CN203070104U

CN203070104U - 一种太阳能自动跟踪存储系统

Info

Publication number: CN203070104U
Application number: CN 201220743554
Authority: CN
Inventors: 齐爱学; 庞兆杰; 王正; 韩帅; 秦亚军
Original assignee: Binzhou University
Current assignee: Binzhou University
Priority date: 2012-12-29
Filing date: 2012-12-29
Publication date: 2013-07-17
Anticipated expiration: 2022-12-29

Abstract

本实用新型提供了一种太阳能自动跟踪存储系统，它包括U型支架和太阳能板，U型支架上有用于支撑太阳能板的转轴，转轴一端连有大齿轮，U型支架上大齿轮下端固定连接一支撑板，支撑板上固定有控制太阳能板俯仰转动的俯仰步进电机，且俯仰步进电机的输出轴连有小齿轮，该小齿轮与转轴连接的大齿轮啮合；U型支架下端固定连接主轴的一端，主轴的另一端穿过起固定作用的中空平台并连有大齿轮；平台上置有控制器，平台内部固定连接有旋转步进电机，该旋转步进电机的输出轴连接有与所述主轴一端相连接的大齿轮相啮合的小齿轮，且旋转步进电机固定在所述平台的内部。本实用新型的技术方案，结构简单，且有效地解决了太阳能利用率低的技术问题。

Description

一种太阳能自动跟踪存储系统

技术领域

本实用新型涉及太阳能采集设备技术领域，具体是一种太阳能自动跟踪存储系统。

背景技术

随着煤炭、石油等矿物燃料的日渐枯竭及全球环境的不断恶化，太阳能、核能、风能、地热能、水力能及生物能等可持续能源资源的利用，受到人们越来越多的关注。太阳能作为一种新型能源有着零成本、无污染、储量丰富及来源范围广泛的优点，将会成为人们未来能源的主力军。

然而，目前太阳能电池板的架设大都采固定式，其电池板的板面固定朝向天空中某一方向，并不随著太阳移动而偏向，对太阳光的收集利用率很低；且发电装置的结构大都比较复杂，此为现有技术的不足之处。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题，就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种太阳能自动跟踪存储系统的技术方案，该方案提供的系统结构简单，且可以有效地解决太阳能利用率低的技术问题。

本实用新型的采用的技术方案是：

一种太阳能自动跟踪存储系统，它包括U型支架和太阳能板，且所述支架上有用于支撑太阳能板的转轴，所述转轴一端连有大齿轮，所述支架上大齿轮的下端固定连接一支撑板，所述支撑板上固定有控制太阳能板俯仰转动的俯仰步进电机，所述俯仰步进电机的输出轴连有小齿轮，所述小齿轮与所述转轴连接的大齿轮相啮合；所述支架下端固定连接在主轴的一端上，所述主轴的另一端穿过起固定作用的中空的平台并连接有大齿轮；所述平台上置有用于太阳能跟踪与存储的控制器，且所述平台内部固定连接有旋转步进电机，该旋转步进电机的输出轴连接有与所述主轴一端相连接的大齿轮相啮合的小齿轮，且旋转步进电机固定在所述平台的内部。

作为对本方案的进一步限定，所述控制器包括有主控制器及与所述主控制器相连接的光强传感器、电机驱动芯片、能量转换器、电能转换保护器、自动跟踪器和蓄电池；所述自动跟踪器固定在太阳能板上端；所述控制器的主控制器采用ATmega16单片机；所述控制器的光强传感器采用光电开关；所述控制器的电机驱动芯片采用L298N步进电机驱动芯片；所述控制器的能量转换器采用光电转换器；所述控制器的自动跟踪器采用两组对称的光敏电阻。

本实用新型的技术方案，结构简单，且采用光强达到某一设定值才执行追踪的自动跟踪器作为系统的跟踪开关，使系统更加稳定、精确，同时又很好的解决了夜晚、阴雨天气对系统的影响；同时控制器主控制器、自动跟踪器和电机驱动芯片的结合使用，使得太阳光线始终垂直照射到太阳能板上，这增加了太阳能板对太阳光的吸收几率，有效解决了太阳能利用率低的技术问题。

此外，本实用新型技术方案的控制器中设有电能转换保护器，有效避免了蓄电池过度充电或过度放电现象对蓄电池使用寿命的影响。

由此可见，本实用新型与现有技术相比，具有实质性特点和进步，其实施的有益效果也是显而易见的。

附图说明

图1为本实用新型所述系统的结构示意图；

图2为图1所示控制器的结构框图示意图。

其中：1为俯仰步进电机，2为旋转步进电机，3为太阳能板，4为控制器，5为U型支架，6为平台，7为主轴，8为转轴，9为支撑板，10为小齿轮，11为大齿轮，12为大齿轮，13为小齿轮。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本方案进行阐述，但本实用新型不限于如下实施方式。

通过图1可以看出，本实用新型的一种太阳能自动跟踪存储系统，它包括U型支架5和太阳能板3，所述U型支架5上有用于支撑太阳能板的转轴8，所述转轴8一端连有大齿轮12，所述U型支架上大齿轮12的下端固定连接一支撑板9，所述支撑板9上固定有控制太阳能板俯仰转动的俯仰步进电机1，所述俯仰步进电机1的输出轴连有小齿轮13，所述小齿轮13与所述转轴8连接的大齿轮12相啮合；所述U型支架5下端固定连接在主轴7的一端上，所述主轴7的另一端穿过起固定作用的中空的平台6并连接有大齿轮11；所述平台6上置有用于太阳能跟踪与存储的控制器4，且所述平台6内部固定连接有旋转步进电机2，该旋转步进电机2的输出轴连接有与所述主轴一端相连接的大齿轮11相啮合的小齿轮10，且旋转步进电机2固定在所述平台6的内部。

由图2可知，所述控制器4包括有主控制器及与所述主控制器相连接的光强传感器、电机驱动芯片、能量转换器、电能转换保护器、自动跟踪器和蓄电池。

本实用新型使用时，当太阳光线发生偏离时，控制器4中的主控制器发出控制信号驱动俯仰步进电机1带动小齿轮13转动，小齿轮13带动大齿轮12和转轴8转动，从而带动太阳能板3做俯仰转动；或控制器4中的主控制器发出的控制信号驱动旋转步进电机2带动另一个小齿轮10转动，该小齿轮10带动大齿轮11和主轴7转动，从而带动支架5及支架5上的太阳能板3做水平旋转。俯仰步进电机1与旋转步进电机2的共同作用，实现了对太阳方位角和高度角的跟踪。

太阳光源方位的跟踪是能否充分利用太阳能的一个决定因素，作为优选，可以采用两组对称的光敏电阻作为自动跟踪器，用以判定太阳光源的方位所在。光敏电阻不但成本便宜，而且在较高光照强度下输出光电流变化较为明显，因此以两组对称的光敏电阻为自动跟踪器，感光功能良好且可靠度高；且光敏电阻通过桥式电路实现信号的采集，其电路的输出信号只与照射在两个光敏电阻上光强的相对值有关，不受外界环境的影响，这增加了装置的抗干扰能力，使得对太阳光源方位的判断更为准确。

因此，可以采用四角对称U型遮挡的追踪器，结合光敏电阻光强比较法，如果太阳光垂直照射太阳能电池板时，两组对称光敏电阻接收到的光强度相同，其阻值相同，通过控制器4主控制器内置AD输出的信号相同，主控制器收到的信号差为零，此时控制器4的主控制器控制各步进电机不传动，太阳能板3不转动。当太阳光方向与电池板垂直方向有夹角时，接收光强多的光敏电阻阻值减少，通过控制器4主控制器内置的AD输出信号不同，主控制器收到的信号差不为零，此时控制器4主控制器控制各步进电机传动，从而使太阳能板3转动，直至两个光敏电阻上的光照强度相同，使太阳能板3重新对准太阳，从而达到跟踪太阳光源的目的；且当到太阳西坠，光线减弱到某一设定值时，追踪系统停止对太阳光源的追踪。

作为优选，该系统控制器4的主控制器采用ATmega16单片机。ATmega16单片机采用其自带A/D模数转换模块将自动跟踪器接收到的光信号变化转化为数字信号，应用程序将变化信号读取出来并作为控制信号发送到各步进电机，从而由步进电机的转动带动太阳能板3转动，保证太阳光线始终垂直照射到太阳能板3上。

作为优选，该系统控制器4的光强传感器采用光电开关。光强传感器作为追踪系统开关，只有光强达到某一设定阈值的时候才执行追踪功能，这样就能保证光敏电阻工作在正常光照强度下，使系统更加稳定、精确，同时又很好的解决了夜晚、阴雨天气对系统的影响。

作为优选，该系统控制器4的电机驱动芯片采用L298N步进电机驱动芯片，驱动传动模块进行太阳追踪。

作为优选，该系统控制器4的能量转换器采用光电转换器。光电转换器接收太阳光，在控制器4主控制器的作用下，将光信号转换成电信号并将转化的电能存储进蓄电池，达到储存太阳能为电能的目的；并输出一定电压给整个系统供电。

众所周知，蓄电池的过度充电或过度放电都会影响蓄电池的使用寿命，为了避免这一现象的发生，系统设有电能转换保护器，有效避免了蓄电池过度充电或过度放电现象对蓄电池使用寿命的影响。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例公开如上，然而，并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当然会利用揭示的技术内容作出些许更动或修饰，成为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims

1.一种太阳能自动跟踪存储系统，它包括U型支架和太阳能板，其特征在于，所述支架上有用于支撑太阳能板的转轴，所述转轴一端连有大齿轮，所述支架上大齿轮的下端固定连接一支撑板，所述支撑板上固定有控制太阳能板俯仰转动的俯仰步进电机，所述俯仰步进电机的输出轴连有小齿轮，所述小齿轮与所述转轴连接的大齿轮相啮合；所述支架下端固定连接在主轴的一端上，所述主轴的另一端穿过起固定作用的中空的平台并连接有大齿轮；所述平台上置有用于太阳能跟踪与存储的控制器，且所述平台内部固定连接有旋转步进电机，该旋转步进电机的输出轴连接有与所述主轴一端相连接的大齿轮相啮合的小齿轮，且旋转步进电机固定在所述平台的内部。

2.根据权利要求1所述的太阳能自动跟踪存储系统，其特征在于，所述控制器包括有主控制器及与所述主控制器相连接的光强传感器、电机驱动芯片、能量转换器、电能转换保护器、自动跟踪器和蓄电池。

3.根据权利要求1或2所述的太阳能自动跟踪存储系统，其特征在于，所述控制器的自动跟踪器固定在太阳能板上端。

4.根据权利要求1或2所述的太阳能自动跟踪存储系统，其特征在于，所述控制器的主控制器采用ATmega16单片机。

5.根据权利要求1或2所述的太阳能自动跟踪存储系统，其特征在于，所述控制器的光强传感器采用光电开关。

6.根据权利要求1或2所述的太阳能自动跟踪存储系统，其特征在于，所述控制器的电机驱动芯片采用L298N步进电机驱动芯片。

7.根据权利要求1或2所述的太阳能自动跟踪存储系统，其特征在于，所述控制器的能量转换器采用光电转换器。

8.根据权利要求1或2所述的太阳能自动跟踪存储系统，其特征在于，所述控制器的自动跟踪器采用两组对称的光敏电阻。