CN112283652A - 一种遮挡下向阳运动的太阳能照明系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种遮挡下向阳运动的太阳能照明系统及方法，包括感光调节单元、被动追踪单元、主动追踪单元和太阳能聚光单元；感光调节单元，包括光差感应模块，根据检测到的光差来调节光差感应探头对太阳光的接收方向；被动追踪单元，根据光差感应探头方向被动调节太阳能板朝向，追踪太阳光方向；主动追踪单元，根据时间计算太阳运动轨迹主动调整太阳能板朝向，追踪太阳光方向；太阳能聚光单元，包括太阳能板，太阳能板周围安装光差感应模块，太阳能板背后中心位置连接球形关节，球形关节与伸缩支架连接。本发明通过感光被动调节太阳能板追踪太阳，计算太阳运动轨迹主动调节太阳能板追踪太阳，达到在有遮挡情况下对太阳能的高利用率。
Description
技术领域
本发明涉及遮挡下向阳运动的太阳能照明系统，属于太阳能照明领域。
背景技术
中国是能源消耗大国，传统能源如石油、天然气、煤这些的储存量有限，随着消耗只会越来越少。同时这些能源的使用会产生大量的二氧化碳和硫的氧化物，会对地球环境造成较大伤害，为了解决这些问题对可再生资源的开发必不可少。太阳能作为可再生资源的一种，取自太阳辐射，几乎取之不尽，用之不竭，且没有任何污染，是清洁能源，利用太阳能照明可一定程度解决供电需求。
现在的太阳能照明设施需要将太阳能板安置在高处采集太阳能，但实际上由于太阳能的大量应用，很多屋顶已经布满太阳能采集装置很难有新的空间，而有些地方因为房屋设计的高度问题，容易被后建的高楼遮挡，使得无法出现长时间的日照。
发明内容
发明目的：提供一种遮挡下向阳运动的太阳能照明系统及方法，以解决上述问题。
技术方案：一种遮挡下向阳运动的太阳能照明系统，包括感光调节单元、被动追踪单元、主动追踪单元和太阳能聚光单元；
感光调节单元，包括光差感应模块，根据检测到的光差来调节光差感应探头对太阳光的接收方向；
被动追踪单元，根据光差感应探头的方向被动调节太阳能板朝向，追踪太阳光方向；
主动追踪单元，根据时间计算太阳运动轨迹主动调整太阳能板朝向，追踪太阳光方向；
太阳能聚光单元，包括太阳能板，太阳能板中心安装光差感应模块，太阳能板背后中心位置连接球形关节，球形关节与伸缩支架连接。
根据本发明的一个方面，所述感光调节单元，光差感应模块包括光差感应电路，包括感光输入电路、多级放大电路；
感光输入电路包括光电传感器PD1、电容C1、电容C2、电容C3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R8、电阻R9、电位器RV1、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3和运算放大器U1:A；
所述光电传感器PD1的第1引脚分别与所述电容C1的一端、所述三极管Q1的基极连接，所述电容C1的另一端接地，所述光电传感器PD1的第2引脚与所述电阻R1的一端、所述电阻R2的一端均接电源电压，所述三极管Q1的集电极与所述电阻R1的另一端连接，所述三极管Q1的发射极与所述三极管Q2的基极连接，所述三极管Q2的发射极接地，所述三极管Q2的集电极分别与所述电位器RV1的第2引脚、所述三极管Q3的基极连接，所述电位器RV1的第1引脚分别与所述电位器RV1的第3引脚、所述电阻R2的另一端连接，所述三极管Q3的发射极接地，所述三极管Q3的集电极与所述电阻R3的一端连接，所述电阻R3的另一端分别与所述电阻R4的一端、所述电容C2的一端和所述运算放大器U1:A的第2引脚连接，所述运算放大器U1:A的第1引脚分别与所述电容C2的另一端、所述电阻R4的另一端连接，所述运算放大器U1:A的第3引脚与所述电阻R5的一端、所述电容C3的一端和所述电阻R8的一端连接，所述电阻R8的另一端与所述电阻R9的一端连接，所述电阻R9的另一端接电源电压；
放大发射电路包括电容C4、电容C5、电阻R6、电阻R7、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、运算放大器U1:B、运算放大器U1:C、运算放大器U1:D、二极管D1、二极管D2和双向可控硅U2；
所述电容C4的一端分别与所述运算放大器U1:A的第1引脚、所述电容C2的另一端和所述电阻R4的另一端连接，所述电容C4的另一端分别与所述电阻R6的一端、所述运算放大器U1:B的第6引脚连接，所述电阻R6的另一端接地，所述运算放大器U2:A的第2引脚分别与所述电阻R7的一端、所述二极管D1的正极连接，所述二极管D1的负极接地，所述电阻R7的另一端分别与所述运算放大器U1:A的第3引脚、所述电阻R5的一端、所述电容C3的一端和所述电阻R8的一端连接，所述运算放大器U1:B的第7引脚与所述电阻R10的一端连接，所述电阻R10的另一端与所述运算放大器U1:C的第9引脚连接，所述运算放大器U1:C的第10引脚分别与所述电阻R8的另一端、所述电阻R9的一端和所述运算放大器U1:D的第12引脚连接，所述运算放大器U1:C的第8引脚与所述二极管D2的负极连接，所述二极管D2的正极分别与所述电容C5的一端、所述电阻R11的一端和所述运算放大器U1:D的第13引脚连接，所述电容C5的另一端与所述电阻R11的另一端、所述电阻R9的另一端均接电源电压，所述运算放大器U1:D的第14引脚分别与所述电阻R12的一端、所述电阻R13的一端连接，所述电阻R12的另一端接地，所述电阻R13的另一端与所述双向可控硅U2的G极连接，所述双向可控硅U2的T1极接地，所述双向可控硅U2的T2极接输出信号。
根据本发明的一个方面，光差感应模块的探头安装在太阳能板的边缘，围绕太阳能一圈，根据感应到的太阳光强度调整太阳能板角度，太阳能板背后中心的球形关节控制太阳能板的弱光侧朝强光侧转向，此时如果弱光侧的太阳能光强无提升，则伸展球形关节背后的伸缩杆，直到检测到的光强最大或伸缩杆伸展极限；当太阳能板的弱光侧朝强光侧转向到极限依然为弱光侧时，缩短太阳能板背后的伸缩杆，以回到光照范围。
根据本发明的一个方面，判断太阳能板调整是否准确的依据为太阳能板吸收的热能，计算太阳能板每秒吸收的热能
Q为热能，I为太阳辐射强度，s为有效采光面积，
为光能转换热能的效率，
太阳能板随光差感应探头调节方向后，每秒吸收的热能也在改变，当热能增加，说明调节的方向准确，当热能减少，说明调节的方向出现误差，改变调节方向，将太阳能板还原到之前的角度和位置。
根据本发明的一个方面，除了根据光差感应模块和太阳能板吸收的热能被动调整太阳能板追踪太阳外，还可以根据时间与当地经纬度计算太阳运行轨迹，由
计算出垂直于太阳能板的单位矢量与指向太阳的单位矢量之间夹角的余弦，进而得到夹角，根据夹角调节太阳能板背后中心的球形关节，使太阳能板如向日葵般向阳运动主动追踪太阳。
根据本发明的一个方面，太阳能板分割为多个小板块，每个小板块都有独立支架连接，小板块边沿设置有一圈光差感应模块，每个小板块均可以完成对太阳的主动追踪与被动追踪，被动追踪使得每个小板块独立调整获得更多太阳能。
一种遮挡下向阳运动的太阳能照明方法，根据粒子群算法计算太阳能板最佳的仰角和方向角，具体步骤包括：
步骤1、将仰角α和方向角β组成粒子（α，β），将粒子对应的热能Q作为适应值；
步骤2、初始化种群数量为N的粒子，并随机赋予其速度v和位置x；
步骤3、初始化变异率Pm，由
t为迭代次数，Pmax为最大变异率，Pmin为最小变异率，tmax为最大迭代次数，
得到初始化的变异率；
步骤4、更新变异的速度和位置，由
v为粒子速度，Pm为变异率，x为粒子位置，i为粒子编号，t为迭代次数，r为随机数，
得到变异粒子的速度和位置；
步骤5、重复变异过程直到变异率降为零，变异终止，开始计算各粒子的适应度，并更新粒子最优解pBest和种群最优解gBest；
步骤6、更新粒子的速度和位置，由
v为粒子速度，ω为变异率，i为粒子编号，c1、c2为学习因子，r1、r2为随机数，pBest为粒子最优解，gBest为种群最优解，x为粒子位置，ωmax为最大变异率，ωmin为最小变异率，t为迭代次数，tmax为最大迭代次数，
得到粒子最新的速度和位置；
步骤7、计算最新粒子的适应值，并将适应值与以前的粒子最优解和种群最优解做对比，得到各粒子间最近距离，此时为真正最优解。
有益效果：本发明能够通过多块小太阳能板和背后的调整关节来分散调整，达到对太阳能的最大化收集，并越过遮挡收集太阳能，根据光差感应和吸收热能的计算调整太阳能板被动追踪并及时纠偏，根据对太阳运动轨迹的计算做到向阳运动主动追踪太阳。
附图说明
图1是本发明的遮挡下向阳运动的太阳能照明系统的系统框图。
图2是本发明的光差感应电路的原理图。
具体实施方式
当没有良好的环境供太阳能照明设备吸收太阳能时，需要照明设备的太阳能板具备角度可调节的能力，在有遮挡情况下，太阳能板的调节功能需要更加灵活，同时需要对调节角度有更准确的判断。
在该实施例中，如图1所示，一种遮挡下向阳运动的太阳能照明系统，包括感光调节单元、被动追踪单元、主动追踪单元和太阳能聚光单元；
感光调节单元，包括光差感应模块，根据检测到的光差来调节光差感应探头对太阳光的接收方向；
被动追踪单元，根据光差感应探头的方向被动调节太阳能板朝向，追踪太阳光方向；
主动追踪单元，根据时间计算太阳运动轨迹主动调整太阳能板朝向，追踪太阳光方向；
太阳能聚光单元，包括太阳能板，太阳能板中心安装光差感应模块，太阳能板背后中心位置连接球形关节，球形关节与伸缩支架连接。
如图2所示，在进一步的实施例中，光差感应模块包括光差感应电路，包括感光输入电路、多级放大电路；
感光输入电路包括光电传感器PD1、电容C1、电容C2、电容C3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R8、电阻R9、电位器RV1、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3和运算放大器U1:A；
所述光电传感器PD1的第1引脚分别与所述电容C1的一端、所述三极管Q1的基极连接，所述电容C1的另一端接地，所述光电传感器PD1的第2引脚与所述电阻R1的一端、所述电阻R2的一端均接电源电压，所述三极管Q1的集电极与所述电阻R1的另一端连接，所述三极管Q1的发射极与所述三极管Q2的基极连接，所述三极管Q2的发射极接地，所述三极管Q2的集电极分别与所述电位器RV1的第2引脚、所述三极管Q3的基极连接，所述电位器RV1的第1引脚分别与所述电位器RV1的第3引脚、所述电阻R2的另一端连接，所述三极管Q3的发射极接地，所述三极管Q3的集电极与所述电阻R3的一端连接，所述电阻R3的另一端分别与所述电阻R4的一端、所述电容C2的一端和所述运算放大器U1:A的第2引脚连接，所述运算放大器U1:A的第1引脚分别与所述电容C2的另一端、所述电阻R4的另一端连接，所述运算放大器U1:A的第3引脚与所述电阻R5的一端、所述电容C3的一端和所述电阻R8的一端连接，所述电阻R8的另一端与所述电阻R9的一端连接，所述电阻R9的另一端接电源电压；
放大发射电路包括电容C4、电容C5、电阻R6、电阻R7、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、运算放大器U1:B、运算放大器U1:C、运算放大器U1:D、二极管D1、二极管D2和双向可控硅U2；
所述电容C4的一端分别与所述运算放大器U1:A的第1引脚、所述电容C2的另一端和所述电阻R4的另一端连接，所述电容C4的另一端分别与所述电阻R6的一端、所述运算放大器U1:B的第6引脚连接，所述电阻R6的另一端接地，所述运算放大器U2:A的第2引脚分别与所述电阻R7的一端、所述二极管D1的正极连接，所述二极管D1的负极接地，所述电阻R7的另一端分别与所述运算放大器U1:A的第3引脚、所述电阻R5的一端、所述电容C3的一端和所述电阻R8的一端连接，所述运算放大器U1:B的第7引脚与所述电阻R10的一端连接，所述电阻R10的另一端与所述运算放大器U1:C的第9引脚连接，所述运算放大器U1:C的第10引脚分别与所述电阻R8的另一端、所述电阻R9的一端和所述运算放大器U1:D的第12引脚连接，所述运算放大器U1:C的第8引脚与所述二极管D2的负极连接，所述二极管D2的正极分别与所述电容C5的一端、所述电阻R11的一端和所述运算放大器U1:D的第13引脚连接，所述电容C5的另一端与所述电阻R11的另一端、所述电阻R9的另一端均接电源电压，所述运算放大器U1:D的第14引脚分别与所述电阻R12的一端、所述电阻R13的一端连接，所述电阻R12的另一端接地，所述电阻R13的另一端与所述双向可控硅U2的G极连接，所述双向可控硅U2的T1极接地，所述双向可控硅U2的T2极接输出信号。
在此实施例中，当照度低时，所述光电传感器PD1输出低电平，所述三极管Q1的基极电流减小直至截止，于是所述三极管Q2也截止，所述三极管Q2的集电极电压上升使所述三极管Q3导通，输出高电平；当照度高时，所述光电传感器PD1输出高电平，使所述三极管Q1导通，于是与上述过程相反，所述三极管Q2导通，所述三极管Q2的集电极电压降低使所述三极管Q3截止，输出低电平。该电位信号经所述电阻R3输出到所述运算放大器U1:A的第2引脚进行高增益放大。为了使所述运算放大器U1:A输出幅度变化最大，将所述运算放大器U1:A的第3引脚的偏置电压设定在直流电源电压的一半处。适当地选取所述电阻R5、所述电阻R8、所述电阻R9的电阻值，使所述运算放大器U1:A静态时的第1引脚输出中等电位。当检测到光强变化时，所述运算放大器U1:A的第1引脚输出的电位出现变化。这个变化的电信号通过所述电容C4、所述电阻R6微分，送到所述运算放大器U1:B进行比较放大，这时所述运算放大器U1:B的第7引脚输出电压变化，再送入所述运算放大器U1:C进行比较。当所述运算放大器U1:C的第9引脚电压高于所述运算放大器U1:C的第10引脚电压时，所述运算放大器U1:C的第8引脚输出立刻由高电位转化为低电位，所述二极管D2导通，使所述运算放大器U1:D的第13引脚电位低于所述运算放大器U1:D的第12引脚电位，所述运算放大器U1:D的第14引脚输出高电位，通过所述电阻R13触发所述双向可控硅U2导通，输出信号。
在进一步的实施例中，为了克服周围环境遮挡造成的太阳能板无法有效收集太阳能的问题，选择将通常使用的整块大太阳能板替换为多个小太阳能板，多个太阳能板自由调整可以获得最高的收益，也便于突破环境遮挡，在每个小太阳能板背后中心位置都通过球形关节与伸缩杆连接，球形关节保证太阳能板调整角度更多，伸缩杆能在太阳能板不在光照范围时通过伸缩改变太阳能板位置。光差感应模块的探头安装在太阳能板的边缘，围绕太阳能一圈，根据感应到的太阳光强度调整太阳能板角度，太阳能板背后中心的球形关节控制太阳能板的弱光侧朝强光侧转向，此时如果弱光侧的太阳能光强无提升，则伸展球形关节背后的伸缩杆，直到检测到的光强最大或伸缩杆伸展极限；当太阳能板的弱光侧朝强光侧转向到极限依然为弱光侧时，缩短太阳能板背后的伸缩杆，以回到光照范围。
在进一步的实施例中，判断太阳能板的被动追踪调整是否准确的依据为太阳能板吸收的热能变化，计算太阳能板每秒吸收的热能
Q为热能，I为太阳辐射强度，s为有效采光面积，
为光能转换热能的效率，
太阳能板随光差感应探头调节方向后，每秒吸收的热能也在改变。当热能增加，说明被动追踪的方向准确；当热能减少，说明被动追踪的方向出现误差，将太阳能板还原到之前的角度和位置，重新进行被动追踪。被动追踪的调整根据每个太阳能板的位置不同会产生不同的效果，不同的调整方式会使每个太阳能板从不同方向绕开遮挡，达到自身最佳吸收效率。多个小型太阳能板加上灵活的活动关节能克服复杂的环境遮挡，达到遮挡环境下的最佳太阳能吸收效率。
在进一步的实施例中，被动追踪虽然使得每个太阳能板自由调整，能达到最佳吸收效果，但自我调整始终有缺陷性，调整出现互相干扰的情况难以自我纠偏。同时可能会出现光照角度始终无法照射到太阳能板的情况，此时太阳能板不断自我调节毫无效果。为了保持太阳能板处于一个良性的调整范围，需要提供一种主动调整方法。在除了根据光差感应模块和太阳能板吸收的热能调整太阳能板的位置和角度达到被动追踪太阳的效果外，还可以根据时间与当地经纬度计算太阳运行轨迹主动改变太阳能板的角度和位置达到主动追踪太阳的效果。由
计算出垂直于太阳能板的单位矢量与指向太阳的单位矢量之间夹角的余弦，进而得到夹角，根据夹角调节太阳能板背后中心的球形关节，使太阳能板如向日葵般向阳运动主动追踪太阳。主动追踪方法可以保持太阳能板在一个良性范围内追踪太阳，在出现太阳能板处于阴影范围丢失太阳后，为太阳能板提供一个向阳运动的主动追踪方向，使太阳能板可以做向阳运动，而不会陷入偏差的自我调整。
一种遮挡下向阳运动的太阳能照明方法，根据粒子群算法计算太阳能板最佳的仰角和方向角，具体步骤包括：
步骤1、将仰角α和方向角β组成粒子（α，β），将粒子对应的热能Q作为适应值；
步骤2、初始化种群数量为N的粒子，并随机赋予其速度v和位置x；
步骤3、初始化变异率Pm，由
t为迭代次数，Pmax为最大变异率，Pmin为最小变异率，tmax为最大迭代次数，
得到初始化的变异率；
步骤4、更新变异的速度和位置，由
v为粒子速度，Pm为变异率，x为粒子位置，i为粒子编号，t为迭代次数，r为随机数，
得到变异粒子的速度和位置；
步骤5、重复变异过程直到变异率降为零，变异终止，开始计算各粒子的适应度，并更新粒子最优解pBest和种群最优解gBest；
步骤6、更新粒子的速度和位置，由
v为粒子速度，ω为变异率，i为粒子编号，c1、c2为学习因子，r1、r2为随机数，pBest为粒子最优解，gBest为种群最优解，x为粒子位置，ωmax为最大变异率，ωmin为最小变异率，t为迭代次数，tmax为最大迭代次数，
得到粒子最新的速度和位置；
步骤7、计算最新粒子的适应值，并将适应值与以前的粒子最优解和种群最优解做对比，得到各粒子间最近距离，此时为真正最优解。
总之，本发明具有以下优点：
1、通过多块小太阳能板和背后的调整关节来分散调整，达到对太阳能的最大化收集，并越过遮挡收集太阳能；
2、根据光差感应和吸收热能的计算调整太阳能板被动追踪并及时纠偏；
3、根据对太阳运动轨迹的计算做到向阳运动主动追踪太阳。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，用于通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
Claims (8)
1.一种遮挡下向阳运动的太阳能照明系统，其特征在于，包括感光调节单元、被动追踪单元、主动追踪单元和太阳能聚光单元；
感光调节单元，包括光差感应模块，根据检测到的光差来调节光差感应探头对太阳光的接收方向；
被动追踪单元，根据光差感应探头的方向被动调节太阳能板朝向，追踪太阳光方向；
主动追踪单元，根据时间计算太阳运动轨迹主动调整太阳能板朝向，追踪太阳光方向；
太阳能聚光单元，包括太阳能板，太阳能板中心安装光差感应模块，太阳能板背后中心位置连接球形关节，球形关节与伸缩支架连接。
2.根据权利要求1所述的一种遮挡下向阳运动的太阳能照明系统，其特征在于，所述感光调节单元，光差感应模块包括光差感应电路，包括感光输入电路、多级放大电路；
感光输入电路包括光电传感器PD1、电容C1、电容C2、电容C3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R8、电阻R9、电位器RV1、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3和运算放大器U1:A；
所述光电传感器PD1的第1引脚分别与所述电容C1的一端、所述三极管Q1的基极连接，所述电容C1的另一端接地，所述光电传感器PD1的第2引脚与所述电阻R1的一端、所述电阻R2的一端均接电源电压，所述三极管Q1的集电极与所述电阻R1的另一端连接，所述三极管Q1的发射极与所述三极管Q2的基极连接，所述三极管Q2的发射极接地，所述三极管Q2的集电极分别与所述电位器RV1的第2引脚、所述三极管Q3的基极连接，所述电位器RV1的第1引脚分别与所述电位器RV1的第3引脚、所述电阻R2的另一端连接，所述三极管Q3的发射极接地，所述三极管Q3的集电极与所述电阻R3的一端连接，所述电阻R3的另一端分别与所述电阻R4的一端、所述电容C2的一端和所述运算放大器U1:A的第2引脚连接，所述运算放大器U1:A的第1引脚分别与所述电容C2的另一端、所述电阻R4的另一端连接，所述运算放大器U1:A的第3引脚与所述电阻R5的一端、所述电容C3的一端和所述电阻R8的一端连接，所述电阻R8的另一端与所述电阻R9的一端连接，所述电阻R9的另一端接电源电压；
放大发射电路包括电容C4、电容C5、电阻R6、电阻R7、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、运算放大器U1:B、运算放大器U1:C、运算放大器U1:D、二极管D1、二极管D2和双向可控硅U2；
所述电容C4的一端分别与所述运算放大器U1:A的第1引脚、所述电容C2的另一端和所述电阻R4的另一端连接，所述电容C4的另一端分别与所述电阻R6的一端、所述运算放大器U1:B的第6引脚连接，所述电阻R6的另一端接地，所述运算放大器U2:A的第2引脚分别与所述电阻R7的一端、所述二极管D1的正极连接，所述二极管D1的负极接地，所述电阻R7的另一端分别与所述运算放大器U1:A的第3引脚、所述电阻R5的一端、所述电容C3的一端和所述电阻R8的一端连接，所述运算放大器U1:B的第7引脚与所述电阻R10的一端连接，所述电阻R10的另一端与所述运算放大器U1:C的第9引脚连接，所述运算放大器U1:C的第10引脚分别与所述电阻R8的另一端、所述电阻R9的一端和所述运算放大器U1:D的第12引脚连接，所述运算放大器U1:C的第8引脚与所述二极管D2的负极连接，所述二极管D2的正极分别与所述电容C5的一端、所述电阻R11的一端和所述运算放大器U1:D的第13引脚连接，所述电容C5的另一端与所述电阻R11的另一端、所述电阻R9的另一端均接电源电压，所述运算放大器U1:D的第14引脚分别与所述电阻R12的一端、所述电阻R13的一端连接，所述电阻R12的另一端接地，所述电阻R13的另一端与所述双向可控硅U2的G极连接，所述双向可控硅U2的T1极接地，所述双向可控硅U2的T2极接输出信号。
3.根据权利要求1所述的一种遮挡下向阳运动的太阳能照明系统，其特征在于，所述感光调节单元的光差感应探头与太阳能板固定连接，调节光差感应探头对太阳光接收方向的同时在调节太阳能板对太阳光的接收方向。
4.根据权利要求1所述的一种遮挡下向阳运动的太阳能照明系统，其特征在于，所述被动追踪单元，计算太阳能板每秒吸收的热能
Q为热能，I为太阳辐射强度，s为有效采光面积，
为光能转换热能的效率，
太阳能板随着光差感应探头调节方向后，每秒吸收的热能也在改变，当热能增加，说明调节的方向准确，当热能减少，说明调节的方向出现误差，改变调节方向。
5.根据权利要求1所述的一种遮挡下向阳运动的太阳能照明系统，其特征在于，所述被动追踪单元，受到遮挡影响，角度调节无法进一步提高太阳能接收效率，伸缩太阳能板背后的连接支架，寻找进一步提高太阳能接收效率的有效位置，连接支架通过球形关节与太阳能板背后中心位置连接，有可伸缩结构。
6.根据权利要求1所述的一种遮挡下向阳运动的太阳能照明系统，其特征在于，所述主动追踪单元，根据时间与当地经纬度计算太阳运行轨迹，由
计算出垂直于太阳能板的单位矢量与指向太阳的单位矢量之间夹角的余弦，进而得到夹角，根据夹角调节太阳能板。
7.根据权利要求1所述的一种遮挡下向阳运动的太阳能照明系统，其特征在于，所述太阳能聚光单元，将太阳能板分割为小板块，每个小板块都有独立的光差感应探头分布在小板块边缘处一圈，每个小板块都有独立的连接支架。
8.一种遮挡下向阳运动的太阳能照明方法，其特征在于，根据粒子群算法计算太阳能板最佳的仰角和方向角，具体步骤包括：
步骤1、将仰角α和方向角β组成粒子（α，β），将粒子对应的热能Q作为适应值；
步骤2、初始化种群数量为N的粒子，并随机赋予其速度v和位置x；
步骤3、初始化变异率Pm，由
t为迭代次数，Pmax为最大变异率，Pmin为最小变异率，tmax为最大迭代次数，
得到初始化的变异率；
步骤4、更新变异的速度和位置，由
v为粒子速度，Pm为变异率，x为粒子位置，i为粒子编号，t为迭代次数，r为随机数，
得到变异粒子的速度和位置；
步骤5、重复变异过程直到变异率降为零，变异终止，开始计算各粒子的适应度，并更新粒子最优解pBest和种群最优解gBest；
步骤6、更新粒子的速度和位置，由
v为粒子速度，ω为变异率，i为粒子编号，c1、c2为学习因子，r1、r2为随机数，pBest为粒子最优解，gBest为种群最优解，x为粒子位置，ωmax为最大变异率，ωmin为最小变异率，t为迭代次数，tmax为最大迭代次数，
得到粒子最新的速度和位置；
步骤7、计算最新粒子的适应值，并将适应值与以前的粒子最优解和种群最优解做对比，得到各粒子间最近距离，此时为真正最优解。
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