CN201854219U - 太阳能电池板自动跟踪太阳双轴运动系统 - Google Patents

太阳能电池板自动跟踪太阳双轴运动系统 Download PDF

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马理胜
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任宗英
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Abstract

一种太阳电池板自动跟踪太阳双轴运动系统，其特征在于：包括包括传感器、电池板、涡轮、电机、支撑台、主轴电机、主轴、支座和底座，自动控制系统控制双轴跟踪机构运动，从而带动电池板转动。本实用新型的太阳能电池板自动跟踪太阳双轴运动系统，能够有效的跟踪太阳轨迹，从而最大面积的接受太阳能，将更多的太阳能转换为电能，提高了太阳能利用效率。

Description

太阳能电池板自动跟踪太阳双轴运动系统
技术领域
本实用新型涉及一种太阳能接收装置。
背景技术
随着国际原油价格上涨和全球能源短缺，发展可再生能源已成趋势，而太阳能已被社会公认为具有开发潜能的理想可再生能源，现在太阳能已广泛的运用到路灯照明、热水器，并将逐步运用到太阳能汽车等生活工具中，但目前太阳能的利用率不高，其转化率不到20％，电池板不能有效的跟踪太阳轨迹，从而不能最大面积的接受太阳能，太阳能利用效率低。
实用新型内容
针对现有的太阳能电池板不能有效的跟踪太阳轨迹，太阳能利用效率低的问题，本实用新型提供了一种太阳能电池板自动跟踪太阳双轴运动系统。
本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：太阳能电池板自动跟踪太阳双轴运动系统，其特征在于：包括传感器、电池板、涡轮、电机、支撑台、主轴电机、主轴、支座和底座，传感器安装于传感器支架上，传感器支架位于电池板上，主轴的下端安装推力轴承芯，底座上方安装支座，支座上安装有主轴滚动轴承、主轴电机、控制系统、电机驱动电路和其他外围电路。主轴滚动轴承于主轴连接。通过主轴电机和齿轮连接，齿轮和安装在主轴上的主轴齿轮啮合，主轴电机安装于支座上，主轴的顶端固定安装着支撑台，支撑台上的长立柱嵌滚动轴承，轴与涡轮和电池板连接，支撑台的短立柱中嵌有滚动轴承蜗杆与涡轮啮合，在蜗杆的一端固定有齿轮，与电机相固定的电机齿轮啮合，底座上安装推力轴承的座圈。
所述控制系统由光电传感器、控制芯片、电机和电机驱动模块组成。
本实用新型的太阳能电池板自动跟踪太阳双轴运动系统，能够有效的跟踪太阳轨迹，从而最大面积的接受太阳能，将更多的太阳能转换为电能，提高了太阳能利用效率。
附图说明
图1是太阳能电池板自动跟踪太阳双轴运动系统的整体结构图。
图2是太阳能电池板自动跟踪太阳双轴运动系统的支撑台上部爆炸图；
图3是太阳能电池板自动跟踪太阳双轴运动系统的支撑台下部爆炸图；
图4是太阳能电池板自动跟踪太阳双轴运动系统的传感器外围电路
图5是太阳能电池板自动跟踪太阳双轴运动系统的电机驱动电路；
具体实施方式
如图1-图3所示的太阳能电池板自动跟踪太阳双轴运动系统，在机构的底座18上安装推力轴承的座圈22，主轴16的最下端安装推力轴承芯21，底座18上方支撑着支座17，在支座17上安装有主轴滚动轴承20、主轴电机15、控制系统、电机驱动电路和外围电路。其中主轴滚动轴承20用于支撑主轴16。通过主轴电机齿轮14和安装在主轴16上的主轴齿轮13啮合，主轴16可在支座17上的主轴电机15带动下旋转。在主轴16的顶端固定安装着支撑台12，支撑台12上的两长立柱6嵌有两个滚动轴承19，用于支撑轴5，轴5与涡轮4和电池板2固定。支撑台12的两个短立柱9中嵌有两个滚动轴承19用于支撑蜗杆8，蜗杆8与涡轮4啮合。在蜗杆8的一端固定有齿轮7，用于与电机相固定的电机齿轮10啮合。太阳能电池板2上装有感受太阳光的传感器支架1，在支架1的孔中装有光电传感器3，当太阳光直入孔并作用在传感器3上时，传感器3将感受到的光强转变为电信号送到控制芯片中。
运动时，主轴电机15可带动主轴16可以使太阳电池板2在平行于底座18的平面上360度周向旋转。同时，电机11也可以通过齿轮7和电机齿轮10的啮合带动蜗杆8转动，进而使蜗杆8带动与太阳电池板2固定的涡轮4转动，最后实现电池板2在于底座18的垂直平面转动。同时当太阳电池板2转到合适的角度后需要固定时，涡轮4蜗杆8可以对太阳电池板2进行自锁制动，从而达到固定太阳电池板2的效果。
控制系统主要由光电传感器3、控制芯片、电机和电机驱动模块组成。在太阳运动过程中，通传感器感3受太阳的位置，(因传感器在支架孔中，只有太阳光直射传感器，传感器才能接受到信号)同时将光电传感器3接受的所有信号输送到控制系统，控制系统对接受到的信号进行分析处理，发出两路电机控制信号，使电池板转动，当电池板正上方的传感器正对着太阳时，停止电机的运动，从而达到使双轴系统所承载的电池板最大光强、最大面积接受太阳能的目的。同时为了节约成本，在一个区域内设立控制站，即一个控制芯片对多个电池板进行控制，每个电池板上传感器的信号的采集和电机控制信号的输出都以循环扫描方式来实现。
传感器的外围电路如图4所示，利用光敏电阻控制三极管的通断，用7414达到输出TTL电平的目的。
电机驱动电路如图5所示，P1.0和P1.1输出PWM波形来控制电机转速，占空比越大，转速越大。P1.2和P1.3用来控制电机正反转，当为高电平时正传，低电平反转。P1.4和P1.5来控制两个电机是否工作，高电平有效。

Claims (2)

1.太阳能电池板自动跟踪太阳双轴运动系统，其特征在于：包括传感器(3)、电池板(2)、涡轮(4)、电机(11)、支撑台(12)、主轴电机(15)、主轴(16)、支座(17)和底座(18)，传感器(3)安装于传感器支架(1)上，传感器支架(1)位于电池板(2)上，主轴(16)的下端安装推力轴承芯(21)，底座(18)上方安装支座(17)，支座(17)上安装有主轴滚动轴承(20)、主轴电机(15)、控制系统、电机驱动电路和其他外围电路。主轴滚动轴承(20)于主轴(16)连接。通过主轴电机(15)和齿轮(14)连接，齿轮(14)和安装在主轴(16)上的主轴齿轮(13)啮合，主轴电机(15)安装于支座(17)上，主轴(16)的顶端固定安装着支撑台(12)，支撑台(12)上的长立柱(6)嵌滚动轴承(19)，轴(5)与涡轮(4)和电池板(2)连接，支撑台(12)的短立柱(9)中嵌有滚动轴承(19)蜗杆(8)与涡轮(4)啮合，在蜗杆(8)的一端固定有齿轮(7)，与电机(11)相固定的电机齿轮(10)啮合，底座(18)上安装推力轴承的座圈(22)。
2.如权利要求1所述的太阳能电池板自动跟踪太阳双轴运动系统，其特征在于：所述控制系统由光电传感器(3)、控制芯片、电机(11)和电机驱动模块组成。
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