CN203164771U - 一种斯特林太阳能发电跟踪系统的控制电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种斯特林太阳能发电跟踪系统的控制电路，主要是由跟踪模块，单片机控制器、驱动单元以及能量转化单元组成；跟踪模块由光电跟踪和太阳角度跟踪相结合，第一级按太阳角度跟踪，第二极采用光电传感器来矫正跟踪；驱动单元驱动步进电机运转，分别控制绕极轴转动和俯仰角调节，以实现对太阳的自动跟踪；能量转化单元利用斯特林热机将太阳能热量转化为机械能，利用斯特林电机将转化后的机械能转化为电能；跟踪同时实时检测风速风向、光照强度和太阳能电池参数；能够使光伏电池的接收率大大的提高，从而能有效的、更充分的利用太阳能资源，拓宽了太阳能的应用领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及领域一种太阳能发电装置领域，特别是涉及一种斯特林太阳能发电跟踪系统的控制电路。
背景技术
太阳能资源的总量很大，既是一次性能源，又是可再生能源，是免费使用、无需运输三维清洁能源。但是太阳能具有分散性，虽然到达地球表面的太阳辐射的总量十分巨大，但其能流密度低。地面每平方米只有1000W左右的太阳能。同时，太阳能还具有不稳定性，由于地球表面受到昼夜、季节、地理纬度、随机变化的气候自然条件影响，使得到达某一点的太阳能是间歇的，光照方向和强度随时间不断变化的，太阳能的这些缺陷限制了大规模的开发利用太阳能资源。因此，在太阳现存的缺陷基础上，为了充分开发利用太阳能资源，双轴式太阳自动跟踪系统可使光伏电池的接收率大大的提高，从而能有效的、更充分的利用太阳能资源，拓宽了太阳能的应用领域。
实用新型内容
针对现有技术存在的问题，本实用新型的目的是提供一种斯特林太阳能发电跟踪系统的控制电路，能够使光伏电池的接收率大大的提高，从而能有效的、更充分的利用太阳能资源，拓宽了太阳能的应用领域。
本实用新型采用的技术方案为：一种斯特林太阳能发电跟踪系统的控制电路，主要是由跟踪模块，单片机控制器、驱动单元以及能量转化单元组成；跟 踪模块由光电跟踪和太阳角度跟踪相结合，第一级按太阳角度跟踪，第二级采用光电传感器来矫正跟踪；具体为：包括单片机，和单片机连接的太阳高度角、太阳方位角、光照强度传感器、太阳能电池参数、驱动单元以及能量转化单元，和单片机连接的光电检测，和能量转化单元连接的斯特林热机和斯特林电机，和驱动单元连接的两个步进电机；驱动单元驱动步进电机运转，分别控制步进电机绕极轴转动和俯仰角调节，以实现对太阳的自动跟踪；能量转化单元利用斯特林热机将太阳能热量转化为机械能，利用斯特林电机将转化后的机械能转化为电能；跟踪同时实时检测风速风向、光照强度和太阳能电池参数。
所述太阳角度跟踪是由当地的时间日期、经纬度等计算出太阳高度角与方位角，进而实时跟踪；光电跟踪是利用光电传感器来测定入射太阳光线和系统光轴间的偏差，启动跟踪模块时采用定时判断光强电压是否达到光电跟踪范围，如果达到光电跟踪范围启动光电跟踪进行修正，如果没有达到光电跟踪范围采用太阳角度跟踪，当达到光电跟踪的光强时启动光电跟踪进行修正。
所述风速风向检测和光照强度检测当检测到破坏性大风时，系统应使太阳能电池板转到最佳斜角位置，之后电机停转，保护太阳能电池，光照强度传感器检测当时当地的光照强度，进而判断天气状况，以便跟踪模式的切换。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
1. 本实用新型设计合理、结构简单且电路部分连线简单；
2. 采用极轴式自动跟踪系统可使光伏电池的接受率大大的提高，从而能更有效的、更充分的利用太阳能资源，拓宽了太阳能的应用领域。另一方面，有效的利用太阳能可以缓解日益紧张的能源危机和严重污染的生态环境，这对人类的可持续发展有着重要的意义。
附图说明
附图为本实用新型的示意图。
具体实施方式
参照附图，一种斯特林太阳能发电跟踪系统的控制电路，主要是由跟踪模块，单片机控制器、驱动单元以及能量转化单元组成；跟踪模块由光电跟踪和太阳角度跟踪相结合，第一级按太阳角度跟踪，第二级采用光电传感器来矫正跟踪；具体为：包括单片机，和单片机连接的太阳高度角、太阳方位角、光照强度传感器、太阳能电池参数、驱动单元以及能量转化单元，和单片机连接的光电检测，和能量转化单元连接的斯特林热机和斯特林电机，和驱动单元连接的两个步进电机；驱动单元驱动步进电机运转，分别控制步进电机绕极轴转动和俯仰角调节，以实现对太阳的自动跟踪；能量转化单元利用斯特林热机将太阳能热量转化为机械能，利用斯特林电机将转化后的机械能转化为电能；跟踪同时实时检测风速风向、光照强度和太阳能电池参数。
所述太阳角度跟踪是由当地的时间日期、经纬度等计算出太阳高度角与方位角，进而实时跟踪；光电跟踪是利用光电传感器来测定入射太阳光线和系统光轴间的偏差，启动跟踪模块时采用定时判断光强电压是否达到光电跟踪范围，如果达到光电跟踪范围启动光电跟踪进行修正，如果没有达到光电跟踪范围采用太阳角度跟踪，当达到光电跟踪的光强时启动光电跟踪进行修正。
所述风速风向检测和光照强度检测当检测到破坏性大风时，系统应使太阳能电池板转到最佳斜角位置，之后电机停转，保护太阳能电池，光照强度传感器检测当时当地的光照强度，进而判断天气状况，以便跟踪模式的切换。
本实用新型的工作过程为：单片机通过太阳角度跟踪计算出太阳运行轨迹， 判断白天和黑夜，光照强度传感器检测阴天和晴天，晴天时，启用跟踪模式，阴天时系统处于暂停等待状态；由阴天变晴天时，启动跟踪模块时采用定时判断光强电压是否达到光电跟踪范围，如果达到光电跟踪范围启动光电跟踪进行修正，如果没有达到光电跟踪范围采用太阳角度跟踪，当达到光电跟踪的光强时启动光电跟踪进行修正，驱动步进电机和直线电机运转，使机械装置逐渐对准太阳，聚光单元聚集太阳能，能量转化单元利用斯特林热机将太阳能热量转化为机械能，利用斯特林电机将转化后的机械能转化为电能；随后系统进入检测等待状态，步进电机停止工作，当太阳偏离一定角度后，光电检测再次开始搜索跟踪太阳；一直循环，直至天黑；风速传感器检测当时的风速信号，电池参数采集模块将采集太阳能电池的参数。
Claims (1)
1.一种斯特林太阳能发电跟踪系统的控制电路，其特征在于：主要是由跟踪模块，单片机控制器、驱动单元以及能量转化单元组成；跟踪模块由光电跟踪和太阳角度跟踪相结合，第一级按太阳角度跟踪，第二级采用光电传感器来矫正跟踪；具体为：包括单片机，和单片机连接的太阳高度角、太阳方位角、光照强度传感器、太阳能电池参数、驱动单元以及能量转化单元，和单片机连接的光电检测，和能量转化单元连接的斯特林热机和斯特林电机，和驱动单元连接的两个步进电机；驱动单元驱动步进电机运转，分别控制步进电机绕极轴转动和俯仰角调节，以实现对太阳的自动跟踪；能量转化单元利用斯特林热机将太阳能热量转化为机械能，利用斯特林电机将转化后的机械能转化为电能；跟踪同时实时检测风速风向、光照强度和太阳能电池参数。
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| CN 201220597170 CN203164771U (zh) | 2012-11-13 | 2012-11-13 | 一种斯特林太阳能发电跟踪系统的控制电路 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN 201220597170 CN203164771U (zh) | 2012-11-13 | 2012-11-13 | 一种斯特林太阳能发电跟踪系统的控制电路 |
Publications (1)
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| CN203164771U true CN203164771U (zh) | 2013-08-28 |
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| CN 201220597170 Expired - Fee Related CN203164771U (zh) | 2012-11-13 | 2012-11-13 | 一种斯特林太阳能发电跟踪系统的控制电路 |
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| CN (1) | CN203164771U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105094156A (zh) * | 2015-09-01 | 2015-11-25 | 西安文理学院 | 一种杯型分布式光伏发电自跟踪系统及控制方法 |
| CN105091369A (zh) * | 2014-05-15 | 2015-11-25 | 杭州三花研究院有限公司 | 碟式太阳能热利用系统及其控制方法 |
| CN105785806A (zh) * | 2015-12-04 | 2016-07-20 | 成都职业技术学院 | 一种基于西门子logo控制器的光伏发电控制器 |
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2012
- 2012-11-13 CN CN 201220597170 patent/CN203164771U/zh not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| CN105091369A (zh) * | 2014-05-15 | 2015-11-25 | 杭州三花研究院有限公司 | 碟式太阳能热利用系统及其控制方法 |
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| CN105785806A (zh) * | 2015-12-04 | 2016-07-20 | 成都职业技术学院 | 一种基于西门子logo控制器的光伏发电控制器 |
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