随太阳光转动调整；根据上下光敏电阻阻值变化的不同，带动太阳能电池板俯仰调整，实现对光线的追踪。结构简单，成本低，可应用于小型太阳能发电系统和路灯等场合。
Description
所属技术领域
本发明涉及太阳能应用技术领域，特别涉及到一种应用于太阳能发电的太阳光自动跟踪系统。
背景技术
当今世界能源问题已经成为人类迫切需要解决的一个问题，特别是在石油和煤炭资源经过长期大量的使用后已接近枯竭的情况下，寻找可替代能源就成为了世界各国的紧迫任务。由于太阳能是一种取之不尽用之不竭的可再生资源，世界各国都投入了大量的人力、物力及财力争相发展太阳能技术。
太阳能作为一种新型能源，它与常规能源相比具有以下特点：
（1）能的总能量巨大，并且能够长期不间断的释放，可以说是取之不尽，用之不竭。
（2）可就地开发利用，没有运输成本问题，尤其对于能源稀少和交通欠发达地区更有利用价值。
（3）太阳能是一种清洁能源，在开发和利用的同时，不会产生废弃物以及噪音，是实现可持续发展的理想能源。
（4）太阳能虽然储备的总能量大，但是能流密度较低，太阳能设备通常需要较大的采光面才能满足集热需求。
（5）受季节、光照等条件的影响很大，太阳能设备在多雨雾的地区使用效率会有所降低。
总的说来，随着能源短缺以及环境恶化等问题的日益严峻，太阳能的开发和利用具有十分重要的意义。但太阳每时每刻都在运动，在白天太阳东升西落，既有高度的变化也有自东向西方向的变化，太阳能电池板只有随动于太阳，使太阳光直射太阳能电池板，才能最大程度的利用太阳能。太阳光自动跟踪系统实时追踪太阳高度和方向的变化，有利于充分利用好丰富的太阳能资源，并且尽量将太阳能的分散性以及低效问题降到最低。
发明内容
本发明提供一种太阳光自动跟踪系统，能够自动跟踪太阳高度和方向的变化，太阳能电池板始终正对太阳，使太阳光直射太阳能电池板，提高太阳光的利用效率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种能够自动跟踪太阳高度和方向变化的太阳光自动跟踪系统，主要包括太阳能电池板、太阳光追踪器、连接座、连接轴、连接杆、铰接螺母、支撑杆、支撑板、丝杠、俯仰电机、支架、联轴器、传动轴、转动电机、皮带、皮带轮、底座、蓄电池、导向套筒，其中太阳光追踪器包括光敏电阻和光敏电阻盒。太阳光追踪器安装在太阳能电池板的顶端中间；连接杆的一端通过连接轴与太阳能电池板顶端的连接座相连，另一端与铰接螺母铰接；支撑杆的一端与支撑板铰接，另一端与铰接螺母铰接；铰接螺母和丝杠配合传动；支架焊接在支撑板上，俯仰电机与支架铰接，与丝杠的一端固定连接；转动电机固定在底座上，通过皮带带动皮带轮传动；传动轴的两端分别与皮带轮和联轴器固定连接；联轴器与支撑板固定连接；蓄电池固定在底座上，蓄电池的电源输入端通过导线与太阳能电池板连接，输出端通过导线分别与俯仰电机和转动电机连接。太阳光追踪器包括光敏电阻盒和4个光敏电阻，光敏电阻盒中间为一透光圆孔，4个光敏电阻在光敏电阻盒沿圆周方向相隔90°排列安装。
太阳光自动跟踪系统可以实现太阳能电池板的自动转动和俯仰。当太阳位置改变时，通过不同的光敏电阻控制电路来调整太阳能电池板的转动和俯仰，以实现对光线的追踪，使太阳能电池板始终与太阳光线相垂直，达到最大限度的接收太阳光。转动电机通过皮带轮带动轴承和太阳能电池板，实现太阳能电池板的转动；俯仰电机通过丝杠和螺母带动太阳能电池板和支架运动，实现电池板的俯仰调整。
本发明的有益效果是，太阳光自动跟踪系统能够自动跟踪太阳光，使阳光始终直射系统的太阳能电池板，提高太阳光的利用效率，充分利用太阳能电池的发电能力，结构简单，成本低，可应用于小型太阳能发电系统和路灯等场合。
附图说明
图1为太阳光自动跟踪系统结构示意图。
图2为太阳光追踪器原理正视图。
图3为太阳光追踪器原理侧视图。
图中：1.太阳能电池板；2.太阳光追踪器；3.连接座；4.连接轴；5.连接杆；6.铰接螺母；7.支撑杆；8.支撑板；9.丝杠；10.俯仰电机；11.支架；12.联轴器；13.传动轴；14.转动电机；15.皮带；16.皮带轮；17.底座；18.蓄电池；19.光敏电阻；20.光敏电阻盒；21.导向套筒。
具体实施方式
下面结合附图和实例对本发明进一步说明：
参照附图1至附图3，一种能够自动跟踪太阳高度和方向变化的太阳光自动跟踪系统，主要包括1个太阳能电池板、1个太阳光追踪器、1个连接座、1个连接轴、1个连接杆、1个铰接螺母、1个支撑杆、1个支撑板、1个丝杠、1个俯仰电机、1个支架、1个联轴器、1个传动轴、1个转动电机、1个皮带、1个皮带轮、1个底座、1个蓄电池、1个导向套筒，其中太阳光追踪器包括4个光敏电阻和1个光敏电阻盒。
太阳光追踪器（2）安装在太阳能电池板（1）的顶端中间；连接杆（5）的一端通过连接轴（4）与太阳能电池板（1）顶端的连接座（3）相连，另一端与铰接螺母（6）铰接；支撑杆（7）的一端与支撑板（8）铰接，另一端与铰接螺母（6）铰接；铰接螺母（6）和丝杠（9）配合传动；支架（11）焊接在支撑板（8）上，俯仰电机（10）与支架（11）铰接，与丝杠（9）的一端固定连接；转动电机（14）固定在底座（17）上，通过皮带（15）带动皮带轮（16）传动；传动轴（13）的两端分别与皮带轮（16）和联轴器（12）固定连接；联轴器（12）与支撑板（8）固定连接；蓄电池（18）固定在底座（17）上，蓄电池（18）的电源输入端通过导线与太阳能电池板（11）连接，输出端通过导线分别与俯仰电机（10）和转动电机（14）连接。太阳光追踪器（2）包括光敏电阻盒（20）和4个光敏电阻（19），光敏电阻盒（20）中间为一透光圆孔，4个光敏电阻（19）在光敏电阻盒（20）沿圆周方向相隔90°排列安装。
本发明的工作原理和工作过程为：
太阳白天的运动轨迹可以分解为从东向西的运动和由低升高再降低的运动。太阳的光线从太阳光追踪器（2）中的光敏电阻盒（20）上的小孔照射到4个光敏电阻（19）上，引起光敏电阻（19）阻值的变化，但照射到4个光敏电阻（19）上的光照强度不同，引起光敏电阻（19）阻值的变化也不同。根据左右光敏电阻（19）阻值变化的不同，通过控制单元判断后输出信号控制转动电机（14）正转或反转，通过皮带（15）、皮带轮（16）、传动轴（13）、联轴器（12）带动支撑板（8）转动，进而带动太阳能电池板（1）转动调整以跟随太阳光。导向套筒（21）防止传动轴（13）在转动过程中振荡。根据上下光敏电阻（19）阻值变化的不同，通过控制单元判断后输出信号控制俯仰电机（10）正转或反转，通过丝杠（9）带动铰接螺母（6）沿丝杠（9）运动，进而通过支撑杆（7）、连接杆（5）和连接座（3）带动太阳能电池板（1）俯仰调整以跟随太阳光。通过太阳能电池板（1）的转动和俯仰调整实现对太阳光线的追踪，使太阳能电池板（1）与太阳光线始终垂直，达到最大限度的接收太阳光。
Claims (2)
1.一种能够自动跟踪太阳高度和方向变化的太阳光自动跟踪系统，主要包括太阳能电池板、太阳光追踪器、连接座、连接轴、连接杆、铰接螺母、支撑杆、支撑板、丝杠、俯仰电机、支架、联轴器、传动轴、转动电机、皮带、皮带轮、底座、蓄电池、导向套筒，其中太阳光追踪器包括光敏电阻和光敏电阻盒，其特征在于：太阳光追踪器（2）安装在太阳能电池板（1）的顶端中间；连接杆（5）的一端通过连接轴（4）与太阳能电池板（1）顶端的连接座（3）相连，另一端与铰接螺母（6）铰接；支撑杆（7）的一端与支撑板（8）铰接，另一端与铰接螺母（6）铰接；铰接螺母（6）和丝杠（9）配合传动；支架（11）焊接在支撑板（8）上，俯仰电机（10）与支架（11）铰接，与丝杠（9）的一端固定连接；转动电机（14）固定在底座（17）上，通过皮带（15）带动皮带轮（16）传动；传动轴（13）的两端分别与皮带轮（16）和联轴器（12）固定连接；联轴器（12）与支撑板（8）固定连接；蓄电池（18）固定在底座（17）上，蓄电池（18）的电源输入端通过导线与太阳能电池板（11）连接，输出端通过导线分别与俯仰电机（10）和转动电机（14）连接。
2.根据权利要求1所述的一种太阳光自动跟踪系统，其特征在于：太阳光追踪器（2）包括光敏电阻盒（20）和4个光敏电阻（19），光敏电阻盒（20）中间为一透光圆孔，4个光敏电阻（19）在光敏电阻盒（20）沿圆周方向相隔90°排列安装。
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