CN106444856B - 太阳能装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光能辐射领域，公开一种太阳能装置及其控制方法。本发明中太阳能装置，包括：太阳能光伏面板、检测部、调整部；检测部设于太阳能光伏面板上，与太阳能光伏面板平行；调整部与太阳能光伏面板联动连接；调整部与检测部电连接；检测部，检测太阳能光伏面板朝向和当时太阳光对太阳能光伏面板照射方向是否相对；若不相对，调整部，根据检测部触发，调整太阳能光伏面板朝向，直至太阳能光伏面板朝向和当时太阳光对太阳能光伏面板照射方向相对。本发明还公开一种太阳能装置控制方法。本发明实施方式实时监测太阳能光伏面板朝向与当时太阳光对太阳能光伏面板的照射方向是否相对，并根据监测结果自动调整太阳能光伏面板朝向，提高太阳光利用率。

Description

太阳能装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及光能辐射领域，特别涉及一种太阳能装置及其控制方法。

背景技术

能源是现代社会存在和发展的基石。随着全球经济社会的不断发展，能源消费也相应的持续增长，但是化石等能源是不可再生的，由于之前人们过度的开发利用煤炭、石油等不可再生能源，不但导致煤炭、石油等不可再生能源的日趋枯竭，还给我们生活的家园带来了严重的环境污染。所以，在化石等能源供应日趋紧张的背景下，大规模的开发和利用可再生能源已成为未来各国能源战略中的重要组成部分。

其中，太阳能作为一种可再生的绿色资源，已经备受各界青睐，随之而来的是太阳能光伏装置的大规模应用。目前，业界已经针对各个经度和纬度地区，给出了长周期的太阳光能辐射装置的最佳倾角和最佳方向角的计算和测量。然而，本发明人发现，这种方法只是针对太阳能光伏所在地的一个比较长时间平均太阳能最佳利用的方案。同时，现有的太阳能的调整系统，都是根据理论计算所在地的高度角和方位角，再根据计算值进行装置的调整，因此，仍然存在太阳光辐射能的利用效率问题。

发明内容

本发明实施方式的目的在于提供一种太阳能装置，实现了太阳能光伏面板朝向的实时监测和自动调整，从而最大化的利用太阳光，提高了太阳光利用率。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种太阳能装置，包括：太阳能光伏面板、检测部、调整部；

检测部设置于太阳能光伏面板上，与太阳能光伏面板平行；调整部与太阳能光伏面板联动连接；调整部与检测部电连接；

检测部，用于检测太阳能光伏面板的朝向和当时太阳光对太阳能光伏面板的照射方向是否相对；

若不相对，则调整部，用于根据检测部的触发，调整太阳能光伏面板的朝向，直至太阳能光伏面板的朝向和当时太阳光对太阳能光伏面板的照射方向相对。

本发明的实施方式还提供了一种太阳能装置控制方法，包括：

检测太阳能光伏面板的朝向和当时太阳光对太阳能光伏面板的照射方向是否相对；

若不相对，调整太阳能光伏面板的朝向，直至太阳能光伏面板的朝向和当时太阳光对太阳能光伏面板的照射方向相对。

本发明实施方式相对于现有技术而言，在太阳能光伏面板与当时太阳光对光伏面板的照射方向不相对时，自动调整太阳能光伏面板的朝向，直至太阳能光伏面板与当时太阳光对光伏面板的照射方向相对，保证了太阳能光伏面板时刻与当时太阳光对光伏面板的照射方向相对，从而实现了最大化的太阳光利用，提高了太阳光利用率。

另外，检测部包括：检测装置，检测装置具体包括：第一面板、第二面板和至少两个传感器单元；第一面板和第二面板相互平行，第一面板上具有透光区，第二面板对应于第一面板的位置为照射区，第二面板上位于照射区上方和下方的区域分别为第一检测区和第二检测区，位于照射区左侧和右侧的区域分别为第三检测区和第四检测区；两个传感器单元分别设置于第一检测区和第二检测区；或者分别设置于第三检测区和第四检测区；用于检测太阳能光伏面板的朝向和当时太阳光对太阳能光伏面板的照射方向是否相对。本发明实施方式中检测部结构进行了具体限定，实现了检测太阳能光伏面板的朝向和当时太阳光对太阳能光伏面板的照射方向是否相对。

另外，如果检测装置包括至少四个传感器单元，则四个传感器单元分别设置于第一检测区、第二检测区、第三检测区和第四检测区。本发明实施方式在水平和竖直方向，同时监测太阳能光伏面板的朝向和当时太阳光对太阳能光伏面板的照射方向是否相对，实现监测结果的一次性获取，且装置结构简单。

另外，检测部，包括：两个所述检测装置；其中，一个检测装置中的第一检测区和第二检测区设有传感器单元，另一个检测装置中的第三检测区和第四检测区设有传感器单元。本发明实施方式分别监测在水平和竖直方向，太阳能光伏面板的朝向和当时太阳光对太阳能光伏面板的照射方向是否相对，多种结构实现检测部的检测功能，检测部结构更加灵活。

另外，调整部包括：电机；调整部，利用电机转动，调整太阳能光伏面板的朝向。使得结构简单，易实现。

另外，调整部还包括：调整电路，用于在两个传感器单元中，存在输出了信号的传感器单元时，利用输出了信号的传感器单元，控制电机的转动方向。使得电机转动方向的控制。

另外，每个传感器单元包括：至少两个传感器；传感器单元，根据照射个数，确定输出信号的大小；其中，照射个数为传感器单元所包括的传感器中被太阳照射的个数；调整电路，还用于利用传感器单元的输出信号的大小，控制电机的转动速度；其中，输出信号越大对应的转动速度越大。本发明实施方式实现电机的转动速度快慢调整，如果太阳光伏面板的朝向和当时太阳光对太阳能光伏面板的照射方向偏离较大，实现快速调整太阳能光伏面板的朝向，使之与当时太阳光对太阳能光伏面板的照射方向相对，增加太阳光最大利用率时的时长。

另外，第一电阻与所述第二电阻阻值相等。本发明实施方式保证在太阳能光伏面板的朝向和当时太阳光对太阳能光伏面板的照射方向相对时，避免电机转动。

另外，还包括：定位模块和计算模块；定位模块，用于获取经度值、纬度值和当地时间；计算模块，用于根据经度值、纬度值和当地时间，计算太阳能光伏面板的初始朝向；调整部，还用于根据初始朝向，调整太阳能光伏面板朝向，直至太阳能光伏面板朝向与初始朝向一致。本发明实施方式确定太阳能光伏面板最佳初始朝向，使得进入太阳能光伏面板朝向的自动调整模式过程，功耗较低，且在太阳能光伏面板处于初始位置时，即可尽可能获取最大的太阳光利用率。

另外，还包括：云记录模块；云记录模块，具体包括：天气预报模块和启动判断模块；天气预报模块，用于收集第一预设时长内天气信息；启动判断模块，用于根据天气信息和当地时间，判断是否发送启动信息；检测部，还用于在收到启动信号时，检测太阳能光伏面板的朝向和当时太阳光对太阳能光伏面板的照射方向是否相对。本发明实施方式限定检测部在收到启动信号时，才进行检测，减少装置功耗。

另外，还包括：获取模块；获取模块与云服务器通信连接；获取模块，用于获取第二预设时长内太阳光利用时长；其中，太阳光利用时长是太阳能光伏面板的朝向与当时太阳光对太阳能光伏面板的照射方向持续相对的时长；将获取到的太阳光利用时长，通过通信连接上报至云服务器。本发明实施方式限定数据将上传备份，进行统一管理。

附图说明

图1是根据本发明第一实施方式的一种太阳能装置的结构示意图；

图2是根据本发明第二实施方式的一种太阳能装置的结构示意图；

图3是根据本发明第二实施方式的传感器单元位于上下方的检测装置结构示意图；

图4是根据本发明第二实施方式的一种传感器单元位于检测装置上下方的侧视图；

图5是根据本发明第二实施方式的一种太阳能装置的第一检测区传感器排列顺序示意图；

图6是根据本发明第二实施方式的传感器单元位于左右侧的检测装置结构示意图；

图7是根据本发明第二实施方式的一种传感器单元位于检测装置左右侧的侧视图；

图8是根据本发明第二实施方式的一种太阳能装置的第三检测区传感器排列顺序示意图；

图9是根据本发明第二实施方式的一种太阳能装置的检测装置与太阳能光伏面板位置示意图；

图10是根据本发明第三实施方式的一种太阳能装置的检测装置的结构示意图；

图11是根据本发明第四实施方式的一种太阳能装置的结构示意图；

图12是根据本发明第四实施方式的一种太阳能装置的调整电路的结构示意图；

图13是根据本发明第四实施方式的一种太阳能装置的调整电路的输出电路图；

图14A是根据本发明第四实施方式的调整太阳能光伏面板仰角的运动轨迹示意图；

图14B是根据本发明第四实施方式的调整太阳能光伏面板方位角的运动轨迹示意图；

图15是根据本发明第五实施方式的一种太阳能装置的结构示意图；

图16是根据本发明第六实施方式的一种太阳能装置的结构示意图；

图17是根据本发明第七实施方式的一种太阳能装置控制方法的流程图；

图18是根据本发明第八实施方式的一种太阳能装置控制方法的流程图；

图19是根据本发明第九实施方式的一种太阳能装置控制方法的流程图；

图20是根据本发明第十实施方式的一种太阳能装置控制方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

本发明的第一实施方式涉及一种太阳能装置，如图1所示，包括：太阳能光伏面板11、检测部12、调整部13。

其中，检测部12设置于太阳能光伏面板11上，与太阳能光伏面板11平行；调整部13与太阳能光伏面板11联动连接；调整部13与检测部电连接。

具体的说，检测部12位于太阳能光伏面板11上，检测部12可以内嵌于太阳能光伏面板11上，也可以位于太阳能光伏面板平面之上，检测部12与太阳能光伏面板平行。调整部13与太阳能光伏面板11联动连接，调整部13可以通过机械运动，带动太阳能光伏面板11做出相应的机械运动，从而对太阳能光伏面板11做出调整。调整部13与检测部12电连接，调整部13与检测部12之间，可以通过电信号，进行交互。

检测部12，用于检测太阳能光伏面板11的朝向和当时太阳光对太阳能光伏面板11的照射方向是否相对。

具体的说，检测部12检测太阳能光伏面板11的朝向和当时的太阳光对太阳能光伏面板11的照射方向是否相互垂直，即最佳状态下，太阳光垂直射向太阳能光伏面板11。另外，在实际应用中，即使太阳光对太阳能光伏面板11的照射方向和垂直有些偏差，也可以被认为在相对的范围内，如在85度至95度。

当检测部12检测到太阳能光伏面板11的朝向和当时太阳光对太阳能光伏面板11的照射方向不相对时，则调整部13，用于根据检测部12的触发，调整太阳能光伏面板11的朝向，直至太阳能光伏面板11的朝向和当时太阳光对太阳能光伏面板11的照射方向相对。

具体的说，当检测部12检测到太阳能光伏面板11的朝向和当时太阳光对太阳能光伏面板11的照射方向不相对时，则会触发调整部13开始工作，调整部13进行太阳能光伏面板11的朝向的调整，直至太阳能光伏面板11的朝向和当时太阳光对太阳能光伏面板11的照射方向相对，调整部13停止工作，等待下一次检测部12的触发。

本发明实施方式相对现有技术而言，主要区别及效果在于：在太阳能光伏面板与当时太阳光对光伏面板的照射方向不相对时，自动调整太阳能光伏面板的朝向，直至太阳能光伏面板与当时太阳光对光伏面板的照射方向相对，保证了太阳能光伏面板时刻与当时太阳光对光伏面板的照射方向相对，从而实现了最大化的太阳光利用，提高了太阳光利用率。

本发明的第二实施方式涉及一种太阳能装置，第二实施方式和第一实施方式中大致相同，主要区别在于第一实施方式中的检测部采用现有检测模组，而本实施方式中，如图2所示，检测部12包括检测装置121和122，实现了检测太阳能光伏面板的朝向和当时太阳光对太阳能光伏面板的照射方向，在水平和竖直方向是否相对。

检测部12包括：两个检测装置121和122，检测装置121具体包括，如图3所示，第一面板21、第二面板22和两个传感器单元23和24。

其中，第一面板21和第二面板22相互平行，第一面板21上具有透光区211，第二面板22对应于第一面板21的位置为照射区221，第二面板22上位于照射区221平面上方和下方的区域分别为第一检测区222和第二检测区223，且两个传感器单元23和24分别位于第一检测区222和第二检测区223上。

具体的说，检测装置121设置于太阳能光伏面板11上，且检测装置121平行于太阳能光伏面板11放置，第一面板21和第二面板22相互平行，并且平行于太阳能光伏面板11，第一面板21上具有透光区211，该透光区211可以为透明的玻璃面板，也可以为在第一面板21上挖空的一个位置。第二面板22对应于第一面板21的位置为照射区221，照射区221位于透光区211的下方，且照射区221与透光区211的面积相等。此时，第二面板22上位于照射区221平面上方和下方的区域分别为第一检测区222和第二检测区223，且照射区221的上方和下方位于同一平面，即第二平面22上。

此外，两个传感器单元23和24分别设置于第一检测区222和第二检测区223；用于检测太阳能光伏面板11的竖直朝向和当时太阳光对太阳能光伏面板11的照射方向是否相对。

具体的说，两个传感器单元23和24分别设置于第一检测区222和第二检测区223。其中，第一检测区222与第二检测区223是对称的位于照射区221两侧的，则当太阳能光伏面板11的朝向和当时太阳光对太阳能光伏面板11的照射方向不相对时，太阳光通过透光区211斜射到第二面板22上，此时，太阳光照射到检测区上的传感器单元23或者24，由于传感器单元23和24位于照射区221对称两侧，因此不会被同时照射到。通过检测传感器单元23或者24是否被太阳光照射到，可以判断出太阳能光伏面板11的朝向和当时太阳光对太阳能光伏面板11的照射方向，在竖直方向是否相对。

其中，检测装置121的侧视图如图4所示，可以测量太阳能光伏面板11的仰角是否和太阳光入射角匹配，即在太阳能光伏面板11的竖直方向上，该太阳能光伏面板11的朝向和当时太阳光对太阳能光伏面板11的照射方向是否相对，即太阳光是否垂直照射太阳能光伏面板11。

具体的说，上层透光区211和下层照射区221保持和太阳能光伏面板11平行，当太阳能光伏面板11的朝向和当时太阳光对太阳能光伏面板11的照射方向在竖直方向不相对时，太阳入射光可以通过上层透光区211，照射到下层照射区221以外的第一检测区222或第二检测区223上。假如太阳能光伏面板11的仰角β大于太阳光入射角α，则太阳入射光会投射到位于第二检测区223上的传感器单元24上，从而产生相应的电信号，该电信号控制调整部13调整太阳能光伏面板11的朝向，直至太阳能光伏面板11的朝向和当时太阳光对太阳能光伏面板11的照射方向，在竖直方向相对。反之，太阳入射光会投射到位于第一检测区222上的传感器单元23上，产生电信号控制调整部13反向调整太阳能光伏面板11的朝向，直至太阳能光伏面板11的朝向和当时太阳光对太阳能光伏面板11的照射方向，在竖直方向相对。

需要说明的是，在实际应用中，传感器单元的个数可以为4个，若传感器单元个数为4个，则在第一检测区222和第二检测区223的传感器个数分别为2个，此外，传感器单元的个数还可以为8个、16个等，在此不再一一赘述。

值得一提的说，每个传感器单元23或者24中，可以含有两个传感器，并且，该传感器可以为光敏传感器，当太阳光照射到该光敏传感器上时，产生电信号。

以传感器单元23包括：至少两个传感器1001、1002为例，如图5所示，为位于第一检测区222内的传感器1001、1002排列方式。

需要说明的是，传感器的个数不仅仅限于两个，还可以为3个、4个等，其按照图5中的方式，继续排列，在此不再一一赘述。

此外，另一个检测装置122如图6所示，和检测装置121类似，具体包括，第一面板31、第二面板32和两个传感器单元25和26。

其中，检测装置122中传感器单元25和26的设置位置与检测装置121不同，设置在第三检测区324和第四检测区325中，第二面板32上位于照射区321左侧和右侧的区域分别为第三检测区324和第四检测区325。

此外，检测装置122的侧视图如图7所示，可以测量太阳能光伏面板11的方位角是否和太阳光方位角匹配，即在太阳能光伏面板11的水平方向上，该太阳能光伏面板11的朝向和当时太阳光对太阳能光伏面板11的照射方向是否相对。

具体的说，上层透光区311和下层照射区321保持和太阳能光伏面板11平行，当太阳能光伏面板11的朝向和当时太阳光对太阳能光伏面板11的照射方向水平方向不相对时，太阳入射光可以通过上层透光区311，照射到下层照射区321以外的第三检测区324或第四检测区325上。

在该检测装置的下层的照射区321左右侧的第三检测区和第四检测区分布传感器单元25和26，用来检测太阳能光伏面板11的方位角γ是否和太阳光方位角δ一致，假如太阳能光伏面板11的方位角β大于太阳光方位角δ，则太阳入射光会投射到位于第四检测区325上的传感器单元26上，从而产生相应的电信号，该电信号控制调整部13调整太阳能光伏面板11的朝向，直至太阳能光伏面板11的朝向和当时太阳光对太阳能光伏面板11的照射方向，在水平方向相对。

此外，以传感器单元25包括：两个传感器1003、1004为例，如图8所示，为位于第三检测区324内的传感器1003、1004排列方式。

此外，两个检测装置121和122，如图9所示，可以位于太阳能光伏面板11的两侧，其中一个检测装置122位于太阳能光伏面板11平面的上方，另一个检测装置121位于太阳能光伏面板11位于太阳能光伏面板11平面的左侧。

需要说明的是，两个检测装置121和122也可以位于太阳能光伏面板11外围上，并且两个检测装置121和122可以位于太阳能光伏面板11上或者太阳能光伏面板11外围的任意位置，在此不再一一赘述。

本发明实施方式相对现有技术而言，主要区别及效果在于：对第一实施方式中的太阳能装置的检测部内部结构，做了进一步限定，检测部包括两个检测装置，实现了检测太阳能光伏面板的朝向和当时太阳光对太阳能光伏面板的照射方向是否相对。

本发明的第三实施方式涉及一种太阳能装置。第三实施方式是第一实施方式的进一步优化，主要优化之处在于：在本发明第三实施方式中，如图10所示，检测装置包括四个传感器单元23至26，实现了在水平和竖直方向，同时监测太阳能光伏面板的朝向和当时太阳光对太阳能光伏面板的照射方向是否相对，整套太阳能装置只需一个检测装置进行检测，装置结构更为简单。

本实施方式中的检测装置包括四个传感器单元，则四个传感器单元23至26分别设置于第一检测区222、第二检测区223、第三检测区224和第四检测区225。

具体的说，四个传感器单元23至26位于一个检测装置中，通过设置于第一检测区222和第二检测区223的传感器单元23和24，可以检测出在竖直方向上，太阳能光伏面板的朝向和当时太阳光对太阳能光伏面板的照射方向是否相对；通过设置于第三检测区224和第四检测区225的传感器单元25和26，可以检测出在水平方向上，太阳能光伏面板的朝向和当时太阳光对太阳能光伏面板的照射方向是否相对，可以一次性的获取水平和竖直方向检测结果，且检测装置结构简单。

本发明实施方式相对现有技术而言，主要区别及效果在于：检测装置包括至少四个传感器单元，且整套装置只需一个检测装置进行检测，实现了在水平和竖直方向，同时监测太阳能光伏面板的朝向和当时太阳光对太阳能光伏面板的照射方向是否相对，监测结果的一次性获取，且装置结构简单。

本发明的第四实施方式涉及一种太阳能装置。第四实施方式和第二实施方式大致相同，主要区别在于第二实施方式中的调整部采用了现有的调整模组，而在本发明第四实施方式中的调整部11包括：电机131。利用电机131转动，调整太阳能光伏面板11的朝向。使得装置结构简单，易实现。

本实施方式中的太阳能装置示意图如图11所示，调整部13包括：电机131和调整电路132，利用电机131转动，调整太阳能光伏面板11的朝向。

具体的说，调整部13中的电机131也与太阳能光伏面板11联动连接，电机131可以正传或者反转，通过正传或者反转，调整太阳能光伏面板11的朝向。

更具体的说，调整电路132，用于在两个传感器单元中，存在输出了信号的传感器单元时，利用输出了信号的传感器单元，控制电机131的转动方向。

进一步的说，当太阳能光伏面板11的朝向和当时太阳光对太阳能光伏面板11的照射方向不相对时，太阳光会照射到对称传感器单元中的一个，当传感器单元被照射到时，会产生输出信号，根据输出的信号正负，控制电机131的转动方向。

此外，传感器单元可以含有多个传感器，例如4个、8个等，根据传感器被太阳光照射的个数，控制电机131转动速度，实现电机131的转动速度快慢调整。

具体的说，传感器单元，根据照射个数，确定输出信号的大小；其中，照射个数为传感器单元所包括的传感器中被太阳照射的个数。传感器可以按照如图5中的方式进行排列，如果太阳光照射的传感器个数较多，则其输出的电压值较大，反之，如果太阳光照射的传感器个数较少，则其输出的电压值较小。

此外，调整部13，还用于利用传感器单元的输出信号的大小，控制太阳能光伏面板11朝向的调整速度；其中，输出信号越大对应的电机131转动速度越大。

具体的说，当太阳能光伏面板的朝向和当时太阳光对太阳能光伏面板的照射方向偏差较大时，更多的传感器被太阳光照射到，输出的电压值较高，电压值越高，则其控制的调整速度就越快，则此时，调整部利用传感器单元的输出信号的大小，控制电机快速转动，从而调整太阳能光伏面板的朝向。

进一步的说，调整电路132结构如图12所示，包括：第一比较器61、第二比较器62、第一电阻63、第二电阻64、第一传感器单元65、第二传感器单元66和加法器67。

其中，第一比较器61的负输入端连接第二电阻64和第二传感器单元66，第一比较器61的正输入端输入零电平值，输出第一比较值。第二比较器62的负输入端输入零电平值，第二比较器62的正输入端连接第一电阻63和第一传感器单元65，输出第二比较值。加法器67的输入端分别连接第一比较器61与第二比较器62的输出端，加法器67的输出端连接电机131的输入端。

具体的说，第一传感器单元65对应的是位于检测装置121下方的传感器单元和位于检测装置122右侧的传感器单元，第二传感器单元66对应的是位于检测装置121上方的传感器单元和位于检测装置122左侧的传感器单元。两个传感器单元采用并联的方式，当其中一个传感器单元感应到太阳光的时候，其对应的电阻值减少，整体的并联电阻值随之减小。比较器61和比较器62是电压比较器，在第一传感器单元65和第二传感器单元66中的传感器没有感应到光线的时候，整个电路零电平输出，电机131任何动作，加法器67将第一比较器61和第二比较器62的输出信号求和，即Vout输出，Vout输出连接电机131，控制电机131转动。

在实际应用中，当第一传感器单元65中的传感器感应到光线的时候，第二传感器单元66中的传感器不会感应道光线，也就是第一比较器61是零电平输出，第二比较器62是低电平输出，那么Vout低电平输出，如图13的t1至t2时刻所示，在Vout低电平输出时，调整电机131正传，电机131联动连接太阳能光伏面板11，调整太阳能光伏面板11的朝向；当第二传感器单元66中的传感器感应到光线的时候，第一传感器单元65中的传感器不会感应到光线，也就是第一比较器61是高电平输出，第二比较器62是零电平输出，那么Vout高电平输出，调整电机131反转，如图13的0至t0时刻所示。

此外，从调整电路获取的输出信号，控制电机131转动，调整太阳能光伏面板11在竖直方向的朝向，从而调整太阳能光伏面板11的仰角β，如图14A所示；图14B是调整太阳能光伏面板11的方位角γ的示意图，在自动调整太阳能光伏面板11的仰角β的同时，通过获取的调整电路的输出信号，控制电机131转动，同时调整太阳能光伏面板11在水平方向的朝向，按照图14B中的圆轨道轨迹旋转实现太阳能光伏面板11的方位角γ的调整，其中三个轨道各自对应的轨迹半径为r2，r3，r4。通过两个方向自动调整，实现实时跟踪调整太阳能光伏面板朝向调整，保证了太阳能的高效充分利用。

通过传感器这种自适应太阳光线感知，输出电信号，通过电信号值的正负，自动调整电机的正传或者反转，调整太阳能光伏面板11在水平方向的朝向，即太阳能光伏面板11的仰角；并且调整太阳能光伏面板11在竖直方向的朝向，即太阳能光伏面板11的方位角，从而达到预期的闭环的自动调节目标。

值得一提的是，第一电阻63与第二电阻64阻值可以相等。在第一传感器单元65和第二传感器单元66中的传感器未被太阳光照射时，由于第一电阻63与第二电阻64阻值相等，则第一比较器61的负输入端的电压与第二比较器62的正输入端的电压值相同，通过第一比较器61和第二比较器62的第一比较值和第二比较值的值大小相同，符号相反，经过加法器67后，输出Vout值为0，电机不转动。如果第一电阻63与第二电阻64阻值不等，电机就会发生错误的转动。

本发明实施方式相对现有技术而言，主要区别及效果在于：调整部包括电机。利用电机转动，调整太阳能光伏面板的朝向。使得装置结构简单，易实现。

本发明的第五实施方式涉及一种太阳能装置。第五实施方式是第四实施方式的进一步改进，主要改进之处在于：在本发明第五实施方式中，如图15所示，还包括：定位模块1101和计算模块1102，用于获取太阳能光伏面板11的初始朝向，使得进入太阳能光伏面板11朝向的自动调整模式过程，功耗较低，且在太阳能光伏面板11处于初始朝向时，仍可获取较高太阳光利用率。

太阳能装置，还包括：定位模块1101和计算模块1102。

定位模块1101，用于获取经度值、纬度值和当地时间。

计算模块1102，用于根据经度值、纬度值和当地时间，计算太阳能光伏面板的初始朝向。

调整部13，还用于根据初始朝向，调整太阳能光伏面板11朝向，直至太阳能光伏面板11朝向与初始朝向一致。

此外，还包括：云记录模块1103。

云记录模块1103，具体包括：天气预报模块11031和启动判断模块11032。

天气预报模块11031，用于收集第一预设时长内天气信息。

具体的说，第一预设时长可以为用户设置的一个时长，例如，1天、2天等。

启动判断模块11032，用于根据天气信息和当地时间，判断是否发送启动信息。

检测部12，还用于在收到启动信号时，检测太阳能光伏面板11的朝向和当时太阳光对太阳能光伏面板11的照射方向是否相对。

本发明实施方式相对现有技术而言，主要区别及效果在于：还包括：定位模块和计算模块，用于获取太阳能光伏面板的初始朝向，使得进入太阳能光伏面板朝向的自动调整模式过程，功耗较低，且在太阳能光伏面板处于初始朝向时，仍可获取较高太阳光利用率。

本发明的第六实施方式涉及一种太阳能装置。第六实施方式是第四实施方式的进一步改进，主要改进之处在于：在本发明第六实施方式中，如图16所示，还包括：获取模块1201，获取模块1201将获取的太阳光利用时长，上报至云服务器，实现数据上传备份，进行统一管理。

太阳能装置，还包括：获取模块1201。

获取模块1201与云服务器1202通信连接。

获取模块1201，用于获取第二预设时长内太阳光利用时长；其中，太阳光利用时长是太阳能光伏面板的朝向与当时太阳光对太阳能光伏面板的照射方向持续相对的时长；将获取到的太阳光利用时长，通过通信连接上报至云服务器1202。

具体的说，检测部12检测太阳能光伏面板的朝向与当时太阳光对太阳能光伏面板的照射方向是否相对，获取模块1201获取太阳能光伏面板的朝向与当时太阳光对太阳能光伏面板的照射方向相对的时长。并且，在第二预设时长内获取该相对时长，第二预设时长可以为用户设定的一个时长，例如，1天、12小时等。

本发明实施方式相对现有技术而言，主要区别及效果在于：还包括：获取模块，获取模块将获取的太阳光利用时长，上报至云服务器，实现数据上传备份，进行统一管理。

值得一提的是，本实施方式中所涉及到的各模块均为逻辑模块，在实际应用中，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现。此外，为了突出本发明的创新部分，本实施方式中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。

本发明第七实施方式涉及一种太阳能装置控制方法，其方法被上述各个实施例中描述的太阳能装置执行，以实现相应的技术效果，其流程，如图17所示，包含：

步骤1701：检测太阳能光伏面板的朝向和当时太阳光对太阳能光伏面板的照射方向是否相对。

具体的说，具体的说，如果太阳能光伏面板的朝向和当时太阳光对太阳能光伏面板的照射方向相对，则重复执行本操作，否则，进入步骤1702。在检测到太阳能光伏面板的朝向和当时太阳光对太阳能光伏面板的照射方向相对，则再次进入本步骤，进行重复的检测，直至检测到两者朝向不一致。

步骤1702：调整太阳能光伏面板朝向。

具体的说，调整太阳能光伏面板的朝向，直至调整到当次检测的太阳能光伏面板的朝向和当时太阳光对太阳能光伏面板的照射方向处于相对状态为止。

本发明实施方式相对现有技术而言，主要区别及效果在于：在太阳能光伏面板与当时太阳光对光伏面板的照射方向不相对时，自动调整太阳能光伏面板的朝向，直至太阳能光伏面板与当时太阳光对光伏面板的照射方向相对，保证了太阳能光伏面板时刻与当时太阳光对光伏面板的照射方向相对，从而实现了最大化的太阳光利用，提高了太阳光利用率。

本发明第八实施方式涉及一种太阳能装置控制方法，第八实施方式是第七实施方式的进一步改进，主要改进之处在于：在本发明第八实施方式中，分别在水平和竖直方向检测和调整太阳能光伏面板朝向，从而实现了最大化的太阳光利用，提高了太阳光利用率。

本实施方式的流程，如图18所示，包含：

步骤1301：检测太阳能光伏面板的朝向和当时太阳光对太阳能光伏面板的照射方向，在水平方向是否相对。

具体的说，如果太阳能光伏面板的朝向和当时太阳光对太阳能光伏面板的照射方向，在水平方向相对，则进入步骤1303，否则，进入步骤1302。检测太阳能光伏面板的朝向和当时太阳光对太阳能光伏面板的照射方向，在水平方向是否相对，首先对水平方向的朝向进行检测，如果相对，进入步骤1303。

步骤1302：调整太阳能光伏面板的水平方向朝向。

具体的说，调整太阳能光伏面板的水平方向朝向，直至调整到当次检测的太阳能光伏面板的朝向和当时太阳光对太阳能光伏面板的照射方向在水平方向处于相对状态。

步骤1303：检测太阳能光伏面板的朝向和当时太阳光对太阳能光伏面板的照射方向，在竖直方向是否相对。

具体的说，如果太阳能光伏面板的朝向和当时太阳光对太阳能光伏面板的照射方向，在竖直方向相对，则进入步骤1301，否则，进入步骤1304。

步骤1304：调整太阳能光伏面板的竖直方向朝向。

具体的说，调整太阳能光伏面板的竖直方向朝向，直至调整到当次检测的太阳能光伏面板的朝向和当时太阳光对太阳能光伏面板的照射方向在竖直方向处于相对状态。

需要说明的是，步骤1301、1302和步骤1303、1304之间，没有严格的逻辑顺序，也可以先执行步骤1303、1304，再执行步骤1301、1302，执行顺序的先后，对本实施方式结果不会造成任何影响，因此，在此不再一一赘述。

本发明实施方式相对现有技术而言，主要区别及效果在于：分别在水平和竖直方向检测和调整太阳能光伏面板朝向，从而实现了最大化的太阳光利用，提高了太阳光利用率。

不难发现，本实施方式为与第二实施方式相对应的系统实施例，本实施方式可与第二实施方式互相配合实施。第二实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第二实施方式中。

本发明的第九实施方式涉及一种太阳能装置控制方法。第九实施方式是第七实施方式的进一步改进，主要改进之处在于：在本发明第九实施方式中，在检测太阳能光伏面板的朝向和当时太阳光对太阳能光伏面板的照射方向是否相对之前，还包括：获取太阳能光伏面板的初始朝向并将太阳能光伏面板朝向转至与初始朝向一致，获取太阳能光伏面板的最佳初始朝向，使得进入太阳能光伏面板朝向的自动调整模式过程中，功耗较低，且在太阳能光伏面板处于初始朝向时，仍可获取较高太阳光利用率。

本发明实施方式的流程图，如图19所示，包括：

步骤1401：获取经度值、纬度值和当地时间。

具体的说，获取太阳能光伏面板所在地的地理位置，即经度值和纬度值，并且获取太阳能光伏面板所在地的时间，即当地时间，在整个操作过程中，不断更新当地时间。

步骤1402：计算太阳能光伏面板的初始朝向。

具体的说，根据步骤1401中获取的经度值和纬度值，计算太阳能光伏面板的初始朝向，初始朝向的竖直方向的朝向，可以根据经度值和纬度值计算得知，初始朝向的水平方向的朝向，可以朝向正东。

步骤1403：转动太阳能光伏面板的朝向至与初始朝向一致。

具体的说，转动太阳能光伏面板的朝向，太阳能光伏面板在竖直方向的朝向可以与步骤1402中计算的结果一直，太阳能光伏面板在水平方向的朝向可以朝向正东。

步骤1404：收集第一预设时长内天气信息。

具体的说，第一预设时长可以为用户设置的一个时长，例如1天。则可以收集一天之内的天气变化情况。

需要说明的是，步骤1404也可以在步骤1401之前先执行，其在步骤1401之前或者在1403之后执行，不会对现有效果有任何的影响。

步骤1405：判断是否发送启动信息。

具体的说，根据步骤1404中收集的天气信息和更新的当地时间，判断是否发送启动信息，如果发送启动信息，则进入步骤1406中，否则，进入步骤1404中。例如，当获取到的当地时间在上午六点到下午六点之间时，并且收集到的天气信息为晴朗时，可以发送启动信息。

步骤1406：检测太阳能光伏面板的朝向和当时太阳光对太阳能光伏面板的照射方向是否相对。

具体的说，如果太阳能光伏面板的朝向和当时太阳光对太阳能光伏面板的照射方向相对，则进入步骤1404，否则，进入步骤1407。在检测到太阳能光伏面板的朝向和当时太阳光对太阳能光伏面板的照射方向相对，重新进入步骤1404，在收集天气信息后，如果判断发送启动信息，再次进行太阳能光伏面板的朝向的自动调整阶段。

步骤1407:调整太阳能光伏面板朝向。

具体的说，调整太阳能光伏面板的朝向，直至调整到当次检测的太阳能光伏面板的朝向和当时太阳光对太阳能光伏面板的照射方向处于相对状态。

本发明实施方式相对现有技术而言，主要区别及效果在于：在检测太阳能光伏面板的朝向和当时太阳光对太阳能光伏面板的照射方向是否相对之前，还包括：获取太阳能光伏面板的初始朝向并将太阳能光伏面板朝向转至与初始朝向一致，获取太阳能光伏面板的最佳初始朝向，使得进入太阳能光伏面板朝向的自动调整模式过程中，功耗较低，且在太阳能光伏面板处于初始朝向时，仍可获取较高太阳光利用率。

由于第四实施方式与本实施方式相互对应，因此本实施方式可与第四实施方式互相配合实施。第四实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，在第四实施方式中所能达到的技术效果在本实施方式中也同样可以实现，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第四实施方式中。

本发明的第十实施方式涉及一种太阳能装置控制方法。第十实施方式是第七实施方式的进一步优化，主要优化之处在于：在本发明第十实施方式中，获取第二预设时长内太阳光利用时长，并将该太阳光利用时长上传至云服务器中，进行数据的统一管理、备份。

由于步骤1501、1502和步骤1406、1407完全一致，在此不再一一赘述。

本实施方式的流程图，如图20所示，包括：

步骤1503：获取第二预设时长内太阳光利用时长。

具体的说，获取第二预设时长内太阳光利用时长；其中，太阳光利用时长是太阳能光伏面板的朝向与当时太阳光对太阳能光伏面板的照射方向持续相对的时长。第二预设时长为用户设定的时长，例如1天。在一天时间内，获取太阳能光伏面板的朝向与当时太阳光对太阳能光伏面板的照射方向持续相对的时长。例如，在一天内，太阳能光伏面板的朝向与当时太阳光对太阳能光伏面板的照射方向持续相对的时长为10小时，则获取到的太阳光利用时长为10小时。

步骤1504：将获取的太阳光利用时长上报至云服务器。

具体的说，将获取到的太阳光利用时长，通过通信连接上报至云服务器。与云服务器可以通过通信连接，进行数据的传输，将步骤1503中获取的太阳光利用时长，上报至云服务器中进行保存。人员可以通过手机、电脑等电子设备，远程下载该数据，该数据可以反映太阳能设备所在地的光照情况，并且可以对该光照数据进行长期的追踪，该数据也可以作为对气候治理的一个有效数据参考。

本发明实施方式相对现有技术而言，主要区别及效果在于：获取第二预设时长内太阳光利用时长，并将该太阳光利用时长上传至云服务器中，进行数据的统一管理、备份。

上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包含相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。

本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (17)

1.一种太阳能装置，其特征在于，包括：太阳能光伏面板、检测部、调整部；

所述检测部设置于太阳能光伏面板上，与所述太阳能光伏面板平行；所述调整部与所述太阳能光伏面板联动连接；所述调整部与所述检测部电连接；

所述检测部，用于检测所述太阳能光伏面板的朝向和当时太阳光对所述太阳能光伏面板的照射方向是否相对；

若不相对，则所述调整部，用于根据所述检测部的触发，调整所述太阳能光伏面板的朝向，直至所述太阳能光伏面板的朝向和当时太阳光对所述太阳能光伏面板的照射方向相对；

其中，所述检测部包括：检测装置，所述检测装置具体包括：第一面板、第二面板和至少两个传感器单元；

所述第一面板和所述第二面板相互平行，所述第一面板上具有透光区，所述第二面板对应于所述第一面板的位置为照射区，所述第二面板上位于所述照射区上方和下方的区域分别为第一检测区和第二检测区，位于所述照射区左侧和右侧的区域分别为第三检测区和第四检测区；

所述两个传感器单元分别设置于所述第一检测区和所述第二检测区；或者分别设置于所述第三检测区和所述第四检测区；用于检测所述太阳能光伏面板的朝向和当时太阳光对所述太阳能光伏面板的照射方向是否相对。

2.根据权利要求1所述的太阳能装置，其特征在于，如果所述检测装置包括至少四个传感器单元，则所述四个传感器单元分别设置于所述第一检测区、所述第二检测区、所述第三检测区和所述第四检测区。

3.根据权利要求1所述的太阳能装置，其特征在于，所述检测部，包括：两个所述检测装置；

其中，一个所述检测装置中的第一检测区和第二检测区设有所述传感器单元，另一个所述检测装置中的第三检测区和第四检测区设有所述传感器单元。

4.根据权利要求1所述的太阳能装置，其特征在于，所述调整部包括：电机；

所述调整部，利用所述电机转动，调整所述太阳能光伏面板的朝向。

5.根据权利要求4所述的太阳能装置，其特征在于，所述调整部还包括：调整电路，用于在所述两个传感器单元中，存在输出了信号的传感器单元时，利用所述输出了信号的传感器单元，控制所述电机的转动方向。

6.根据权利要求5所述的太阳能装置，其特征在于，每个所述传感器单元包括：至少两个传感器；

所述传感器单元，根据照射个数，确定所述输出信号的大小；其中，照射个数为所述传感器单元所包括的传感器中被太阳照射的个数；

所述调整电路，还用于利用所述传感器单元的输出信号的大小，控制所述电机的转动速度；其中，所述输出信号越大对应的转动速度越大。

7.根据权利要求5所述的太阳能装置，其特征在于，所述调整电路具体包括：第一比较器、第二比较器、第一电阻、第二电阻、第一传感器单元、第二传感器单元和加法器；

所述第一比较器的负输入端连接所述第二电阻和所述第二传感器单元，所述第一比较器的正输入端输入零电平值，输出第一比较值；

所述第二比较器的负输入端输入所述零电平值，所述第二比较器的正输入端连接所述第一电阻和所述第一传感器单元，输出第二比较值；

所述加法器的输入端分别连接所述第一比较器与所述第二比较器的输出端，所述加法器的输出端连接所述电机的输入端。

8.根据权利要求7所述的太阳能装置，其特征在于，所述第一电阻与所述第二电阻阻值相等。

9.根据权利要求1所述的太阳能装置，其特征在于，还包括：定位模块和计算模块；

所述定位模块，用于获取经度值、纬度值和当地时间；

所述计算模块，用于根据所述经度值、所述纬度值和所述当地时间，计算所述太阳能光伏面板的初始朝向；

所述调整部，还用于根据所述初始朝向，调整所述太阳能光伏面板朝向，直至所述太阳能光伏面板朝向与所述初始朝向一致。

10.根据权利要求9所述的太阳能装置，其特征在于，还包括：云记录模块；

所述云记录模块，具体包括：天气预报模块和启动判断模块；

所述天气预报模块，用于收集第一预设时长内天气信息；

所述启动判断模块，用于根据所述天气信息和所述当地时间，判断是否发送启动信息；

所述检测部，还用于在收到所述启动信号时，检测所述太阳能光伏面板的朝向和当时太阳光对所述太阳能光伏面板的照射方向是否相对。

11.根据权利要求1所述的太阳能装置，其特征在于，还包括：获取模块；

所述获取模块与云服务器通信连接；

所述获取模块，用于获取第二预设时长内太阳光利用时长；其中，所述太阳光利用时长是所述太阳能光伏面板的朝向与当时太阳光对所述太阳能光伏面板的照射方向持续相对的时长；将获取到的所述太阳光利用时长，通过所述通信连接上报至所述云服务器。

12.一种太阳能装置控制方法，其特征在于，包括：

检测太阳能光伏面板的朝向和当时太阳光对所述太阳能光伏面板的照射方向是否相对；

若不相对，调整所述太阳能光伏面板的朝向，直至所述太阳能光伏面板的朝向和当时太阳光对所述太阳能光伏面板的照射方向相对；

其中，所述检测部包括：检测装置，所述检测装置具体包括：第一面板、第二面板和至少两个传感器单元；

所述第一面板和所述第二面板相互平行，所述第一面板上具有透光区，所述第二面板对应于所述第一面板的位置为照射区，所述第二面板上位于所述照射区上方和下方的区域分别为第一检测区和第二检测区，位于所述照射区左侧和右侧的区域分别为第三检测区和第四检测区；

所述两个传感器单元分别设置于所述第一检测区和所述第二检测区；或者分别设置于所述第三检测区和所述第四检测区；用于检测所述太阳能光伏面板的朝向和当时太阳光对所述太阳能光伏面板的照射方向是否相对。

13.根据权利要求12所述的太阳能装置控制方法，其特征在于，在所述检测太阳能光伏面板的朝向和当时太阳光对所述太阳能光伏面板的照射方向是否相对中，具体包括：

检测所述太阳能光伏面板的朝向和当时太阳光对所述太阳能光伏面板的照射方向，在水平方向是否相对；

检测所述太阳能光伏面板的朝向和当时太阳光对所述太阳能光伏面板的照射方向，在竖直方向是否相对。

14.根据权利要求12所述的太阳能装置控制方法，其特征在于，在所述调整所述太阳能光伏面板的朝向，直至所述太阳能光伏面板的朝向和当时太阳光对所述太阳能光伏面板的照射方向相对中，具体包括：

调整所述太阳能光伏面板的水平方向朝向，直至所述太阳能光伏面板的朝向和当时太阳光对所述太阳能光伏面板的照射方向在水平方向相对；

调整所述太阳能光伏面板的竖直方向朝向，直至所述太阳能光伏面板的朝向和当时太阳光对所述太阳能光伏面板的照射方向在竖直方向相对。

15.根据权利要求12所述的太阳能装置控制方法，其特征在于，在所述检测太阳能光伏面板的朝向和当时太阳光对所述太阳能光伏面板的照射方向是否相对之前，还包括：

获取经度值、纬度值和当地时间；

根据所述经度值、所述纬度值和所述当地时间，计算所述太阳能光伏面板的初始朝向；

根据所述初始朝向，转动所述太阳能光伏面板的朝向，转至所述太阳能光伏面板朝向与所述初始朝向一致。

16.根据权利要求15所述的太阳能装置控制方法，其特征在于，在所述根据所述初始朝向，转动所述太阳能光伏面板朝向，转至所述太阳能光伏面板朝向与所述初始朝向一致之后，还包括：

收集第一预设时长内天气信息；

根据所述天气信息和所述当地时间，判断是否发送启动信息；

在收到所述启动信号时，检测所述太阳能光伏面板的朝向和当时太阳光对所述太阳能光伏面板的照射方向是否相对。

17.根据权利要求12所述的太阳能装置控制方法，其特征在于，在所述直至所述太阳能光伏面板的朝向和当时太阳光对所述太阳能光伏面板的照射方向相对之后，还包括：

获取第二预设时长内太阳光利用时长；其中，所述太阳光利用时长是所述太阳能光伏面板的朝向与当时太阳光对所述太阳能光伏面板的照射方向持续相对的时长；

将获取到的所述太阳光利用时长，通过通信连接上报至云服务器。