CN112332776A - 全自动跟踪阳光直射方向的发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了全自动跟踪阳光直射方向的发电装置，包括用来发电的光伏板；还包括测量太阳光照射角度的测量机构、信息处理机构以及驱动光伏板转动的驱动机构；所述测量机构包括半圆筒状的筒体，均匀设置在所述筒体的弧形面上的多个凹槽，设置在每个所述凹槽内的光敏电阻，所有光敏电阻与同一电源并联，且每个光敏电阻串联一个电流传感器，太阳光照射角度的不断变化引起筒体弧形面上凹槽内的光敏电阻的电阻值变化，电流传感器用于检测与之串联的光敏电阻的电流并转换为电信号输出，所述信息处理机构接收电流传感器输出的电信号，进行分析处理，并输出指令控制驱动机构驱动光伏板转动。

Description

全自动跟踪阳光直射方向的发电装置
技术领域
本发明涉及新能源技术领域，尤其涉及全自动跟踪阳光直射方向的发电装置。
背景技术
太阳能作为一种新型可再生能源，具有清洁、环保、持续、长久等优点，已经成为人们应对能源短缺、气候变化与节能减排的重要选择之一，越来越受到世人的关注。
目前，人类对太阳能的利用方式主要分为两类，分别是太阳能热利用和太阳能光伏发电；在提高太阳能利用率方面，太阳位置跟踪已被证实成为主要手段。
所谓太阳位置跟踪，是指调整太阳能接收板的位置角度，使其受光面保持始终与太阳光线趋于垂直的关系，类似于向日葵的原理，目的是让有效的受光面收集更多的太阳能；对于同一块太阳能接收平板，当其与太阳辐射方向垂直时接收的太阳能大致为将其朝南固定时接收到的太阳辐射能量的3倍，在目前利用太阳能进行光伏发电系统中，太阳能电池板的安装方向一般是根据当地的日照情况进行固定安装，因此绝大部分时间太阳光线与太阳能电池板的向光面并不完全垂直，太阳能的利用和转换率较低。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供了全自动跟踪阳光直射方向的发电装置。
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
全自动跟踪阳光直射方向的发电装置，包括用来发电的光伏板；还包括测量太阳光照射角度的测量机构、信息处理机构以及驱动光伏板转动的驱动机构；所述测量机构包括半圆筒状的筒体，均匀设置在所述筒体的弧形面上的多个凹槽，设置在每个所述凹槽内的光敏电阻，所有光敏电阻与同一电源并联，且每个光敏电阻串联一个电流传感器，太阳光照射角度的不断变化引起筒体弧形面上凹槽内的光敏电阻的电阻值变化，电流传感器用于检测与之串联的光敏电阻的电流并转换为电信号输出，所述信息处理机构接收电流传感器输出的电信号，进行分析处理，并输出指令控制驱动机构驱动光伏板转动。
作为上述技术方案的改进，所述光伏板的转轴与凹槽内的光敏电阻平行。
作为上述技术方案的改进，所述测量机构设置有两个，且相互垂直设置；所述驱动机构设置有两个，且两个所述驱动机构的转动轴相互垂直设置；两个所述测量机构与两个所述驱动机构分别对应电性连接，分别驱动光伏板转动，使光伏板所在面与太阳光所在直线垂直。
作为上述技术方案的改进，所述信息处理机构包括用于接收电流传感器输出电信号的电信号接收器、处理兵分析电信号的CPU以及传达指令到驱动机构的电信号发射器。
作为上述技术方案的改进，所述驱动机构采用伺服电机驱动转动轴转动。
本发明的有益效果：光敏电阻的电阻值根据太阳光的强弱而变化，太阳光越强，电阻值越小；通过在半圆筒状的筒体的弧形面上设置多个凹槽，将光敏电阻放置到凹槽内，使得太阳光只能与凹槽和筒体所在圆心的连接线接近重合时，太阳光才能够照射进凹槽并照在光敏电阻上，从而引起光敏电阻的电阻值变化，而经过漫反射照到的光敏电阻因太阳光不强而电阻值变化小，从而得到太阳光的实时照射角度，通过在所有的光敏电阻的两端并联一个电源，从而将光敏电阻的电阻值变化转化为电流变化，再通过电流传感器将电流变化转化为电信号传输到信息处理机构，控制驱动机构驱动光伏板转动，使光伏板所在平面始终垂直于太阳光照射方向。
附图说明
图1为本发明实施例所述测量机构的剖面结构示意图；
图2为本发明实施例所述光敏电阻所在的电路示意图；
图3为本发明实施例所述全自动跟踪阳光直射方向的发电装置的结构示意图；
光伏板10，测量机构20，信息处理机构30，驱动机构40，筒体21，凹槽22，光敏电阻23，电流传感器24。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
实施例1
本实施例所述全自动跟踪阳光直射方向的发电装置，包括用来发电的光伏板10；还包括测量太阳光照射角度的测量机构20、信息处理机构30以及驱动光伏板10转动的驱动机构40；如图1所示，为测量机构20的剖面结构示意图，所述测量机构20包括半圆筒状的筒体21，均匀设置在所述筒体21的弧形面上的多个凹槽22，设置在每个所述凹槽22内的光敏电阻23，如图2所示，所有光敏电阻23与同一电源并联，且每个光敏电阻23串联一个电流传感器24，太阳光照射角度的不断变化引起筒体21弧形面上凹槽22内的光敏电阻23的电阻值变化，电流传感器24用于检测与之串联的光敏电阻23的电流并转换为电信号输出，所述信息处理机构30接收电流传感器24输出的电信号，进行分析处理，并输出指令控制驱动机构40驱动光伏板10转动。
光敏电阻23的电阻值根据太阳光的强弱而变化，太阳光越强，电阻值越小；通过在半圆筒状的筒体21的弧形面上设置多个凹槽22，将光敏电阻23放置到凹槽22内，使得太阳光只能与凹槽22和筒体21所在圆心的连接线接近重合时，太阳光才能够照射进凹槽22并照在光敏电阻23上，从而引起光敏电阻23的电阻值变化，而经过漫反射照到的光敏电阻23因太阳光不强而电阻值变化小，从而得到太阳光的实时照射角度，通过在所有的光敏电阻23的两端并联一个电源，从而将光敏电阻23的电阻值变化转化为电流变化，再通过电流传感器24将电流变化转化为电信号传输到信息处理机构30，控制驱动机构40驱动光伏板10转动，使光伏板10所在平面始终垂直于太阳光照射方向；在安装设备时，光伏板10的转轴与太阳光照射方向所垂直的面必须和凹槽22内的光敏电阻23与太阳光照射方向所垂直的面平行，才能使光伏板10转动角度变化与测量机构20测量的太阳光照射角度变化保持一致。
所述光伏板10的转轴与凹槽22内的光敏电阻23平行，便于安装，且使得光敏电阻23随太阳光照射角度变化电阻值变化范围最大，提高灵敏度。
所述信息处理机构30包括用于接收电流传感器24输出电信号的电信号接收器、处理兵分析电信号的CPU以及传达指令到驱动机构40的电信号发射器。
所述驱动机构40采用伺服电机驱动转动轴转动。
实施例2
本实施例所述全自动跟踪阳光直射方向的发电装置，包括用来发电的光伏板10；还包括测量太阳光照射角度的测量机构20、信息处理机构30以及驱动光伏板10转动的驱动机构40；如图1所示，为测量机构20的剖面结构示意图，所述测量机构20包括半圆筒状的筒体21，均匀设置在所述筒体21的弧形面上的多个凹槽22，设置在每个所述凹槽22内的光敏电阻23，如图2所示，所有光敏电阻23与同一电源并联，且每个光敏电阻23串联一个电流传感器24，太阳光照射角度的不断变化引起筒体21弧形面上凹槽22内的光敏电阻23的电阻值变化，电流传感器24用于检测与之串联的光敏电阻23的电流并转换为电信号输出，所述信息处理机构30接收电流传感器24输出的电信号，进行分析处理，并输出指令控制驱动机构40驱动光伏板10转动；所述光伏板10的转轴与凹槽22内的光敏电阻23平行。
所述信息处理机构30包括用于接收电流传感器24输出电信号的电信号接收器、处理兵分析电信号的CPU以及传达指令到驱动机构40的电信号发射器。
所述驱动机构40采用伺服电机驱动转动轴转动。
如图3所示，所述测量机构20设置有两个，且相互垂直设置；所述驱动机构40设置有两个，且两个所述驱动机构40的转动轴相互垂直设置；两个所述测量机构20与两个所述驱动机构40分别对应电性连接，分别驱动光伏板10转动，使光伏板10所在面与太阳光所在直线垂直。
地球自转轴和太阳黄道面并不垂直造成的，两者有一个23.2度的夹角，这样当地球围绕太阳运行的过程中，太阳光直射地球的位置就会在地球的北回归线和南回归线之间来回移动，这就导致了地球上同纬度地区在不同的时间中，接受太阳光的能量是不一样的，于是气候上平均温度不同的四季就出现了，因此在考虑到太阳光在每天的照射角度变化外，还应当考虑到在不同季节中，太阳光照射角度与赤道平面的夹角变化。
因此设置相互垂直设置的两个测量机构20，一个用于测量每天太阳光照射角度的变化，并驱动相应的驱动机构40驱动光伏板10转动，另一个测量每个季节太阳光照射角度的变化，并驱动相应的驱动机构40驱动光伏板10转动；使得在工人安装时可随意位置安装，而不需要将光伏板10垂直太阳光照射角度安装，待设备正常运行后，光伏板10会在两个测量机构20的检测下，通过两个转动轴相互垂直设置的驱动机构40调节光伏板10的位置，使其与太阳光照射角度垂直，最大化利用太阳能。
需要说明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.全自动跟踪阳光直射方向的发电装置，包括用来发电的光伏板(10)；其特征在于：还包括测量太阳光照射角度的测量机构(20)、信息处理机构(30)以及驱动光伏板(10)转动的驱动机构(40)；所述测量机构(20)包括半圆筒状的筒体(21)，均匀设置在所述筒体(21)的弧形面上的多个凹槽(22)，设置在每个所述凹槽(22)内的光敏电阻(23)，所有光敏电阻(23)与同一电源并联，且每个光敏电阻(23)串联一个电流传感器(24)，太阳光照射角度的不断变化引起筒体(21)弧形面上凹槽(22)内的光敏电阻(23)的电阻值变化，电流传感器(24)用于检测与之串联的光敏电阻(23)的电流并转换为电信号输出，所述信息处理机构(30)接收电流传感器(24)输出的电信号，进行分析处理，并输出指令控制驱动机构(40)驱动光伏板(10)转动。
2.根据权利要求1所述的全自动跟踪阳光直射方向的发电装置，其特征在于：所述光伏板(10)的转轴与凹槽(22)内的光敏电阻平行。
3.根据权利要求2所述的全自动跟踪阳光直射方向的发电装置，其特征在于：所述信息处理机构(30)包括用于接收电流传感器(24)输出电信号的电信号接收器、处理兵分析电信号的CPU以及传达指令到驱动机构(40)的电信号发射器。
4.根据权利要求3所述的全自动跟踪阳光直射方向的发电装置，其特征在于：所述驱动机构(40)采用伺服电机驱动转动轴转动。
5.根据权利要求1-4中任一所述的全自动跟踪阳光直射方向的发电装置，其特征在于：所述测量机构(20)设置有两个，且相互垂直设置；所述驱动机构(40)设置有两个，且两个所述驱动机构(40)的转动轴相互垂直设置；两个所述测量机构(20)与两个所述驱动机构(40)分别对应电性连接，分别驱动光伏板(10)转动，使光伏板(10)所在面与太阳光所在直线垂直。
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