CN203012517U - 一种用于太阳能电池板的自动跟踪定位系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于太阳能电池板的自动跟踪定位系统，包括：安装在所述太阳能电池板上的用于根据太阳光线相对于所述太阳能电池板的照射角度输出控制信号的控制装置，所述控制装置包括多个光敏电阻组件并且在所述照射角度为90度时停止输出所述控制信号；以及用于接收所述控制信号以对所述太阳能电池板进行驱动从而调整太阳光线相对于所述太阳能电池板的照射角度的驱动装置。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于太阳能电池板的自动跟踪定位系统。
背景技术
当前，市场上常见的太阳能电池板按其材料主要分为三类，即单晶硅太阳能电池板、多晶硅太阳能电池板和非晶硅太阳能电池板。其中，单晶硅太阳能电池板的发电效率最高，但也仅为20％。因此，近来提高太阳能电池板的发电效率已经获得了显著的关注。
在现有技术中，大部分的太阳能电池板采用固定安装方式，即不随太阳光线的移动而移动，而存在发电效率较低的问题。。
而目前所用的太阳能电池板的自动跟踪定位系统方式基本都采用单片机，根据使用地点的太阳轨迹编程实现定位，其优点是能够准确地对太阳进行跟踪，并能够通过计算机输入需要跟踪的时刻及方位角，可不受天气影响进行跟踪。但使用单片机也存在造价较高、自能耗较高、不易维护、不宜异地使用的缺点。
发明内容
鉴于上述问题，本实用新型提供一种新颖的用于太阳能电池板的自动跟踪定位系统，其性能稳定，造价低廉，结构简单，可移动使用，而且重量和体积较小。
根据本实用新型的用于太阳能电池板的自动跟踪定位系统，包括：安装在所述太阳能电池板上的用于根据太阳光线相对于所述太阳能电池板的照射角度输出控制信号的控制装置，所述控制装置包括多个光敏电阻组件并且在所述照射角度为90度（即太阳光线的方向向量与太阳能电池板法向量平行）时停止输出所述控制信号；以及用于接收所述控制信号以对所述太阳能电池板进行驱动从而调整太阳光线相对于所述太阳能电池板的照射角度的驱动装置。
在本实用新型的一个实施例中，所述控制装置包括：输出端与所述驱动装置相连的放大电路；耦合在所述放大电路的第一输入端与电源之间的第一光敏电阻组件；耦合在所述放大电路的第二输入端与电源之间的第二光敏电阻组件；耦合在所述放大电路的第一输入端与地之间的第三光敏电阻组件；耦合在所述放大电路的第二输入端与地之间的第四光敏电阻组件；以及底面安装在所述太阳能电池板上的等腰三角形支撑装置，其中所述第一和第四光敏电阻组件设置在所述支撑装置的一个侧斜面上，所述第二和第三光敏电阻组件设置在所述支撑装置的另一个侧斜面上，并且当照射到所述第一至第四光敏电阻组件的光线强度相同时，所述第一和第四光敏电阻组件的阻值的乘积等于所述第二和第三光敏电阻组件的阻值的乘积。
在本实用新型的另一实施例中，由所述太阳能电池板的输出电压提供所述电源。
根据本实用新型的太阳能电池板的自动跟踪定位系统可以进一步包括用于接收所述输出电压并对其进行降压、稳压及定时以提供所述电源的稳压定时电路。
在本实用新型的另一实施例中，所述支撑装置为等腰直角三角形支架。
在本实用新型的另一实施例中，所述第一至第四光敏电阻组件分别由三个或更多个光敏电阻以串联、并联或混合串并联方式组成。
在本实用新型的另一实施例中，所述驱动装置包括与所述控制装置相连的直流电机，其接收来自所述控制装置的控制信号而被启动；和分别与所述直流电机和所述太阳能电池板相连的传动装置，其由所述直流电机驱动，从而对所述太阳能电池板进行驱动以调整太阳光线相对于所述太阳能电池板的照射角度。
在本实用新型的另一实施例中，所述传动装置由蜗轮蜗杆以及与其相连的转盘组成。
附图说明
本实用新型的其它特点、优点和益处通过以下结合附图的详细描述将变得更加显而易见。其中：
图1示出了根据本实用新型一个实施例的用于太阳能电池板的自动跟踪定位系统的结构方框图；
图2A示出了根据本实用新型一个实施例的控制装置的具体电路图；
图2B示出了根据本实用新型一个实施例的控制装置中的等腰三角形支撑装置的结构示意图；
图3示出了根据本实用新型一个实施例的稳压定时电路的具体电路图。
具体实施方式
下面，将结合附图详细描述本发明的各个实施例。
图1示出了根据本实用新型一个实施例的用于太阳能电池板的自动跟踪定位系统10的结构方框图。所述自动跟踪定位系统10包括安装在太阳能电池板上的用于根据太阳光线相对于太阳能电池板的照射角度输出控制信号Vctrl的控制装置100。其中，控制装置100包括多个光敏电阻组件并且在所述照射角度为90度（即太阳光线的方向向量与太阳能电池板法向量平行）时停止输出控制信号Vctrl。此外，所述自动跟踪定位系统10还包括用于接收控制信号Vctrl以对太阳能电池板进行驱动从而调整太阳光线相对于太阳能电池板的照射角度的驱动装置200。在一个范例中，驱动装置200可以包括与所述控制装置相连的直流电机，其接收来自所述控制装置的控制信号而被启动；和分别与所述直流电机和所述太阳能电池板相连的传动装置，其由所述直流电机驱动，从而转动所述太阳能电池板以调整太阳光线相对于所述太阳能电池板的照射角度。此外，该传动装置例如可以包括由蜗轮蜗杆以及与其相连的转盘组成。或者可采用内啮合齿轮系统或者行星齿轮系统来具体实现。由于该传动装置的具体结构对于本领域的普通技术人员而言可以容易地采用多种方式实现，在此不再赘言。
在本实用新型的一个实施例中，可以通过惠斯通电桥的平衡特性来实现控制装置100的功能。具体而言，控制装置100包括放大电路和组成电桥电路的四个光敏电阻组件。如图2A所示，两个光敏电阻组件110a、110b分别耦合在放大电路120的输入端A、B与电源VD之间，另两个光敏电阻组件110c、110d分别耦合在放大电路120的输入端A、B与地之间。优选地，为了提高所述电桥电路的灵敏度，光敏电阻组件110a-110d可以分别由三个或更多个光敏电阻以串联、并联或混合串并联方式组成。
此外，控制装置100还包括支撑装置。如图2B所示，支撑装置130为等腰三角形，其底面安装在太阳能电池板140上。两个光敏电阻组件110a、110d设置在支撑装置130的一个侧斜面上，另两个光敏电阻组件110b、110c设置在支撑装置130的另一个侧斜面上。其中，当照射到光敏电阻组件110a-110d的光线强度相同时，光敏电阻组件110a、110d的阻值的乘积等于光敏电阻组件110b、110c的阻值的乘积。优选地，支撑装置130可以为等腰直角三角形支架。
从图2B中可以看出，当阳光直射太阳能电池板140（即，太阳光线相对于太阳能电池板的照射角度为90度）时，照射到支撑装置130两侧的光线强度相同。由此，光敏电阻组件110a与110c之间的阻值比等于光敏电阻组件110b与110d之间的阻值比，即R110a/R110c＝R110b/R110d,换言之，光敏电阻组件110a、110d的阻值的乘积等于光敏电阻组件110b、110c的阻值的乘积，即R110a·R110d＝R110b·R110c，使得所述电桥电路达到平衡，从而放大电路120不会输出控制信号Vctrl。
当阳光斜射太阳能电池板140时，照射到支撑装置130两侧的光线强度不同。由此，光敏电阻组件110a与110c之间的阻值比与光敏电阻组件110b与110d之间的阻值比不相等，即R110a/R110c≠R110b/R110d,换言之，光敏电阻组件110a、110d的阻值的乘积不等于光敏电阻组件110b、110c的阻值的乘积，即R110a·R110d≠R110b·R110c，这导致所述电桥电路的平衡被破坏。此时，放大电路120的输入端A上的电压不等于其输入端B上的电压，使得放大电路120输出有控制信号Vctrl，从而使驱动装置200工作以驱动太阳能电池板转动以调整太阳光线相对于太阳能电池板的照射角度，直到光线照到支撑装置130两侧的光线强度相同时，所述电桥电路再次达到平衡，放大电路120不再输出控制信号Vctrl，驱动装置200停止工作。这样能够使太阳能电池板自动对太阳进行跟踪定位，从而有效地提高太阳能电池板的发电效率。
作为一个范例，电源VD可以由太阳能电池板的输出电压来提供。优选地，为了进一步降低功耗，自动跟踪定位系统10还可以包括连接在太阳能电池板的输出电压端与控制装置100（具体为电桥电路）之间的稳压定时电路，其用于接收太阳能电池板的输出电压并对其进行降压、稳压及定时以提供电源VD。如图3所示，稳压定时电路可以由降压型开关稳压器LM2576和定时器NE555连接组成。
本领域技术人员应当理解，上面公开的各个实施例可以在不偏离本实用新型的本质的情况下做出各种变形和改变，这些变形和改变都应落在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应当由所附的权利要求书来限定。
Claims (8)
1.一种用于太阳能电池板的自动跟踪定位系统，包括：
安装在所述太阳能电池板上的用于根据太阳光线相对于所述太阳能电池板的照射角度输出控制信号的控制装置，所述控制装置包括多个光敏电阻组件并且在所述照射角度为90度时停止输出所述控制信号；以及
用于接收所述控制信号以对所述太阳能电池板进行驱动从而调整太阳光线相对于所述太阳能电池板的照射角度的驱动装置。
2.如权利要求1所述的自动跟踪定位系统，其中所述控制装置包括：
输出端与所述驱动装置相连的放大电路；
耦合在所述放大电路的第一输入端与电源之间的第一光敏电阻组件；
耦合在所述放大电路的第二输入端与电源之间的第二光敏电阻组件；
耦合在所述放大电路的第一输入端与地之间的第三光敏电阻组件；
耦合在所述放大电路的第二输入端与地之间的第四光敏电阻组件；以及
底面安装在所述太阳能电池板上的等腰三角形支撑装置，
其中所述第一和第四光敏电阻组件设置在所述支撑装置的一个侧斜面上，所述第二和第三光敏电阻组件设置在所述支撑装置的另一个侧斜面上，并且当照射到所述第一至第四光敏电阻组件的太阳光线强度相同时，所述第一和第四光敏电阻组件的阻值的乘积等于所述第二和第三光敏电阻组件的阻值的乘积。
3.如权利要求2所述的自动跟踪定位系统，其中由所述太阳能电池板的输出电压提供所述电源。
4.如权利要求3所述的自动跟踪定位系统，还包括用于接收所述输出电压并对其进行降压、稳压及定时以提供所述电源的稳压定时电路。
5.如权利要求2所述的自动跟踪定位系统，其中所述支撑装置为等腰直角三角形支架。
6.如权利要求2所述的自动跟踪定位系统，其中所述第一至第四光敏电阻组件分别由三个或更多个光敏电阻以串联、并联或混合串并联方式组成。
7.如权利要求1所述的自动跟踪定位系统，其中所述驱动装置包括：
与所述控制装置相连的直流电机，其接收来自所述控制装置的控制信号而被启动；和
分别与所述直流电机和所述太阳能电池板相连的传动装置，其由所述直流电机驱动，从而转动所述太阳能电池板以调整太阳光线相对于所述太阳能电池板的照射角度。
8.如权利要求7所述的自动跟踪定位系统，其中所述传动装置由蜗轮蜗杆以及与其相连的转盘组成。
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| CN 201320026203 CN203012517U (zh) | 2013-01-17 | 2013-01-17 | 一种用于太阳能电池板的自动跟踪定位系统 |
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| CN 201320026203 CN203012517U (zh) | 2013-01-17 | 2013-01-17 | 一种用于太阳能电池板的自动跟踪定位系统 |
Publications (1)
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| CN (1) | CN203012517U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106444866A (zh) * | 2016-12-07 | 2017-02-22 | 西北农林科技大学 | 一种基于电桥的太阳能集热器自动跟踪系统 |
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2013
- 2013-01-17 CN CN 201320026203 patent/CN203012517U/zh not_active Expired - Fee Related
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