CN113938095A - 一种光伏发电用的太阳跟踪控制器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种光伏发电用的太阳跟踪控制器，属于光伏发电技术领域。它解决了现有技术中能源利用率低等问题。本光伏发电用的太阳跟踪控制器，包括控制模块、光电检测模块和执行装置，光电检测模块包括光敏阵列、光电传感器、电压比较器，光电传感器用于识别白天或黑夜，光敏阵列采用四路相同的光敏电阻按上、下、左、右对称设置在执行装置上，用于分别感知上、下、左、右四个方向的光照强度，光强转变为电压，由电压比较器对四路独立比较；执行装置包括底座、仰俯角调整结构、水平角调整结构和用于安装太阳能光伏组件的框架，光敏阵列设置在框架上。本发明具有能够在有限的使用面积内收集更多的太阳能优点。

Description

一种光伏发电用的太阳跟踪控制器

技术领域

本发明属于光伏发电技术领域，涉及一种光伏发电用的太阳跟踪控制器。

背景技术

随着环保意识的增强以及能源危机隐忧，有关太阳能应用的各项研究倍受重视，太阳能利用有光热转换和光电转换两种方式，太阳能发电是一种新兴的可再生能源，具有广阔的前景。

在太阳能发电技术中，太阳能电池板的安装整齐划一，方便管理，且不会增加额外的系统成本等诸多优点，但太阳光线的入射方向始终与太阳能电池板阵列存在一定程度上角度偏差，垂直入射的时间过短，进而导致光伏发电系统的效率低。

为解决这一问题，本申请提出了一种光伏发电用的太阳跟踪控制器，使太阳照射过程中太阳能电池板的受光面始终跟太阳光线趋于垂直，以在有限的使用面积内收集更多的太阳能。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种光伏发电用的太阳跟踪控制器。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种光伏发电用的太阳跟踪控制器，包括控制模块、光电检测模块和执行装置，其特征在于，所述的光电检测模块包括光敏阵列、光电传感器、电压比较器，光电传感器用于识别白天或黑夜，光敏阵列采用四路相同的光敏电阻按上、下、左、右对称设置在执行装置上，用于分别感知上、下、左、右四个方向的光照强度，光强转变为电压，由电压比较器对四路独立比较；所述的执行装置包括底座、仰俯角调整结构、水平角调整结构和用于安装太阳能光伏组件的框架，光敏阵列设置在框架上。

进一步的，所述的控制模块连接有计时器

进一步的，所述的水平角调整结构包括电机一、环形滑块和若干传动杆，所述的底座上开设有安装槽，电机一固定在安装槽内，电机一的输出轴竖直向上，底座上开设有环形滑槽，环形滑槽与环形滑块相匹配，传动杆的一端均固定在环形滑块上，传动杆的另一端均固定在电机一的输出轴端部。

电机一通过传动杆带动环形滑块在环形滑槽内滑动，从而间接带动框架上的太阳能光伏组件进行水平角转动调整。

进一步的，所述的仰俯角调整结构包括滑轨一、滑轨二、滑轨三、滑轨四、滑轨五、滑轨六、滑块一、滑块二、滑块三、滑块四、滑块五、滑块六、电机二、电机三、丝杠一、丝杠二、连杆一、连杆二、连杆三、连杆四。

更进一步的，所述的滑块一、滑块二、滑块三、滑块四、滑块五、滑块六分别滑动设置在滑轨一、滑轨二、滑轨三、滑轨四、滑轨五、滑轨六上，滑轨一和滑轨二水平固定在环形滑块上，且滑轨一和滑轨二相互平行，滑轨三、滑轨四分别铰接在滑轨一的两端，滑轨五、滑轨六分别铰接在滑轨二的两端，且滑轨三、滑轨四、滑轨五、滑轨六均铰接在框架上。

更进一步的，所述的滑轨一、滑轨二的尺寸相同，所述的滑轨三、滑轨四、滑轨五、滑轨六的尺寸相同。

更进一步的，所述的连杆一的一端铰接在滑块三上，连杆一的另一端铰接在滑块一上，连杆二的一端铰接在滑块四上，连杆二的另一端铰接在滑块一上，连杆三的一端铰接在滑块五上，连杆三的另一端铰接在滑块二上，连杆四的一端铰接在滑块六上，连杆四的另一端铰接在滑块二上。

更进一步的，所述的电机二、电机三分别水平固定在滑轨一、滑轨二上，丝杠一、丝杠二的一端分别转动在滑轨一、滑轨二上，且丝杠一、丝杠二的另一端固定在电机二、电机三上，且滑块一和滑块二分别螺纹连接在丝杠一、丝杠二上。

电机二和电机三同步同向转动，从而带动滑块一、滑块二分别沿着滑轨一、滑轨二滑动，通过连杆一、连杆二来带动调节滑轨三、滑轨四与滑轨一之间的夹角，以及通过连杆三、连杆四来带动调节滑轨五、滑轨六与滑轨二之间的夹角，从而使框架上的太阳能光伏组件进行仰俯角转动调整。采用这样的结构稳定性好，且调节响应快。

光电传感器用于识别当前环境是白天或是黑夜，若是黑夜，则控制模块控制整个太阳跟踪控制器休眠，降低能量损耗。

若是白天，则由光敏阵列感知四路对称方位光强，将光强转变为电压的模拟量，由电压比较器分别将上、下、左、右四路的同相输入端与下、上，右、左的反相输入端比较，如果太阳光垂直照射太阳能电池板时，四路光敏电阻接收到的光照强度相同，阻值相等，执行装置不带动太阳能光伏组件进行位置调整。

当下、上方向光照有差异时，接收光照强度大的光敏电阻阻值减小，执行装置则对太阳能光伏组件进行仰俯角转动调整，同理左、右方向亦是存在如此光照差异，执行装置则对太阳能光伏组件进行水平角转动调整，直至四路光敏电阻上的光照强度相同。

同时，控制器还连接有计时器，通过计时器来选定光电检测频率，进行校准，从而不仅能够充分的对太阳能进行转化利用，而且还降低设备所需的功耗。

与现有技术相比，本光伏发电用的太阳跟踪控制器具有以下优点：

1、本发明中电机一通过传动杆带动环形滑块在环形滑槽内滑动，从而间接带动框架上的太阳能光伏组件进行水平角转动调整；电机二和电机三同步同向转动，从而带动滑块一、滑块二分别沿着滑轨一、滑轨二滑动，通过连杆一、连杆二来带动调节滑轨三、滑轨四与滑轨一之间的夹角，以及通过连杆三、连杆四来带动调节滑轨五、滑轨六与滑轨二之间的夹角，从而使框架上的太阳能光伏组件进行仰俯角转动调整，

2、本发明中光电传感器用于识别当前环境是白天或是黑夜，若是黑夜，则控制模块控制整个太阳跟踪控制器休眠，降低能量损耗；若是白天，则由光敏阵列感知四路对称方位光强，将光强转变为电压的模拟量，由电压比较器分别将上、下、左、右四路的同相输入端与下、上，右、左的反相输入端比较，如果太阳光垂直照射太阳能电池板时，四路光敏电阻接收到的光照强度相同，阻值相等，执行装置不带动太阳能光伏组件进行位置调整。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图。

图2是本发明的正视结构示意图。

图3是本发明的俯视结构示意图。

图4是本发明中光电检测模块的电路图。

图中，1、电机一；2、环形滑块；3、传动杆；4、底座；5、滑轨一；6、滑轨二；7、滑轨三；8、滑轨四；9、滑轨五；10、滑轨六；11、滑块一；12、滑块二；13、电机二；14、丝杠一；15、连杆一；16、连杆二；17、连杆三；18、连杆四；19、电机三；20、框架；21、光敏电阻；21、底座。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1-4所示，一种光伏发电用的太阳跟踪控制器，包括控制模块、光电检测模块和执行装置，光电检测模块包括光敏阵列、光电传感器、电压比较器。光电传感器用于识别白天或黑夜，光敏阵列采用四路相同的光敏电阻21按上、下、左、右对称设置在执行装置上，用于分别感知上、下、左、右四个方向的光照强度，光强转变为电压，由电压比较器对四路独立比较；控制模块连接有计时器。

执行装置包括底座4、仰俯角调整结构、水平角调整结构和用于安装太阳能光伏组件的框架20，光敏阵列设置在框架20上。

具体来说，水平角调整结构包括电机一1、环形滑块2和若干传动杆3，所述的底座4上开设有安装槽，电机一1固定在安装槽内，电机一1的输出轴竖直向上，底座4上开设有环形滑槽，环形滑槽与环形滑块2相匹配，传动杆3的一端均固定在环形滑块2上，传动杆3的另一端均固定在电机一1的输出轴端部。电机一1通过传动杆3带动环形滑块2在环形滑槽内滑动，从而间接带动框架20上的太阳能光伏组件进行水平角转动调整。

仰俯角调整结构包括滑轨一5、滑轨二6、滑轨三7、滑轨四8、滑轨五9、滑轨六10、滑块一11、滑块二12、滑块三、滑块四、滑块五、滑块六、电机二13、电机三19、丝杠一14、丝杠二、连杆一15、连杆二16、连杆三17、连杆四18。滑块一11、滑块二12、滑块三、滑块四、滑块五、滑块六分别滑动设置在滑轨一5、滑轨二6、滑轨三7、滑轨四8、滑轨五9、滑轨六10上，滑轨一5和滑轨二6水平固定在环形滑块2上，且滑轨一5和滑轨二6相互平行，滑轨三7、滑轨四8分别铰接在滑轨一5的两端，滑轨五9、滑轨六10分别铰接在滑轨二6的两端，且滑轨三7、滑轨四8、滑轨五9、滑轨六10均铰接在框架20上。滑轨一5、滑轨二6的尺寸相同，所述的滑轨三7、滑轨四8、滑轨五9、滑轨六10的尺寸相同。

连杆一15的一端铰接在滑块三上，连杆一15的另一端铰接在滑块一11上，连杆二16的一端铰接在滑块四上，连杆二16的另一端铰接在滑块一11上，连杆三17的一端铰接在滑块五上，连杆三17的另一端铰接在滑块二12上，连杆四18的一端铰接在滑块六上，连杆四18的另一端铰接在滑块二12上。电机二13、电机三19分别水平固定在滑轨一5、滑轨二6上，丝杠一14、丝杠二的一端分别转动在滑轨一5、滑轨二6上，且丝杠一14、丝杠二的另一端固定在电机二13、电机三19上，且滑块一11和滑块二12分别螺纹连接在丝杠一14、丝杠二上。电机二13和电机三19同步同向转动，从而带动滑块一11、滑块二12分别沿着滑轨一5、滑轨二6滑动，通过连杆一15、连杆二16来带动调节滑轨三7、滑轨四8与滑轨一5之间的夹角，以及通过连杆三17、连杆四18来带动调节滑轨五9、滑轨六10与滑轨二6之间的夹角，从而使框架20上的太阳能光伏组件进行仰俯角转动调整。采用这样的结构稳定性好，且调节响应快。

光电传感器用于识别当前环境是白天或是黑夜，若是黑夜，则控制模块控制整个太阳跟踪控制器休眠，降低能量损耗。

若是白天，则由光敏阵列感知四路对称方位光强，将光强转变为电压的模拟量，由电压比较器分别将上、下、左、右四路的同相输入端与下、上，右、左的反相输入端比较，如果太阳光垂直照射太阳能电池板时，四路光敏电阻21接收到的光照强度相同，阻值相等，执行装置不带动太阳能光伏组件进行位置调整。

当下、上方向光照有差异时，接收光照强度大的光敏电阻21阻值减小，执行装置则对太阳能光伏组件进行仰俯角转动调整，同理左、右方向亦是存在如此光照差异，执行装置则对太阳能光伏组件进行水平角转动调整，直至四路光敏电阻21上的光照强度相同。

同时，控制器还连接有计时器，通过计时器来选定光电检测频率，进行校准，从而不仅能够充分的对太阳能进行转化利用，而且还降低设备所需的功耗。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (8)

1.一种光伏发电用的太阳跟踪控制器，包括控制模块、光电检测模块和执行装置，其特征在于，所述的光电检测模块包括光敏阵列、光电传感器、电压比较器，光电传感器用于识别白天或黑夜，光敏阵列采用四路相同的光敏电阻按上、下、左、右对称设置在执行装置上，用于分别感知上、下、左、右四个方向的光照强度，光强转变为电压，由电压比较器对四路独立比较；所述的执行装置包括底座、仰俯角调整结构、水平角调整结构和用于安装太阳能光伏组件的框架，光敏阵列设置在框架上。

2.根据权利要求1所述的光伏发电用的太阳跟踪控制器，其特征在于，所述的水平角调整结构包括电机一、环形滑块和若干传动杆，所述的底座上开设有安装槽，电机一固定在安装槽内，电机一的输出轴竖直向上，底座上开设有环形滑槽，环形滑槽与环形滑块相匹配，传动杆的一端均固定在环形滑块上，传动杆的另一端均固定在电机一的输出轴端部。

3.根据权利要求1所述的光伏发电用的太阳跟踪控制器，其特征在于，所述的仰俯角调整结构包括滑轨一、滑轨二、滑轨三、滑轨四、滑轨五、滑轨六、滑块一、滑块二、滑块三、滑块四、滑块五、滑块六、电机二、电机三、丝杠一、丝杠二、连杆一、连杆二、连杆三、连杆四。

4.根据权利要求3所述的光伏发电用的太阳跟踪控制器，其特征在于，所述的滑块一、滑块二、滑块三、滑块四、滑块五、滑块六分别滑动设置在滑轨一、滑轨二、滑轨三、滑轨四、滑轨五、滑轨六上，滑轨一和滑轨二水平固定在环形滑块上，且滑轨一和滑轨二相互平行，滑轨三、滑轨四分别铰接在滑轨一的两端，滑轨五、滑轨六分别铰接在滑轨二的两端，且滑轨三、滑轨四、滑轨五、滑轨六均铰接在框架上。

5.根据权利要求4所述的光伏发电用的太阳跟踪控制器，其特征在于，所述的滑轨一、滑轨二的尺寸相同，所述的滑轨三、滑轨四、滑轨五、滑轨六的尺寸相同。

6.根据权利要求3所述的光伏发电用的太阳跟踪控制器，其特征在于，所述的连杆一的一端铰接在滑块三上，连杆一的另一端铰接在滑块一上，连杆二的一端铰接在滑块四上，连杆二的另一端铰接在滑块一上，连杆三的一端铰接在滑块五上，连杆三的另一端铰接在滑块二上，连杆四的一端铰接在滑块六上，连杆四的另一端铰接在滑块二上。

7.根据权利要求6所述的光伏发电用的太阳跟踪控制器，其特征在于，所述的电机二、电机三分别水平固定在滑轨一、滑轨二上，丝杠一、丝杠二的一端分别转动在滑轨一、滑轨二上，且丝杠一、丝杠二的另一端固定在电机二、电机三上，且滑块一和滑块二分别螺纹连接在丝杠一、丝杠二上。

8.根据权利要求1所述的光伏发电用的太阳跟踪控制器，其特征在于，所述的控制模块连接有计时器。

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