CN1525117A - 太阳能追踪蓄电系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种太阳能追踪蓄电系统及其使用方法，主要包括有一太阳能板、一齿轮运转机构、一PV原位固定器、一控制箱及其内设的太阳能控制器、方位器、倾斜器、防盗器及蓄电池、GPS接收器、光敏开关及风速计等组件组合的系统；安装于汽车顶上时，则控制箱内部机构、GPS接收器、光敏开关及风速计均处于运作状态，当汽车手煞车拉起，微处理器自GPS接收器及方位器接收本系统位置的坐标及方位移动资料，而经由微处理器会将运算后的太阳坐标位置则由微处理器外接的PDA来观看，光敏开关及风速计检查外界的光线亮度及风速在许可状态时，马达控制器驱动齿轮运转机构追踪太阳：而太阳能的充、放则由太阳能控制器来控制，当不许可时则齿轮运转机构停转并归位，一旦许可则继续运作。

Description

太阳能追踪蓄电系统及其使用方法

本发明涉及太阳能的利用技术，属于太阳能的利用装置，是一种太阳能追踪蓄电系统及其使用方法。

太阳能是一项取之不尽，用之不竭的能量资源，为此，目前市面上乃出现许多以太阳能发电的产品，如太阳能热水器、太阳能计算机等等，故若能增加该种以太阳能利用的产品，不仅可减少电池及电力的使用，降低用电成本，其对于地球的环保，更具有相当大的助力；再者，由于地球的温室效应，以致气温愈来愈高，若遇到夏天，每每有供电不足的情形发生，故，若能将太阳能转变为电能并将其储存，以备在需要用电时，随时能将其释放，必定能缓解上述所发生的情形，所以，如何能以一系统和方法将充足且免费的太阳能做最有效率的接收并将其转换为电能储存，使其得到充分利用，进而减少地球资源的运用及浪费，增进环保，乃成为必须追求的目标。

目前，家庭用电，其电力是由政府供应，使用者乃需支付相当的使用费，而当遇到供电不足或电路故障时，则随时有被限电或停电的可能，且在自宅置放发电机，又通常不可能，以至于造成相当大的困扰；再者，一般市面上的流动摊贩，其通常是于车上置放一发电机，借该发电机供电，使其生意能正常开张和运作，然该发电机的运转也需借汽油或柴油燃烧，使其产生电力，其在使用时也会造成环境污染，且汽油或柴油的成本花费也相当高及有存放危险。另，由于路灯等户外照明是人车安全及治安环境指标，故需增设户外照明胆怯灯，其电费累积也相当可观，尤其财源不宽裕的乡镇地方政府，每每缴不出电费而熄灭路灯。偏远地区务农，极需使用电力抽水灌溉和照明，而电力架设的成本与务农所得不成比例。又，各级政府现在都推行国内旅游，各景点的设计，多有木造凉亭及户外照明，以前为了照明，而将电线钉置在木柱上，不仅木柱龟裂，缩短其使用寿命，更破坏美观，且到处都是电杆及电线，影响美感，若遇强劲狂风则有损坏，又需庞大经费修复。如能充分利用太阳能，上述问题则可迎刃而解。

本发明的主要目的在于提出一种太阳能追踪蓄电系统及其使用方法，该系统是能追踪大阳光的投射方向，使太阳能板总是能保持与太阳光线垂直的方向，发挥最大吸收太阳能的效率并储存于蓄电池内，使其在需要时，可随时将其释放使用；该使用方法主要是将该系统安装于汽车车顶或固定于房屋和柱子的顶上，并可促进使用的方便性、延长设备的使用寿命及防盗保全。

本发明的主要技术方案和技术特征在于：该太阳能追踪蓄电系统主要包括有一太阳能板、一齿轮运转机构、一PV原位固定器、一控制箱、一光敏开关、一风速计、一各式感应器、一数位影音像设备；其特征在于：太阳能板，是由PV原位固定器(电动缸)固定之，并用于该太阳能板归原位固定用；齿轮运转机构，其受马达控制器的驱动而动作，可控制升降、水平、方位、倾斜角，其上支撑太阳能板；控制箱，其内部设置有：A，太阳能控制器，是用于保护蓄电池的过充、过放、温度补偿及太阳能板的防逆等功能，可于整组保险丝中自动选择适合安全范围内的保险丝，其设有电力输出线孔(箱外卷线器插座及照明输线接头)，以提供使用，其内部置有：1、马达控制器，用以接收微处理器的讯号，控制马达升降、水平、方位、倾斜角运动，另，该马达控制器以线路与手煞车相接；2、微处理器，其内设有太阳运动程序以及所有相关机构的处理程序，以接收及储存方位器与GPS接收器的讯号，同时通过光敏开关及风速计检查，输出讯号至马达控制器，驱动齿轮运转机构追踪太阳；其另置有一组为负载照明及开关专用的输出点，该点接上太阳能控制器的输出端，并于微处理器另设一套供负载照明，可选择开、关，依亮度、依日出、日落、或依日出前后几小时、日落前后几小时等自主设定需求的控制，该种控制以NB内程式修改可以外接的PDA萤幕上选择照明设定或由外部开关控制，以达到直接利用内设的太阳运动程式及光敏讯号，控制该照明灯的开与关；3、太阳能控制器IC，其可由微处理器取得日出日落时间、光线亮暗讯号；其用于太阳能由太阳能板接点进入，并有防逆作用，使其进入蓄电池储存，而当外界欲用电时，该蓄电池的电能则经由其负载输出接点输出至负载输出及开关卷线器插座接头；

B、防盗器，其由防盗IC及GSM无线传输模组构成后，外接一感应器及警报器而形成一防盗系统；

C、方位器，其可输出修正磁北方位角；

D、蓄电池，其用于储存太阳能所转换输出的电能；

上述的马达控制器、微处理器、太阳能控制IC结合为一主机板置于控制箱内，方位器及倾斜器以箱内外挂，而防盗器、蓄电池则置于箱内；

GPS接收器，其与控制箱内的微处理器及方位器搭配PDA或NB使用，而形成一导航系统；

光敏开关及风速计，是分别用于感测外界光线亮度及风速，并将讯号输出至微处理器，由微处理器将其输出至马达控制器，以驱动齿轮运转机构；该光敏开关及风速计置于控制箱体外；

当太阳能板、齿轮运转机构与GPS接收器、光敏开关、风速计及控制箱结合并安装于汽车顶上时，其使用方法如下：A、该控制箱内部机构，光敏开关及风速计会由该控制箱内部的蓄电池供电而开始运转，不论汽车在停止或行进状态，其运作方式及时间由微处理器内设程式控制，运作时，该微处理器会持续接收及储存方位器与GPS接收器的讯号，并由内设的太阳运动程式计算，然后，通过光敏开关及风速计检查外界的光线亮度及风速，以决定是否传送讯号至马达控制器驱动齿轮运转机构，而该光敏开关及风速计的感测时间及每次感测间隔时间也由微处理器内部程式控制；

B、控制箱运作时，该微处理器外接的PAD或NB与GPS接收器及方位器会形成一导航系统，可将其接收讯号传至微处理器后再传至PDA，由该PDA观看太阳座标位置及风速，也可由此画面选择手动或自动输入模式，来观看太阳位置及设定行车速限，并可选择负载开关，设定照明方式及启动照明；

C、当汽车停止，车的定点座标及方位不变，手煞车拉起，马达控制器开始启动齿轮运转机构，则其微处理器自GPS接收器及方位器接收本系统位置的座标及方位移动资料后，依内建程式计算出太阳方位仰角时间后输出讯号，同时光敏开关与风速计分别进行外界光线与风速的感测，当光线亮度及风速均在许可的状态时，该微处理器会将运算分析后的讯号输出至马达控制器，并驱动齿轮运转机构追踪太阳，同时将太阳能板作方位角及仰角的调整，开始进行追踪太阳的动作，保持与太阳光线垂直，发挥太阳能板的最大效率；而当光敏开关或风速计所测得的光线亮度与风速，两者之一不许可时，该微处理器则不会输出讯号给马达控制器，也不会驱动齿轮运转机构，此时太阳能板仅做平面接收，而未发挥最大效率，然，此时该控制箱、GPS接收器、光敏开关及风速计仍会因该微处理器的程式设定，而持续动作；

D、当汽车手煞车放下时，则该齿轮运转机构与太阳能板均由PV原位固定器将其归原位固定，此时太阳能板做平面接收。

这种太阳能追踪蓄电系统也可跟用在汽车顶上一样，用于房屋柱顶或路灯灯柱顶上，仅是将车顶上用的系统中去除防盗系统后固定于房屋柱顶或路灯柱柱顶即可，同时外接一启动开关取代汽车手煞车即可。

本发明的主要优点在于，可将该系统安装应用于汽车上，以其手煞车为启动开关，当汽车停止时，即可进行太阳能的追踪接收并储存，而当汽车未停止时，该太阳能板基于安全的考虑，须固定平躺吸收太阳能，而成可供流动摊贩使用的电力，或将其安装于房屋柱顶上，可提供住宅停电或限电时使用，或安装于路灯灯柱顶上取代所供市电提供夜间照明。既可应急，解决停电限电的困扰，也能节省市场上的各式火电、水电以致核电的消耗。

图1是本发明的太阳能追踪蓄电系统用于汽车的配置示意图。

图2是本发明的太阳能追踪蓄电系统用于房屋顶或灯柱顶的配置示意图。

如图1所示，本发明的系统主要包括有一太阳能板1、一齿轮运转机构2、一PV原位固定器3、一控制箱4、一光敏开关6、一风速计7、一GPS接收器10、一各式感应器11、一数位影音像设备12；其中太阳能板1，是由PV原位固定器(电动缸)3固定之，并用于该太阳能板1归原位固定用；齿轮运转机构2，其受马达控制器411的驱动而动作，可控制升降、水平、方位、倾斜角，其上支撑太阳能板1；控制箱4，其内部设置有：A，太阳能控制器41，是用于保护蓄电池42的过充、过放、温度补偿及太阳能板1的防逆等功能，可于整组保险丝417中自动选择适合安全范围内的保险丝，其设有电力输出线孔4121(箱外卷线器插座及照明输线接头9)，以提供使用，其内部置有：1、马达控制器411，用以接收微处理器412的讯号，控制马达升降、水平、方位、倾斜角运动，另，该马达控制器411以线路与手煞车5相接；2、微处理器412，其内设有太阳运动程序以及所有相关机构的处理程序，以接收及储存方位器43与GPS接收器10的讯号，同时通过光敏开关6及风速计7检查，输出讯号至马达控制器411，驱动齿轮运转机构2追踪太阳；其另置有一组为负载照明及开关专用的输出点4121，该点接上太阳能控制器41的输出端414，并于微处理器412另设一套供负载照明，可选择开、关，依亮度、依日出、日落、或依日出前后几小时、日落前后几小时等自主设定需求的控制，该种控制以NB内程式修改或以外接的PDA8萤幕上选择照明设定或由外部开关控制，以达到直接利用内设的太阳运动程式及光敏讯号，控制该照明灯的开与关；3、太阳能控制器IC413，其可由微处理器412取得日出日落时间、光线亮暗讯号；其用于太阳能由太阳能板接点416进入，并有防逆作用，使其进入蓄电池42储存，而当外界欲用电时，该蓄电池42的电能则经由其负载输出接点414输出至负载输出及开关卷线器插座接头9；

B、防盗器40，其由防盗IC401及GSM无线传输模组402构成后，外接一感应器11及警报器12而形成一防盗系统；

C、方位器43，其可输出修正磁北方位角；

D、蓄电池42，其用于储存太阳能所转换输出的电能；

上述的马达控制器411、微处理器32、太阳能控制IC413及防盗器40设计结合为一主机板置于控制箱内4内，方位器43及倾斜器44以箱内外挂，而蓄电池42则置于箱内；

GPS接收器10，其与控制箱4内的微处理器412及方位器43搭配PDA或NB8使用，而形成一导航系统；

光敏开关6及风速计7，是分别用于感测外界光线亮度及风速，并将讯号输出至微处理器412，由微处理器412将其输出至马达控制器411，以驱动齿轮运转机构2；该光敏开关6及风速计7置于控制箱体4外；

如图2所示，当太阳能板1、齿轮运转机构2与GPS接收器10、光敏开关6、风速计7及控制箱4相结合并安装于汽车顶上时，其使用方法如下：A、该控制箱4的内部机构，光敏开关6及风速计7会由该控制箱4内部的蓄电池42供电而开始运转，不论汽车在停止或行进状态，其运作方式及时间由微处理器412内设程式控制，运作时，该微处理器412会持续接收及储存方位器43与GPS接收器10的讯号，并由内设的太阳运动程式计算，然后，通过光敏开关6及风速计7检查外界的光线亮度及风速，以决定是否传送讯号至马达控制器411驱动齿轮运转机构2，而该光敏开关6及风速计7的感测时间及每次感测间隔时间也由微处理器412内部程式控制；

B、控制箱4运作时，该微处理器412外接的PAD或NB8与GPS接收器10及方位器43会形成一导航系统，可将其接收讯号传至微处理器412后再传至PDA，由该PDA观看太阳座标位置及风速，也可由此画面选择手动或自动输入模式，来观看太阳位置及设定行车速限，并可选择负载开关，设定照明方式及启动照明；

C、当汽车停止，车的定点座标及方位不变，手煞车5拉起，马达控制器411开始启动齿轮运转机构2，则其微处理器412自GPS接收器10及方位器43接收本系统位置的座标及方位移动资料后，依内建程式计算出太阳方位仰角时间后输出讯号，同时光敏开关6与风速计7分别进行外界光线与风速的感测，当光线亮度及风速均在许可的状态时，该微处理器会将运算分析后的讯号输出至马达控制器411，并驱动齿轮运转机构2追踪太阳，同时将太阳能板1作方位角及仰角的调整，开始进行追踪太阳的动作，保持与太阳光线垂直，发挥太阳能板的最大效率；而当光敏开关6或风速计7所测得的光线亮度与风速，两者之一不许可时，该微处理器412则不会输出讯号给马达控制器411，也不会驱动齿轮运转机构2，此时太阳能板1仅做平面接收，而未发挥最大效率，然，此时该控制箱4、GPS接收器10、光敏开关6及风速计7仍会因该微处理器412的程式设定，而持续动作；

D、当汽车手煞车5放下时，则该齿轮运转机构2与太阳能板1均由PV原位固定器3将其归原位固定，此时太阳能板1做平面接收。

这种太阳能追踪蓄电系统也可跟用在汽车顶上一样，用于房屋柱顶或路灯灯柱顶上，仅是将车顶上用的系统中去除防盗系统后固定于房屋柱顶或路灯柱柱顶即可，同时外接一启动开关5’取代汽车手煞车5即可。

Claims (3)

1、一种太阳能追踪蓄电系统，主要包括有一太阳能板、一齿轮运转机构、一PV原位固定器、一控制箱、一光敏开关、一风速计、一各式感应器、一数位影音像设备；其特征在于：

太阳能板，是由PV原位固定器(电动缸)固定之，并用于该太阳能板归原位固定用；

齿轮运转机构，其受马达控制器的驱动而动作，控制升降、水平、方位、倾斜角，其上支撑太阳能板；

控制箱，其内部设置有：

A、太阳能控制器，是用于保护蓄电池的过充、过放、温度补偿及太阳能板的防逆等功能，于整组保险丝中自动选择适合安全范围内的保险丝，其设有电力输出线孔(箱外卷线器插座及照明输线接头)，以提供使用，其内部置有：

1、马达控制器，用以接收微处理器的讯号，控制马达升降、水平、方位、倾斜角运，另，该马达控制器以线路与手煞车相接；

2、微处理器，其内设有太阳运动程序以及所有相关机构的处理程序，以接收及储存方位器与GPS接收器的讯号，同时通过光敏开关及风速计检查，输出讯号至马达控制器，驱动齿轮运转机构追踪太阳；其另置有一组为负载照明及开关专用的输出点，该点接上太阳能控制器的输出端，并于微处理器另设一套供负载照明，可选择开、关，依亮度、依日出、日落、或依日出前后几小时、日落前后几小时等自主设定需求的控制，该种控制以NB内程式修改以外接的PDA萤幕上选择照明设定或由外部开关控制，以达到直接利用内设的太阳运动程式及光敏讯号，控制该照明灯的开与关；

3、太阳能控制器IC，其由微处理器取得日出日落时间、光线亮暗讯号；其用于太阳能由太阳能板接点进入，并有防逆作用，使其进入蓄电池储存，而当外界欲用电时，该蓄电池的电能则经由其负载输出接点输出至负载输出及开关卷线器插座接头；

B、防盗器，其由防盗IC及GSM无线传输模组构成后，外接一感应器及警报器而形成一防盗系统；

C、方位器，其输出修正磁北方位角；

D、蓄电池，其用于储存太阳能所转换输出的电能；

上述的马达控制器、微处理器、太阳能控制IC结合为一主机板置于控制箱内，方位器及倾斜器以箱内外挂，而防盗器、蓄电池则置于箱内；

GPS接收器，其与控制箱内的微处理器及方位器搭配PDA或NB使用，而形成一导航系统；

光敏开关及风速计，是分别用于感测外界光线亮度及风速，并将讯号输出至微处理器，由微处理器将其输出至马达控制器，以驱动齿轮运转机构；该光敏开关及风速计置于控制箱体外；

2、一种太阳能追踪蓄电系统使用的方法，其特征在于：当太阳能板、齿轮运转机构与GPS接收器、光敏开关、风速计及控制箱结合并安装于汽车顶上时，其使用方法如下：

A、该控制箱内部机构，光敏开关及风速计会由该控制箱内部的蓄电池供电而开始运转，不论汽车在停止或行进状态，其运作方式及时间由微处理器内设程式控制，运作时，该微处理器会持续接收及储存方位器与GPS接收器的讯号，并由内设的太阳运动程式计算，然后，通过光敏开关及风速计检查外界的光线亮度及风速，以决定是否传送讯号至马达控制器驱动齿轮运转机构，而该光敏开关及风速计的感测时间及每次感测间隔时间也由微处理器内部程式控制；

B、控制箱运作时，该微处理器外接的PAD或NB与GPS接收器及方位器会形成一导航系统，将其接收讯号传至微处理器后再传至PDA，由该PDA观看太阳座标位置及风速，也由此画面选择手动或自动输入模式，来观看太阳位置及设定行车速限，并选择负载开关，设定照明方式及启动照明；

C、当汽车停止，车的定点座标及方位不变，手煞车拉起，马达控制器开始启动齿轮运转机构，则其微处理器自GPS接收器及方位器接收本系统位置的座标及方位移动资料后，依内建程式计算出太阳方位仰角时间后输出讯号，同时光敏开关与风速计分别进行外界光线与风速的感测，当光线亮度及风速均在许可的状态时，该微处理器会将运算分析后的讯号输出至马达控制器，并驱动齿轮运转机构追踪太阳，同时将太阳能板作方位角及仰角的调整，开始进行追踪太阳的动作，保持与太阳光线垂直，发挥太阳能板的最大效率；而当光敏开关或风速计所测得的光线亮度与风速，两者之一不许可时，该微处理器则不会输出讯号给马达控制器，也不会驱动齿轮运转机构，此时太阳能板仅做平面接收，而未发挥最大效率，然，此时该控制箱、GPS接收器、光敏开关及风速计仍会因该微处理器的程式设定，而持续动作；

D、当汽车手煞车放下时，则该齿轮运转机构与太阳能板均由PV原位固定器将其归原位固定，此时太阳能板做平面接收。

3、按照权利要求2所规定的太阳能追踪蓄电系统使用的方法，其特征在于：这种太阳能追踪蓄电系统用于房屋柱顶或路灯灯柱顶上，仅是将车顶上用的系统中去除防盗系统后固定于房屋柱顶或路灯柱柱顶即可，同时外接一启动开关取代汽车手煞车。

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