CN202771270U - 主动式太阳方位追踪装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种主动式太阳方位追踪装置，其包括：一本体、一太阳能接收单元、一驱动调整单元以及一固定座；其中该本体内设有一经纬度及时间感测单元、一角度计算单元，该经纬度及时间感测单元可精准侦测本实用新型于地表所在的经纬度坐标位置及时间；所述角度计算单元可根据本实用新型于地表所在的经纬度坐标位置信息，以及于地表所在的时区的时间信息，计算出太阳的方位及仰角，再换算出太阳能接收单元对准太阳的最佳角度，并将此角度摆转指令传输至驱动调整单元，使驱动调整单元驱动太阳能接收单元对准太阳所在的位置。

Description

主动式太阳方位追踪装置

技术领域

本实用新型涉及一种主动式太阳方位追踪装置，特别是一种可侦测本实用新型的经纬度所在位置及时间，并计算出太阳能接收单元对准太阳的最佳角度的主动式太阳方位追踪装置。

背景技术

随着环保意识抬头以及能源危机隐忧，有关太阳能应用的各项研究于近年来倍受各界重视；由于地球会随太阳绕行，故日光于地表亦会有日出日落及四季变化，于是，便有会随日光变化而自动变换太阳能接收方向的主动式太阳能接收装置应运而生。

现有的主动式太阳能接收装置，其大多以侦测器侦测光源所在，若侦测到有较强或较明显的光源时，侦测器便会将所得信息传输至太阳能接收装置的主机，主机经过运算后，会将整好的指令传到伺服马达，由伺服马达驱动连动机构，使设于太阳能接收装置的太阳能板得以偏摆调整，朝向光源所在处，使太阳能板得以接收光源所发出的光能来转换为电能。

然而，现有的主动式太阳能接收装置以光源所在作为调整偏摆太阳能板方向的依据，以日光在多云的天气状况下为例，当日光受云雾遮蔽时，日光光源可能转而分布于云雾周边，此时，太阳能板便可能随之转向对准位在分散于云雾周边的光源；由于现有的光源侦测器侦测光源时一般都会有角度上的限制，一旦环境光源的转变超过现有光源侦测器所能侦测的范围之外，那么，太阳能板便可能因光源侦测器侦测不到光源而无法调整偏摆角度，因而无法对准光源所在处，而造成太阳能板无法有效的接收光能，影响发电的效率。

另外，现有的主动式太阳能接收装置，其以光源所在作为调整偏摆太阳能板方向的设计，亦常使得太阳能板在环境光源变化较多的状况下(如：多云的天气状况下，或是太阳能板设置于行动中的交通工具上时)会不断的随多变的光源方向而偏转，如此，太阳能板频繁的转换方向不但会造成电力无谓的耗费，且反复的偏转摆动于无形中亦增加连动机件的耗损率，缩短产品的寿命。

本发明人鉴于现有技术缺失，遂特以研创成本实用新型，期能藉本实用新型的提出，改进现有缺点，期使其产品能臻致完善、理想与实用。

实用新型内容

本实用新型的主动式太阳方位追踪装置，其主要目的在于：提供一种太阳能接收单元偏摆规则稳定，且太阳能接收效率更好的主动式太阳方位追踪装置。

为达上述目的，本实用新型具体的技术手段为：一本体，本体内设有一经纬度及时间感测单元、一角度计算单元及一设于本体一侧的输入单元，经纬度及时间感测单元可精准侦测本实用新型于地表所在的经纬度坐标位置及时间；角度计算单元及输入单元电性连接。

一太阳能接收单元；太阳能接收单元可接收太阳光能，并进一步将太阳光能转化为电能。

一驱动调整单元，驱动调整单元包含一俯仰角伺服控制马达以及一方位角伺服控制马达，俯仰角伺服控制马达与上述太阳能接收单元机械连接，俯仰角伺服控制马达可控制上述太阳能接收单元的俯仰角，方位角伺服控制马达与上述本体机械连接，方位角伺服控制马达可控制上述本体的方位角。

所述角度计算单元与上述经纬度及时间感测单元、输入单元及驱动调整单元电性连接，使用者可藉上述输入单元设定或调整角度计算单元的运算作动时间，当角度计算单元运算完后即下达转动指令给驱动调整单元。

一固定座，固定座穿设有螺孔，固定座可藉螺孔搭配螺栓螺组于一承载面上；固定座与上述方位角伺服控制马达相连接固定，并且可承载本实用新型。

藉由上述技术手段，本实用新型可达成的功效具体表现在于：所述经纬度及时间感测单元可精准侦测本实用新型于地表所在的经纬度坐标位置及时间；所述角度计算单元可根据本实用新型于地表所在的经纬度坐标位置信息，以及于地表所在的时区的时间信息，计算出太阳的方位及仰角，再换算出太阳能接收单元对准太阳的最佳角度，并将此角度摆转指令传递至驱动调整单元，使驱动调整单元驱动太阳能接收单元对准太阳所在的方位及仰角。

本实用新型藉由经纬度及时间感测单元侦测与太阳之间的位置关系，再藉由角度计算单元运算出本实用新型的太阳能接收单元对应太阳所在的最佳位置，来对驱动调整单元下指令，使其驱使太阳能接收单元摆转，改善现有以光源侦测器侦测光源易发生误判而导致太阳能接收单元无法有效接收光源的问题。

附图说明

图1为本实用新型的系统示意图；

图2为本实用新型的立体外观图；以及

图3为本实用新型另一实施例的系统示意图。

主要组件符号说明

1本体

2驱动调整单元

3固定座

4太阳能接收单元

11经纬度及时间感测单元

12角度计算单元

14坡度感测单元

21俯仰角伺服控制马达

22方位角伺服控制马达

30螺孔

130输入单元

具体实施方式

现根据本实用新型的主动式太阳方位追踪装置其结构组成，及所能产生的功效，配合图式，对本实用新型的较佳实施例详细说明如下：

首先，请参考图1、图2，本实用新型的主动式太阳方位追踪装置，包括：

一本体1，本体1内设有一经纬度及时间感测单元11、一角度计算单元12及一设于本体1的一侧的输入单元130，该经纬度及时间感测单元11为全球定位系统(Global Positioning System，通常简称GPS)，经纬度及时间感测单元11可精准侦测本实用新型于地表所在的经纬度坐标位置及时间；该角度计算单元12及输入单元130为微电脑基板；该角度计算单元12与一输入单元130电性连接，该输入单元130设有按键或旋钮或其它任何输入接口，使用者亦可通过此输入单元130直接以手动方式自行设定方位及仰角，使用上很有弹性调整的空间。

一太阳能接收单元4，太阳能接收单元4为太阳能电池板；该太阳能接收单元4可接收太阳光能，并可进一步将太阳光能转化为电能。

一驱动调整单元2，驱动调整单元2包含一俯仰角伺服控制马达21以及一方位角伺服控制马达22，俯仰角伺服控制马达21与上述太阳能接收单元4机械连接，该俯仰角伺服控制马达21可控制上述太阳能接收单元4的俯仰角，方位角伺服控制马达22与上述本体1机械连接，方位角伺服控制马达22控制上述本体1的方位角。

所述角度计算单元12与上述经纬度及时间感测单元11、输入单元130及驱动调整单元2电性连接，使用者可藉上述输入单元130设定或调整角度计算单元12的运算作动时间(如：可设定角度计算单元12每秒运算作动一次或是每五分钟运算作动一次，可视天候状况或是使用者个人喜好自行简易设定)。

所述经纬度及时间感测单元11可精准侦测本实用新型于地表所在的经纬度坐标位置及时间；所述角度计算单元12可根据本实用新型于地表所在的经纬度坐标位置信息，以及于地表所在的时区的时间信息，计算出太阳的方位及仰角，再换算出太阳能接收单元4对准太阳的最佳角度，并将此角度摆转指令传递至驱动调整单元2，使驱动调整单元2驱动太阳能接收单元4对准太阳所在的方位及仰角。

另外，使用者可藉输入单元130将角度计算单元12设定为手动模式；当角度计算单元12被设定为手动模式时，使用者可直接扳转、调整驱动调整单元2，依所需直接调整太阳能接收单元4的方向，以应付一些特殊的状况，使本实用新型符合使用者所想要的需求。

一固定座3，固定座3穿设有螺孔30，固定座3可藉该螺孔30搭配螺栓(图中未示)螺组于一承载面上；固定座3与上述方位角伺服控制马达22相连接固定，并可承载本实用新型。

请参考图3，本实用新型可更进一步于本体1内设一坡度感测单元14，坡度感测单元14与上述角度计算单元12电性连接，该坡度感测装置14由一陀螺仪传感器及一电子罗盘(图中未示)所组成，坡度感测单元14可感测本实用新型的固定座3于所处的承载面的倾斜角度；若本实用新型装设于一不平坦的承载面，或是本实用新型装设于一行动中的交通工具上(如：汽车车顶处)，则坡度感测单元14便会感测固定座3固定于承载面上的倾斜角度，并将所测得的倾斜角度数据讯号传递至角度计算单元12，角度计算单元12收到承载面的角度信息后，会再与经纬度及时间感测单元11所得的经纬度位置及时间信息作汇整，计算出太阳能接收单元4最佳的偏摆角度，再将此信息传递至驱动调整单元2，使驱动调整单元2驱动太阳能接收单元4摆转，使本实用新型不受地形影响，无论所处任何地形，皆能驱使太阳能接收单元4精确对准太阳位置，使太阳能接收单元4接收稳定而持续的日光能量。

本实用新型以宏观的角度，利用天体运行恒常不变的自然规则，一改现有的太阳能追踪装置直接侦测光源所在的方式，藉由侦测于地表所在的时间及经纬度坐标位置，以及太阳所在的方位仰角来控制太阳能接收单元4的偏转，使得太阳能接收单元4的偏转较规律而稳定，自始至终都能准确的对准太阳位置，不受多变天候的影响，有效改善现有太阳能追踪装置因光源紊乱而频繁偏转，造成电力浪费及机件寿命缩短，或因光源侦测器侦测角度有限，无法测得变化角度过大的光源，而使太阳能板无法对准接收光源等问题。

综上所述，本实用新型的主动式太阳方位追踪装置，其技术内容完全符合新型专利的取得要件。本实用新型在产业上确实得以利用，于申请前未曾见于刊物或公开使用，且非为公众所知悉的技术。再者，本实用新型有效解决现有技术中长期存在的问题并达成相关使用者与消费者长期的需求，得左证本新型并非能轻易完成。

本新型虽藉由前述实施例来描述，但仍可变化其形态与细节，在不脱离本新型的精神而达成，并由熟悉此项技术的人员可了解。前述本实用新型的较佳实施例，仅是藉本实用新型原理可以具体实施的方式之一，但并不以此为限制，应依后附的权利要求所界定为准。

Claims (9)

1.一种主动式太阳方位追踪装置，其特征在于，包括：

一本体，该本体内设有一经纬度及时间感测单元、一角度计算单元及一设于该本体一侧的输入单元；

一太阳能接收单元，该太阳能接收单元可接收太阳光能，并进一步将太阳光能转化为电能；

一驱动调整单元，其与上述太阳能接收单元及上述本体机械连接；

所述角度计算单元与上述经纬度及时间感测单元、输入单元及驱动调整单元电性连接；

一固定座，该固定座与上述驱动调整单元相连接固定。

2.如权利要求1所述主动式太阳方位追踪装置，其特征在于，该经纬度及时间感测单元为全球定位系统。

3.如权利要求1所述主动式太阳方位追踪装置，其特征在于，该角度计算单元及该输入单元为微电脑基板。

4.如权利要求1所述主动式太阳方位追踪装置，其特征在于，该输入单元设有按键或旋钮。

5.如权利要求1所述主动式太阳方位追踪装置，其特征在于，该本体内更进一步设一坡度感测单元，该坡度感测单元与上述角度计算单元电性连接。

6.如权利要求5所述主动式太阳方位追踪装置，其特征在于，该坡度感测单元由一陀螺仪传感器及一电子罗盘所组成。

7.如权利要求1所述主动式太阳方位追踪装置，其特征在于，该太阳能接收单元为太阳能电池板。

8.如权利要求1所述主动式太阳方位追踪装置，其特征在于，该驱动调整单元包含一俯仰角伺服控制马达以及一方位角伺服控制马达，该俯仰角伺服控制马达与上述太阳能接收单元机械连接，该方位角伺服控制马达与上述本体机械连接。

9.如权利要求1所述主动式太阳方位追踪装置，其特征在于，该固定座穿设有螺孔。

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