CN109240349A - 一种夜间归位光伏追踪系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种夜间归位光伏追踪系统，其特征在于，包括：太阳能电池板，所述太阳能电池板上设置有若干光敏传感器，所述的光敏传感器连接到微控制器，微控制器连接有上位机和电机驱动模块，所述的电机驱动模块连接有横向电机和竖向电机，所述的横向电机和竖向电机连接到太阳能电池板。

Description

一种夜间归位光伏追踪系统

技术领域

本发明属于自动日光跟踪技术领域，具体涉及一种夜间归位光伏追踪系统。

背景技术

近几年来，随着社会快速发展，能源消耗和利用的程度越来越大，我们面临的环境污染问题亟待解决。所以面对能源问题，我们迫切需要寻找新的清洁能源来代替不可再生能源，从而解决目前的能源使用压力。

太阳能对人类来说是一种取之不竭而且能自由免费利用的绿色能源。光伏发电成为目前世界上最普遍使用的一种发电方式，这种发电方式通过半导体元器件把太阳能转化成电能，但同时也存在一些不足，由于太阳能也有间歇性，我们不能充分利用太阳能主要是因为大部分的太阳能电池板摆放位置以及排列方式是固定的，这在一定程度上就降低了发电效率。此为现有技术的不足之处。

因此，针对现有技术中的上述缺陷，提供设计一种夜间归位光伏追踪系统；以解决现有技术中的上述缺陷，是非常有必要的。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有技术存在的缺陷，提供设计一种夜间归位光伏追踪系统，以解决上述技术问题。

为实现上述目的，本发明给出以下技术方案：

一种夜间归位光伏追踪系统，其特征在于，包括：

太阳能电池板，所述太阳能电池板上设置有若干光敏传感器，所述的光敏传感器连接到微控制器，微控制器连接有上位机和电机驱动模块，所述的电机驱动模块连接有横向电机和竖向电机，所述的横向电机和竖向电机连接到太阳能电池板。

作为优选，所述的微控制器内集成有追踪模块，所述追踪模块集成有追踪方法，所述的追踪方法包括以下步骤：

在确定好太阳能阵列的安装位置之后，驱动电机控制太阳能电池板转向正东方向，根据其经纬度、太阳的赤纬角、时角可以计算出当地太阳的高度角与方位角，确定太阳的位置，使得光伏追踪系统的采光板可以在夜间无光时正对第二日太阳升起的位置。

作为优选，所述追踪方法中，

赤纬角即地球赤道平面与太阳和地球中心的连线之间的夹角，赤纬角可通过以下方程求得：

其中N为积日数，设定其从1月1日开始计算，当12月31日时，N＝365；

时角定义为天子午圈与天体的赤经圈在北极所成的球面角，用符号t表示；一天中地球自转的角度为360度，即每小时15度，所以时角t的公式为：

t＝(T-12)×15°

T为当地时间，单位为小时；

记当地的观察纬度为Φ，得出高度角h与方位角az之间的关系为：

在系统实际的运行中，根据积日数求得当地的赤纬角，同时根据当地时间求得第二天太阳升起的时角，得到太阳在第二天升起时的高度角和方位角，使太阳能采光板在夜间无光时能够寻找到目标位置，即第二天太阳升起的位置。

本发明的有益效果在于，计算该系统所在位置所在季节段的太阳升起位置，在夜间无光时，通过计算的太阳升起位置，通过电机使太阳能板垂直于太阳升起位置，以便更高效率的接受太阳光能，提高发电量。

此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。

由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著地进步，其实施的有益效果也是显而易见的。

附图说明

图1是本发明提供的一种夜间归位光伏追踪系统的原理图。

其中，1-上位机，2-微控制器，3-电机驱动模块，4-竖向电机，5-横向电机，6-光敏传感器，7-太阳能电池板。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施例对本发明进行详细阐述，以下实施例是对本发明的解释，而本发明并不局限于以下实施方式。

如图1所示，本发明提供的一种夜间归位光伏追踪系统，其特征在于，包括：

太阳能电池板，所述太阳能电池板上设置有若干光敏传感器，所述的光敏传感器连接到微控制器，微控制器连接有上位机和电机驱动模块，所述的电机驱动模块连接有横向电机和竖向电机，所述的横向电机和竖向电机连接到太阳能电池板。

本实施例中，所述的微控制器内集成有追踪模块，所述追踪模块集成有追踪方法，所述的追踪方法包括以下步骤：

在确定好太阳能阵列的安装位置之后，驱动电机控制太阳能电池板转向正东方向，根据其经纬度、太阳的赤纬角、时角可以计算出当地太阳的高度角与方位角，确定太阳的位置，使得光伏追踪系统的采光板可以在夜间无光时正对第二日太阳升起的位置。

本实施例中，所述追踪方法中，

赤纬角即地球赤道平面与太阳和地球中心的连线之间的夹角，赤纬角可通过以下方程求得：

其中N为积日数，设定其从1月1日开始计算，当12月31日时，N＝365；

时角定义为天子午圈与天体的赤经圈在北极所成的球面角，用符号t表示；一天中地球自转的角度为360度，即每小时15度，所以时角t的公式为：

t＝(T-12)×15°

T为当地时间，单位为小时；

记当地的观察纬度为Φ，得出高度角h与方位角az之间的关系为：

在系统实际的运行中，根据积日数求得当地的赤纬角，同时根据当地时间求得第二天太阳升起的时角，得到太阳在第二天升起时的高度角和方位角，使太阳能采光板在夜间无光时能够寻找到目标位置，即第二天太阳升起的位置。

下面结合附图对本发明做进一步描述：

当阳光照射到该系统时，太阳能电池板7上面的四个光敏传感器6将接收到的光信号转化为电信号传送到微控制器2中，微控制器2将接收到的电信号进行比较之后发出控制信号给电机驱动模块3,控制横向电机5进行水平方向的转动，或者控制竖向电机4对太阳能电池板进行竖直方向的翻转，其中竖向电机4位于横向电机5的转子上，横向电机5带动竖向电机4进行水平转动。夜晚来临时，光敏传感器6接收不到光信号，此时微控制器2通过接收到的电信号判断日光消失，根据设定的程序，将太阳能电池板7旋转到垂直于次日太阳升起的角度。以便于更高效率的接收太阳光能。太阳能电池板的旋转角度由上位机1决定，在上位机1中设定好该系统所在位置的经纬度后，可计算出当地具体时刻的太阳升起位置。

以上公开的仅为本发明的优选实施方式，但本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的没有创造性的变化，以及在不脱离本发明原理前提下所作的若干改进和润饰，都应落在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种夜间归位光伏追踪系统，其特征在于，包括：

太阳能电池板，所述太阳能电池板上设置有若干光敏传感器，所述的光敏传感器连接到微控制器，微控制器连接有上位机和电机驱动模块，所述的电机驱动模块连接有横向电机和竖向电机，所述的横向电机和竖向电机连接到太阳能电池板。

2.根据权利要求1所述的一种夜间归位光伏追踪系统，其特征在于，所述的微控制器内集成有追踪模块，所述追踪模块集成有追踪方法，所述的追踪方法包括以下步骤：

在确定好太阳能阵列的安装位置之后，驱动电机控制太阳能电池板转向正东方向，根据其经纬度、太阳的赤纬角、时角可以计算出当地太阳的高度角与方位角，确定太阳的位置，使得光伏追踪系统的采光板可以在夜间无光时正对第二日太阳升起的位置。

3.根据权利要求2所述的一种夜间归位光伏追踪系统，其特征在于，所述追踪方法中，

赤纬角即地球赤道平面与太阳和地球中心的连线之间的夹角，赤纬角可通过以下方程求得：

其中N为积日数，设定其从1月1日开始计算，当12月31日时，N＝365；

时角定义为天子午圈与天体的赤经圈在北极所成的球面角，用符号t表示；一天中地球自转的角度为360度，即每小时15度，所以时角t的公式为：

t＝(T-12)×15°

T为当地时间，单位为小时；

记当地的观察纬度为Φ，得出高度角h与方位角az之间的关系为：