CN107834970A - 一种自动追光发电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动追光发电装置，包括太阳能板、左右旋转机构、上下摆头机构、两组光敏电阻以及主控箱，其中，上下摆头机构固定在左右旋转机构上，太阳能板安装在上下摆头机构，两组光敏电阻分别相对安装在太阳能板，主控箱的控制电路依据两组光敏电阻提供的信号分别对左右旋转机构和上下摆头机构进行控制，并由左右旋转机构和上下摆头机构带动太阳能板旋转及摆动，装置使太阳能板能迅速运动并正对太阳，可使发电效率达到最大化。
Description
技术领域
本发明属于一种太阳能发电的装置，涉及一种依据光照强弱来调整太阳能板朝向的改良，更具体地，是一种能实现自动追光的太阳能发电装置。
背景技术
现有技术中，太阳能发电装置多采用太阳能板固定的方式，致使太阳能板自始至终只有一个朝向，由于太阳位置在一天中系由东向西时刻发生着变化，因而这种方式的太阳能发电装置其太阳能板无法每时每刻正对太阳，导致其发电效益差。
为此，人们提出了各种改进的方案，试图可以在不用人为移动的情况下让太阳能板能时刻正对太阳，以便达到发电效益的最大化，但是，现有技术中这种方式的太阳能发电装置仍存在各种各样的问题。
目前，对太阳位置进行自动追踪的装置中，有采用视日运动轨迹进行跟踪的，它根据精准的当地经纬度及采用精确的太阳轨迹算法来确认当前太阳的朝向，需要联接网络确认当前时间及通过全球定位系统确认当前经纬度，不仅会消耗较多所发电能，而且系统设置也复杂；也有采用光电跟踪的，采用光敏电阻比较不同方向光线强度来确认光线最强处以确认当前太阳的朝向，采用这种方式进行跟踪，技术上更简单，制造及使用成本也较低，为人们所接受并乐于积极开发的一种方式。
通常，为了使太阳能板能时刻对着太阳，人们采用运动方式，通过转动或者摆动来调节太阳能板的位置和朝向，但是，仅仅依靠转动或者摆动是无法使太阳能板能够正对着太阳，实际使用中，还存在如何快速、准确地运动并调节到正对太阳的位置及朝向。
另外，光敏电阻一般系固定于太阳能板不同的侧面，用于探测不同侧面光线的强度，但是，由于它们之间距离较远，它们各自感受的光强差异明显，易造成在测量上产生差异，使太阳能板难以正对着太阳。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种自动追光发电装置，装置利用光敏电阻对不同方向的光线强度进行探测，并据此控制左右旋转机构及上下摆动机构运动，在左右旋转以及上下摆动共同作用下，使太阳能板能迅速运动并正对太阳，使发电效率达到最大化。
本发明的第二个目的在于提供一种自动追光发电装置，该装置提出了一种光敏电阻的探头结构，由该探头进行光线强度的探测，并据此进行转向控制，能实现太阳能板精准地正对太阳。
本发明的自动追光发电装置是这样实现的：
一种自动追光发电装置，其特点是：包括太阳能板、左右旋转机构、上下摆头机构、两组光敏电阻以及主控箱，其中，上下摆头机构固定在左右旋转机构上，太阳能板安装在上下摆头机构，两组光敏电阻分别相对安装在太阳能板，主控箱的控制电路依据两组光敏电阻提供的信号分别对左右旋转机构和上下摆头机构进行控制，并由左右旋转机构和上下摆头机构带动太阳能板旋转及摆动。
这样，主控箱的控制电路能够依据一组光敏电阻提供的信号对左右旋转机构进行控制，同时，主控箱的控制电路能够依据另一组光敏电阻提供的信号对上下摆头机构进行控制，于是，太阳能板在左右旋转机构和上下摆头机构共同作用下进行转向运动并迅速地朝向太阳。
较好的是，上述方案中，上下摆头机构系由基座通过转动轴连接在固定管上，摆头电机经第一齿轮驱动第二齿轮转动，由第二齿轮通过转动轴带动基座在固定管上、下摆动；左右旋转机构系由安装在连接板上的旋转电机驱动第三齿轮转动，第三齿轮通过第四齿轮带动连接板连同上下摆头机构绕轴旋转，轴设置在支撑管中；太阳能板固定在机座上。
这样，通过光敏电阻探测以及齿轮传动则可对太阳实现360全方位的光电跟踪。
为实现本发明的第二个目的，上述方案中，两组光敏电阻被制成一个光敏电阻探头，光敏电阻探头包括一个由不透光及耐热材料制成的壳体，四个光敏电阻分两组相对安装在壳体上，且四个光敏电阻分别朝向周围四个方向，壳体中间填充不透光的材质，四个光敏电阻的引线从壳体内部向壳体端部通孔引出。
这样，两组光敏电阻被安装在同一个壳体，每一组光敏电阻中它们的距离非常小，且每一组光敏电阻中光敏电阻被相对安装在壳体上完全相反的侧面，它们之间又被不透光的材料隔离开来，另外， 四个光敏电阻的四条引线被集中在一起并向下引出。
更好的是，上述方案中，主控箱固定在连接板上，主控箱连接有接触片，左右旋转机构的支撑管固定有导电环，主控箱随同连接板转动，接触片绕导电环转动。
于是，太阳能板、光敏电阻探头、左右旋转机构以及上下摆头机构它们与主控箱连接的导线在转动中可保持相对稳定，且太阳能板输出的电能可通过接触片与导电环的电连接实现在转动过程中向外输出。
本发明创造的自动追光发电装置，通过两组光敏电阻比较不同方向光线的强弱来确认当前太阳的位置，并通过左右旋转机构和上下摆头机构的共同作用使太阳能板能够正对着当前太阳，由上下摆动机构以及左右旋转机构配合，不仅可实现360全方位的自动跟踪，而且整个转向运动过程直接、准确及迅速。
本发明的自动追光发电装置，通过光敏电阻探测以及齿轮传动即可对太阳实现360全方位的光电跟踪，其结构简单，制造及维护容易，造价及维护成本也更低。
本自动追光发电装置，采用具体的光敏电阻探头结构，使其安装、连接更为方便，尤其是，每一组光敏电阻中光敏电阻被近距离相对安装在壳体完全相反的侧面上，且它们之间由不透光材料完全隔离开来，使得它们所能感受的光强更为敏感，可以用来比较更小的光强差异，提升了追光的灵敏度，从而有利于进一步提高太阳能板正对着太阳的准确性。
该自动追光发电装置中，采用主控箱跟随连接板转动并在转动中让接触片与导电环始终保持接触，因此，主控箱在转动过程中可将电能向外传输且不会引起导线的缠绕，再者，主控箱跟随连接板转动，太阳能板、光敏电阻探头、左右旋转机构以及上下摆头机构它们与主控箱控制电路连接的导线也可相对保持稳定，同样也不会由于转动而引发它们之间连接导线产生缠绕的问题，因此，可保证满足360全方位旋转的要求。
附图说明
图1是本发明自动追光装置结构的示意图；
图2是图1自动追光装置中光敏电阻探头结构的示意图；
图3是图2光敏电阻探头剖视结构的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行具体详述：
参照图2和图3，光敏电阻探头4包括一个由不透光及耐热材料制成的壳体41，四个光敏电阻42、43、44、45分两组（42、43）、（44、45）相对安装在壳体41上，且四个光敏电阻42、43、44、45分别朝向周围四个方向，壳体中间填充不透光的材质（图中没有示出），四个光敏电阻42、43、44、45的引线从壳体内部向壳体端部通孔46引出（图中没有示出）。
参照图1，本具体实施方式的自动追光发电装置，包括太阳能板1、左右旋转机构2、上下摆头机构3、光敏电阻探头4以及主控箱5，其中：上下摆头机构3系由基座31通过转动轴32连接在固定管33上，摆头电机34经第一齿轮35驱动第二齿轮36转动，由第二齿轮36通过转动轴32带动基座31在固定管33上、下摆动；
左右旋转机2系由安装在连接板21上的旋转电机22驱动第三齿轮23转动，第三齿轮23通过第四齿轮24带动连接板21绕轴25旋转，上下摆头机构3通过其固定管33固定在连接板21上，于是，上下摆头机构3可跟随连接板21绕轴25旋转，轴25设置在支撑管26中；太阳能板1固定在基座31上；光敏探头4安装在太阳能板1上；主控箱5安装在连接板21，主控箱5上固定有连接杆51、52，连接杆51、52自由端固定有接触片53、54，左右旋转机构2的支撑管26固定有导电环27、28，主控箱5随同连接板21转动，接触片53、54可分别绕导电环27、28转动，且接触片53、54分别始终与导电环27、28保持电连接，电能可通过接触片53、54及导电环27、28由导线29、30引出；主控箱5的控制电路同时分别依据两组光敏电阻（42、43）、（44、45）的差值控制摆头电机34和旋转电机22转动，并由摆头电机34和旋转电机22分别通过第一齿轮35与第二齿轮36、第三齿轮23与第四齿轮24驱动连接板21和基座31，由连接板21和基座31它们的转动和摆动共同来决定太阳能板1的走向，直至每组光敏电阻（42、43）和（44、45）中两个相对安装的光敏电阻42与43、44与45其阻值相同为止，使太阳能板1能迅速地正对着太阳。
Claims (5)
1.一种自动追光发电装置，其特征是：包括太阳能板、左右旋转机构、上下摆头机构、两组光敏电阻以及主控箱，其中，上下摆头机构固定在左右旋转机构上，太阳能板安装在上下摆头机构，两组光敏电阻分别相对安装在太阳能板，主控箱的控制电路依据两组光敏电阻提供的信号分别对左右旋转机构和上下摆头机构进行控制，并由左右旋转机构和上下摆头机构带动太阳能板旋转及摆动。
2.根据权利要求1的自动追光发电装置，上下摆头机构系由基座通过转动轴连接在固定管上，摆头电机经第一齿轮驱动第二齿轮转动，由第二齿轮通过转动轴带动基座在固定管上、下摆动；左右旋转机构系由安装在连接板上的旋转电机驱动第三齿轮转动，第三齿轮通过第四齿轮带动连接板连同上下摆头机构绕轴旋转，轴设置在支撑管中；太阳能板固定在机座上。
3.根据权利要求2的自动追光发电装置，两组光敏电阻被制成一个光敏电阻探头，光敏电阻探头包括一个由不透光及耐热材料制成的壳体，四个光敏电阻分两组相对安装在壳体上，且四个光敏电阻分别朝向周围四个方向，壳体中间填充不透光的材质，四个光敏电阻的引线从壳体内部向壳体端部通孔引出。
4.根据权利要求2的自动追光发电装置，主控箱固定在连接板上，主控箱连接有接触片，左右旋转机构的支撑管固定有导电环，主控箱随同连接板转动，接触片绕导电环转动。
5.根据权利要求3的自动追光发电装置，主控箱固定在连接板上，主控箱连接有接触片，左右旋转机构的支撑管固定有导电环，主控箱随同连接板转动，接触片绕导电环转动。
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