CN109308079A - 一种遮阳式太阳能电池板支架角度自动调整系统 - Google Patents

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邵帅
张华钢
马谷剑
陈璐
张学超
杨智勇
姚群
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Abstract

本发明提供一种遮阳式太阳能电池板支架角度自动调整系统，包括太阳能电池板支架和旋转调整系统；旋转调整系统包括基座、旋转装置、旋转控制装置；太阳能电池板支架通过旋转装置与基座连接，旋转装置与旋转控制装置连接；旋转控制装置配有光线测试装置，光线测试装置至少包括一对受光面与太阳能电池板平行的光线强度传感器，一对光线强度传感器对应设置一块垂直于太阳能电池板的遮阳板，当阳光不垂直太阳能电池板，被遮阳板挡住部分光线的光线强度传感器受光强度较低，根据两块光线强度传感器的差值，旋转控制系统控制旋转装置运行，使太阳能电池板支架旋转至与太阳光垂直的位置。本发明结构简单、控制精确，实用性强，能有效提高太阳能电池板的效率。

Description

一种遮阳式太阳能电池板支架角度自动调整系统
技术领域
本发明涉及光伏应用领域，主要涉及一种追踪精确，结构简单的太阳能追 踪系统。
技术背景
随着社会的发展，能源越来越重要，在传统能源面临枯竭以及环境污染越 来越严重的情况下，清洁能源的开发越来越重要。太阳能作为一种源源不断的 能量，对其开发和利用是解决目前问题的最佳办法。然而对太阳能的利用还十 分有限，性价比比较高的多晶硅电池的平均出厂效率在16％左右，如何提高效 率，成为人们亟待解决的问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种遮阳式太阳能电池板支架角度自动 调整系统，能使光伏板支架的角度能够自动调整。
为达到上述目的，本发明包括基座，在所述的基座上安装有经度旋转机构， 在所述的经度旋转机构输出轴上安装有太阳能电池板支架；
在所述的电池板支架上，设置有一个参照用的光线强度传感器以及一个遮 阳传感器，遮阳传感器设置包括遮阳板和设置在遮阳板一侧近遮阳板设置的光 线强度传感器，所述遮阳板垂直于太阳能电池板；
其中，遮阳传感器的光线强度传感器位于遮阳板东侧；
还包括一旋转控制装置；
两个光线强度传感器实时检测光线强度并输出给旋转控制装置，当两个光 线强度传感器测得的光线强度的差值大于设定的阈值A时，旋转控制装置则输 出控制信号给经度旋转机构使太阳能电池板支架向西向旋转；当两个光线强度 传感器测得的光线强度的差值小于设定的阈值B时，旋转控制装置则输出控制 信号使经度旋转机构停止运行。
进一步的，还包括纬度旋转机构，所述纬度旋转机构设置于基座与经度旋 转机构之间，所述纬度旋转机构的两端以旋转副的形式分别与基座和经度旋转 机构连接；
进一步的，还包括间隔设置的南向遮阳传感器和北向遮阳传感器；
所述南向遮阳传感器的遮阳板设置在光线强度传感器的南侧，所述北向遮 阳传感器的遮阳板设置在光线强度传感器的北侧；
所述两个光线强度传感器实时检测光线强度并输出给旋转控制装置，当两 个光线强度传感器测得的光线强度的差值大于设定的阈值A时，旋转控制装置 则输出控制信号给纬度旋转机构使太阳能电池板支架向受光强度较小的光线强 度传感器的方向旋转；当两个光线强度传感器测得的光线强度的差值小于设定 的阈值B时，旋转控制装置则输出控制信号使纬度旋转机构停止运行；
进一步的，还设置有定时开机和定时关机装置，所述定时开机和定时关机 装置与所述旋转控制装置连接；
本发明设置了的光线强度传感器和遮阳板，由于遮阳板垂直于太阳能电池 板设置，在太阳光不垂直与太阳能电池板发生偏射时，在遮阳板边的光线强度 传感器的受光强度小于未被遮挡的光线强度传感器，根据存在的差值，旋转控 制装置给出指令，令旋转机构旋转，使太阳能电池板支架旋转到于太阳光垂直 的位置；在太阳能电池板支架向垂直与太阳光的位置旋转过程中，由于遮阳板 的遮阳作用逐渐减小，其受光强度差值也在逐渐减小，当这个差值小于设定的 阈值时，旋转控制装置给出指令旋转机构停止运行。由于阳光照射会随着季节 发生纬度角的变化，本发明既设置了针对每日阳光照射角变化可以进行调整的 经度旋转机构，也设置了针对季节变化阳光照射纬度角的改变进行调整的纬度 旋转机构，这样的设置可以对太阳能电池板支架进行双向调整。通过旋转机构 对太阳能电池板支架进行调整，使太阳能电池板垂直于阳光射线，以达到最大 的工作效率；由于本发明还设置了定时功能，当日落之后(可根据地区、季节 设置)关机，并在关机前太阳能使电池板架旋转到每天早上最开始正对着阳光 射线的位置，从而提高了系统的智能化。本发明采用的太阳能电池板支架角度 自动调整系统控制精确，结构简单，实用性强，适用性广。
附图说明
图1是本发明的实施例1示意图；
图2是本发明的实施例2示意图
图3是图2的侧向示意图。
图中1—太阳能电池板，2—太阳能电池板支架，3-1—经度旋转机构，3-2 —纬度旋转机构4—旋转控制装置，5—基座，6—遮阳板，7—光线强度传感器， 8—光线强度传感器，9—遮阳板，10—光线强度传感器，11—光线强度传感器， 12—遮阳板
具体实施方式
下面结合附图对实施例做进一步说明。
实施例1
本实施例提供一种遮阳式太阳能电池板支架角度自动调整系统
见图1，太阳能电池板支架2通过经度旋转机构3-1与基座5连接，太阳能 电池板支架4的东、西两侧设置有光线强度传感器7、光线强度传感器8，光线 强度传感器的规格、灵敏度相同；每块光线强度传感器分别与旋转控制装置4 连接，在光线强度传感器7的西侧设置有遮阳板6；
旋转控制装置对于两对光线强度传感器测量的光线强度差值进行实时计 算，在当日光线发生向西偏转，见图1，东侧的光线强度传感器8受到太阳光的 直接照射，而遮阳板6使西侧的光线强度传感器7避免了太阳光的直接照射； 所以，两块光线强度传感器测量的光线强度值存在一定的差值，当此差值>＝设 定的阈值1，旋转控制装置输出指令，使经度旋转机构启动，太阳能电池板支架 朝太阳移动方向旋转；
在旋转过程中，旋转控制装置仍然对两块光线强度传感器测量的光线强度 差值进行实时计算，当太阳能电池板趋近垂直于阳光照射线，其差值亦趋近于 零，设定一个很小的阈值2，当差值<＝阈值2时，旋转控制装置输出指令，使经 度旋转机构停止运行，此时太阳能电池板垂直于阳光照射线，得到最强的太阳 照射能量；
旋转控制装置4内还设置了定时控制装置，当时间到达下午或傍晚，根据 季节设定，已经没有阳光照射时，旋转控制装置4发出指令，使太阳能电池板 支架旋转至每天上午的初始位置，然后停止一切运行，处于待机状态；当时间 到了上午有阳光照射的时间启动系统，开始运行。
实施例2
本实施例提供一种双向调节的遮阳式太阳能电池板支架角度自动调整系统
见图2，在实施例1的基础上，增加了纬度旋转机构3-2，纬度旋转机构3-2 与经度旋转机构以转动副连接，在太阳能电池板支架4的南、北两侧增加设置 有光线强度传感器10、光线强度传感器11，对应设置有遮阳板9、遮阳板12，
增加的元件是针对调整阳光发生的纬度偏角而设置的，随着季节的变化， 阳光照射角度会在纬度方向上发生向北或向南的偏移，为了克服这个偏差，本 发明中的纬度旋转机构3-2和光线强度传感器10、11，见图3，当阳光照射角 度在纬度方向上向北发生偏移时，由于设置了遮阳板9，使光线强度传感器10 的受光强度小于光线强度传感器11的受光强度，当其差值>＝设定的阈值1，旋 转控制装置4输出指令，使纬度旋转机构3-2启动，太阳能电池板支架2朝北(太 阳移动方向)旋转；在旋转过程中对其差值进行实时运算对比，当差值<＝阈值2 时，旋转控制装置4输出指令，使纬度旋转机构3-2停止运行。
当阳光照射角度在纬度方向上向南发生偏移时，与上述调整方式相同，不 再赘述。
以上，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任 何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化 或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以 权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种遮阳式太阳能电池板支架角度自动调整系统，其特征在于：包括基座，在所述的基座上安装有经度旋转机构，在所述的经度旋转机构输出轴上安装有太阳能电池板支架；
在所述的电池板支架上，设置有一个参照用的光线强度传感器以及一个遮阳传感器；
所述遮阳传感器包括遮阳板和光线强度传感器，所述光线强度传感器设置在遮阳板的沿厚度方向的一侧且贴近遮阳板，所述遮阳板垂直于太阳能电池板；
其中，遮阳传感器的光线强度传感器位于遮阳板东侧；
还包括一旋转控制装置；
两个光线强度传感器实时检测光线强度并输出给旋转控制装置，当两个光线强度传感器测得的光线强度的差值大于设定的阈值A时，旋转控制装置则输出控制信号给经度旋转机构使太阳能电池板支架向西向旋转；当两个光线强度传感器测得的光线强度的差值小于设定的阈值B时，旋转控制装置则输出控制信号使经度旋转机构停止运行。
2.如权利要求1所述的一种遮阳式太阳能电池板支架角度自动调整系统，其特征在于：还包括纬度旋转机构，所述纬度旋转机构设置于基座与经度旋转机构之间，所述纬度旋转机构与基座固定连接，所述经度旋转机构与所述纬度旋转机构旋转副连接。
3.如权利要求2所述的一种遮阳式太阳能电池板支架角度自动调整系统，其特征在于：还包括间隔设置的南向遮阳传感器和北向遮阳传感器；
所述南向遮阳传感器的遮阳板设置在光线强度传感器的南侧，所述北向遮阳传感器的遮阳板设置在光线强度传感器的北侧；
所述两个光线强度传感器实时检测光线强度并输出给旋转控制装置，当两个光线强度传感器测得的光线强度的差值大于设定的阈值A时，旋转控制装置则输出控制信号给纬度旋转机构使太阳能电池板支架向受光强度较小的光线强度传感器的方向旋转；当两个光线强度传感器测得的光线强度的差值小于设定的阈值B时，旋转控制装置则输出控制信号使纬度旋转机构停止运行。
4.如权利要求1所述的一种遮阳式太阳能电池板支架角度自动调整系统，其特征在于：还设置有定时开机和定时关机装置，所述定时开机和定时关机装置与所述旋转控制装置连接。
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