CN201726336U - 智能型自动跟踪太阳装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种智能型自动跟踪太阳装置，该装置包括两组相同的光伏电池板，控制电路板，电机驱动电路，减速电机，涡杆和涡轮，其中两组相同的光伏电池板相对称的方式固定于涡轮轴上，电池板平面与涡轴平行，两组光伏电池板形成的平面角，光伏电池板分别通过导线和控制电路板相连，控制电路板通过导线依次和电机驱动电路、减速电机驱动电路相连，减速电机的涡杆上与涡轮通过各自的齿轮相耦合。本跟踪装置结构简单，降低了成本，减少了装置维护事项。

Description

智能型自动跟踪太阳装置 
技术领域
本实用新型涉及一种太阳能应用装置，特别涉及一种自动跟踪太阳装置。 
背景技术
目前，世界各国面临的重要问题是能源短缺与能源危机.太阳能的研究利用正处在高速发展价段。但太阳光每时每刻都在变化着直射地球的角度，只有有效的跟踪太阳角度的变化，才能使太阳能设备发挥到最大的功效，但迄今为止，现在太阳跟踪的方法由于结构复杂，成本偏高，一直是全世界太阳跟踪器大规模应用的瓶颈。 
发明内容
为克服现有技术的不足，本实用新型提供一种智能型自动跟踪太阳装置，该装置包括两组相同的光伏电池板、控制电路板、减速电机及其驱动电路、涡杆和涡轮，光伏电池板分别通过导线和控制电路板相连，控制电路板通过导线和电机驱动电路相连，电机驱动电路连接减速电机，减速电机的涡杆与涡轮通过各自的齿轮相耦合。 
两组光伏电池板形成的平面夹角大于0度小于180度。还包括一个支架装置，用于固定两组光伏电池板，形成截面为等腰三角的三角体，三角体支架固定于涡轮轴上。还包括一个蓄能装置，连接控制电路板和减速电机。控制电路板通过两条导线与蓄能装置和减速电机驱动电路相连，一条输出驱动电能P，一条输出转向信号R或L。 
本实用新型的有益效果是，可以利用光伏电池板本身光电特性既作为光强传感器又同时作为电源驱动减速电机，并通过自动判断太阳的强度来决定装置是否跟踪，不但省掉了光敏电阻、步进电机、蓄电池等复杂且寿命较短的部分，使整个自动跟踪系统更简化，稳定性更好，而且克服了别的装置可能具有的错误跟踪的缺陷，系统的寿命更长，成本更低。 
附图说明
图1，是本实用新型实施例的构造图； 
图2，是本实用新型实施例的电路示意图。 
具体实施方式
如图1所示的一个实施例，该装置由两块电性指标和形状完全相同的长方形光伏电池板，对称地组成的剖面为等腰三角形、底部为长方形的立体结构并固定于支架上，按 照如下方式将该支架固定：等腰三角形的“中位线”垂直于一根旋转轴，该立体结构的纵向平行于该旋转轴，并使得该轴位于底部长方形的中央。该旋转轴固定于蜗轮上，此蜗轮通过蜗杆受减速电机控制，这样，光伏电池板组成的等腰三角形立体结构一起可以饶轴转动。减速电机可以双向转动，是否转动，往那个方向转动，由太阳照射在等腰三角形立体结构上的角度和能量自动控制。 
当太阳照到左边的光伏电池板时，左右两组光伏电池板存在电压差，经过控制电路识别后，发出减速电机向左转动的指令，这时，控制电路中的蓄能装置会同时暂存太阳能电池板的电能，当阳光强度达到一定强度并稳定时，蓄能部分能量达到一定电压值后，才输出能量给减速电机转动。驱动减速电机通过蜗杆控制蜗轮的转向，即向左边偏转，直到使两边的光伏电池板电压差小于一个设定数值时，偏转停止。太阳继续运动，一但产生角度，增大左右光伏电池板之间电压差，即又可触发驱动电机进行控制，至始至终一直跟踪太阳。 
控制电路逻辑：设定一个VS作为左右两边电压差的判断门限值，再设定一个允许跟踪的太阳能能量最小门限值Ps，定义蓄能装置中存储的太阳能能量为P，控制器输出的方向指令R代表向右转指令，方向指令L代表向左转指令。控制器电路实现如下逻辑： 
Figure DEST_PATH_GSB00000217295200021
当太阳光线从左边照射到太阳能电池板1时，左右两边光伏电池板产生电压差，当电压差V01-V02＞VS时，控制电路7给出电机向左转的指令L。在此前提下，当阳光能量达到一定程度时，蓄能装置9中存储的能量P＞Ps时，控制电路允许两块太阳能电池板的电能P输出，方向指令L及能量P输出给电机驱动电路10，启动减速电机左转。这样，满足了两个前提的情况下，电机8通过蜗杆6带动蜗轮5左转，带动转动轴左转，直到左右两边光伏电池产生的电压差的绝对值/V01-V02/＜VS时，控制电路不输出转动指令，偏转停止，完成一个工作循环。随着太阳的运转，随即产生角度，增大电压差，又可驱动减速电机8进行控制。同样，太阳光从右边照射到太阳能电池板2的时候，涡轮5可以向右旋转。这样周而复始的控制完成整个太阳的跟踪。由于太阳能角度的变化是很慢的，12小时转动180度，本装置中的蓄能装置9可以在太阳能光很弱的时候先 把能量储存起来，达到设定的值后输出给电机，可以保证电机能顺利启动。 
本装置解决了四个问题：1、自动根据太阳能的照射角度的变化控制旋转轴的转动，达到自动跟踪太阳方向的目的；2、为了避免乌云、及天上飞行物造成的太阳能方向判断错误，本装置能自动判别在太阳光达到一定强度并且相对稳定时，启动跟踪。3、不需要给减速电机额外提供供电，由太阳能电池板提供转动所需要的电。4、由于采用能蓄能装置，使得采用很小的太阳能板就能驱动电机工作。 
太阳光跟踪装置分单向跟踪(即只是东、西向转动，南、北向因全年只变化正负23.5度，所以只需定期手动调节转动轴昂角即可，也称单轴跟踪)。也可以用两套相同的装置实现双向跟踪(东、西和南、北向都转动，也称双轴跟踪)，以上实施例为单向跟踪，同理也可用在双向跟踪上。 

Claims (5)

1.一种智能型自动跟踪太阳装置，其特征在于，该装置包括两组相同的光伏电池板(1、2)、控制电路板(7)、减速电机(8)及其驱动电路(10)、涡杆(6)、涡轮(5)和涡轮轴(4)，其中两组相同的光伏电池板相对称的方式固定于涡轮轴(4)上，电池板平面与涡轴平行，两组光伏电池板形成的平面角，光伏电池板分别通过导线和控制电路板(7)相连，控制电路板(7)通过导线和电机驱动电路(10)相连，电机驱动电路(10)连接减速电机(8)，减速电机(8)的涡杆(6)与涡轮(5)通过各自的齿轮相耦合。
2.如权利要求1所述的智能型自动跟踪太阳装置，其特征在于，两组光伏电池板形成的平面夹角大于0度小于180度。
3.如权利要求1所述的智能型自动跟踪太阳装置，其特征在于，还包括一个支架装置(3)，用于固定两组光伏电池板，形成截面为等腰三角的三角体，三角体支架固定于涡轮轴(4)上。
4.如权利要求1所述的智能型自动跟踪太阳装置，其特征在于，还包括一个蓄能装置(9)，连接控制电路板(7)和减速电机(8)。
5.如权利要求1所述的智能型自动跟踪太阳装置，其特征在于，控制电路板(7)通过两条导线与蓄能装置(9)和减速电机驱动电路(10)相连，一条输出驱动电能(P)，一条输出转向信号(R，L)。 
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