CN105334874A - 一种太阳光自动跟踪系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种太阳光自动跟踪系统，包括时钟电路、光敏传感器、光电开关、MCU单片机、驱动电路、电机和电源，MCU单片机通过驱动电路来驱动电机对光伏板进行角度的调节，光电开关用于读取光伏板水平移动时的数据，光敏传感器用来判断光伏板垂直方向与太阳光的位置，垂直方向上设有上下限位开关，上下限位开关用来防止系统遇到强风或系统在工作出错的情况下损坏系统的机械结构。本发明通过光敏传感器给MCU单片机传递信号，使其通过驱动电路控制电机，从而实现光伏板对太阳的跟踪，达到最大可能吸收光能的目的；该系统可以提高吸收太阳能的利用率，节约大量的太阳能板，具有较好的市场前景。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种太阳光自动跟踪系统，属于太阳能应用技术领域。
【背景技术】
随着电力、煤炭、石油等不可再生能源频频告急，能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈时，越来越多的国家开始实行“阳光计划”，开发太阳能资源，寻求经济发展的新动力。中国蕴藏着丰富的太阳能资源，太阳能利用前景广阔，中国太阳能利用进入大规模实用阶段的条件已经成熟。然而，应用固定式光伏电站较多，由于其经济、资源和环境成本高，使用和推广受到极大的制约。从理论上讲，一般固定式光伏电站接受太阳能的效率很低，说得更具体点，固定电池板有效接收太阳能的角度约为120°～150°，超过120°这个范围的太阳能量的接收效率很低,超过150°时的接收能量已不具备输出价值。因此，将太阳能板与自动跟踪系统结合在一起，能够使其最大程度地吸收太阳能，从而减少了发电成本，推广了太阳能的使用。
【发明内容】
本发明的目的在于：为了克服固定光伏板所遇到的吸收太阳能效率低下的问题，本发明提供的是一种太阳能光自动跟踪系统，可以提高吸收太阳能的利用率，节约大量的太阳能板，具有较好的市场前景。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
本发明所述的一种太阳光自动跟踪系统，包括时钟电路、光敏传感器、光电开关、MCU单片机、驱动电路、电机和电源，MCU单片机通过驱动电路来驱动电机对光伏板进行角度的调节，光电开关用于读取光伏板水平移动时的数据，光敏传感器用来判断光伏板垂直方向与太阳光的位置，垂直方向上设有上下限位开关，上下限位开关用来防止系统遇到强风或系统在工作出错的情况下损坏系统的机械结构，其中MCU单片机与调试按键直接相连，同时与时钟电路也直接相连，时钟电路则用于提高系统跟踪的精度。
在本发明中：所述的MCU单片机所采用的芯片为MSP430F135芯片。
在本发明中：所述的电机为五线四相减速步进电机，减速比为1：64，可以很好地提高追踪精度。
在本发明中：所述的光敏传感器采用型号为3DU33的光敏传感器，发射极只需串接很小的电阻便可得到可被采集的电压，且其响应时间<1ms，反应速度快。
在本发明中：所述时钟电路中的芯片为DS1302芯片，支持实时时钟RTC和日历。
采用上述方案后，本发明有益效果为：本发明通过光敏传感器、光电开关、上下限位开关、时钟电路给MCU单片机传递信号，使其通过驱动电路控制电机，从而实现光伏板对太阳的跟踪，达到最大可能吸收光能的目的；该系统可以提高吸收太阳能的利用率，节约大量的太阳能板，具有较好的市场前景。
【附图说明】
此处所说明的附图是用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，但并不构成对本发明的不当限定，在附图中：
图1是本发明的系统原理示意图；
图2是本发明的系统应用示意图。
【具体实施方式】
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，其中的示意性实施例以及说明仅用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
如图1所示，一种太阳光自动跟踪系统，包括时钟电路、光敏传感器、光电开关、MCU单片机、驱动电路、电机和电源，MCU单片机通过驱动电路来驱动电机对光伏板进行角度的调节，光电开关用于读取光伏板水平移动时的数据，光敏传感器用来判断光伏板垂直方向与太阳光的位置，垂直方向上设有上下限位开关，上下限位开关用来防止系统遇到强风或系统在工作出错的情况下损坏系统的机械结构，其中MCU单片机与调试按键直接相连，同时与时钟电路也直接相连，时钟电路则用于提高系统跟踪的精度。所述的MCU单片机所采用的芯片为MSP430F135芯片，电机为五线四相减速步进电机，减速比为1：64，可以很好地提高追踪精度；所述的光敏传感器采用型号为3DU33的光敏传感器，发射极只需串接很小的电阻便可得到可被采集的电压，且其响应时间<1ms，反应速度快；所述时钟电路中的芯片为DS1302芯片，支持实时时钟RTC和日历。
如图2所示，该系统通过单片机、光传感器、电机、时钟芯片以及元器件和芯片组合运用来控制太阳能电池板的跟踪，使得光伏板在水平和垂直方向追踪太阳，尽可能吸收太阳光。通过充电控制器，将吸收的太阳能可以给该系统供电，满足自身的电能需求，也可以将部分电能通过蓄电池储存起来，以给类似电动车这样的负载供电。在水平方向每20分钟走5度的基础上加校正，每一个小时矫正两次，先向左矫正，再向右矫正,这样能提高跟踪系统的精度；垂直方向寻光，寻光过程分为上下两个方向，垂直方向上下各有一个限位，限定的角度为90度，当对任意一个限位开关作用时,系统都会向反方向回转30度,用来防止产品遇到强风或系统在工作出错的情况下损坏机械结构；系统可以显示工作状态，分为调时，左转，右转，上转，下转五个状态，调时时，只要求每次调整在固定的时间即可。
以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。
Claims (5)
1.一种太阳光自动跟踪系统，其特征在于：包括时钟电路、光敏传感器、光电开关、MCU单片机、驱动电路、电机和电源，MCU单片机通过驱动电路来驱动电机对光伏板进行角度的调节，光电开关用于读取光伏板水平移动时的数据，光敏传感器用来判断光伏板垂直方向与太阳光的位置，垂直方向上设有上下限位开关，上下限位开关用来防止系统遇到强风或系统在工作出错的情况下损坏系统的机械结构，其中MCU单片机与调试按键直接相连，同时与时钟电路也直接相连，时钟电路则用于提高系统跟踪的精度。
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：所述的MCU单片机所采用的芯片为MSP430F135芯片。
3.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：所述的电机为五线四相减速步进电机，减速比为1：64，可以很好地提高追踪精度。
4.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：所述的光敏传感器采用型号为3DU33的光敏传感器，发射极只需串接很小的电阻便可得到可被采集的电压，且其响应时间<1ms，反应速度快。
5.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：所述时钟电路中的芯片为DS1302芯片，支持实时时钟RTC和日历。
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