CN206041915U - 太阳能吸收装置的光源自动跟踪装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种太阳能吸收装置的光源自动跟踪装置，包括太阳能电池板，板支架，电池板驱动器，控制器，所述控制器与电池板驱动器电连接，还包括刻度盘，所述刻度盘上以刻度盘中心点为基点标有刻度线，在刻度盘中心点上竖立有标杆，在刻度盘上设置太阳光传感器矩阵，所述太阳光传感器矩阵与控制器电连接。本实用新型通过光电矩阵和标杆实测太阳的高度角与方位角，技术上容易实现，没有运算难度，不需要复杂的控制算法与逻辑，用简单的微处理器即可实现，降低了设备成本投入。

Description

太阳能吸收装置的光源自动跟踪装置

技术领域

本实用新型涉及太阳能吸收装置技术领域，更具体地说，是涉及一种太阳能吸收装置的光源自动跟踪装置。

背景技术

在太阳能吸收装置中，相比固定式光伏发电系统，太阳自动跟踪光伏发电系统的发电效率可以提升30%左右。自动跟踪算法的核心首先计算是太阳高度角与方位角，但这并不是一个容易解决的问题。目前常用的方法有天文法和光敏法。

天文法利用天文学中天体运行的规律。根据天文学的理论，在某一时刻，太阳相对于地球上某个地点的高度角与方位角是唯一的。在已知时间、地点（经纬度）的条件下，利用天文学公式可以计算出当时的高度角与方位角。这种方法的实质是根据地理位置和时间确定太阳的位置信息,按当前太阳的固有运行轨迹进行约定性跟踪。采用天文学方法的缺点是计算公式比较复杂，用普通的微处理器难以精确计算，而且安装调整困难，初始角度很难确定和调节，受季节等因素影响较大，控制精度较差等。

光敏法是通过光敏传感器(如硅光电管)进行太阳光的检测。基本原理是:采用4只光敏管，对称地放在不透光隔板两侧。当太阳光略有偏移时，隔板的阴影落在其中一只光敏管上，使两只光敏管的感光量不相等，光敏器件接收到的电流偏差经过一系列放大整形，数模转换和计算处理后得到跟踪信号；通过跟踪信号驱动伺服机构动作,调整装置角度实现准确跟踪。其优点在于不受地理位置和冬夏时差的影响,使用方便、灵活，结构简单，成本低，控制较精确，跟踪精度理论上可达0.003°。但是光敏传感器的一致性差，受外界环境影响比较大，尤其当遇到多云天气时，云端的光亮点会引起跟踪装置颤抖，严重影响正常工作。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够实测太阳的高度角与方位角的、安装调试方便的太阳能吸收装置的光源自动跟踪装置，以克服现有技术中所存在的不足。

本实用新型解决其技术问题的技术方案是：一种太阳能吸收装置的光源自动跟踪装置，包括太阳能电池板，板支架，电池板驱动器，控制器，所述控制器与电池板驱动器电连接，还包括刻度盘，所述刻度盘上以刻度盘中心点为基点标有刻度线，在刻度盘中心点上竖立有标杆，在刻度盘上设置太阳光传感器矩阵，所述太阳光传感器矩阵与控制器电连接。

所述刻度线是角坐标系刻度线。

相邻两刻度线的夹角是1度或0.5度。

所述太阳光传感器矩阵由若干个光敏电阻或硅光电管组成。

所述光敏电阻或硅光电管分布在刻度线上。

所述太阳光传感器矩阵按照三角函数投影规律非均匀分布。

所述太阳能电池板与刻度盘在极坐标上的水平面与方位角相同。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过光电矩阵和标杆实测太阳的高度角与方位角，技术上容易实现，没有运算难度，不需要复杂的控制算法与逻辑，用简单的微处理器即可实现，降低了设备成本投入。

附图说明

图1是本实用新型的太阳光检测装置结构示意图。

图2是本实用新型的传感器电路图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“上”、“下”、 “左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包含一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接。也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型的具体含义。

参见图1-2，太阳能吸收装置的光源自动跟踪装置，包括太阳能电池板，板支架，电池板驱动器，控制器，所述控制器与电池板驱动器电连接，还包括刻度盘1，所述刻度盘上以刻度盘中心点为基点标有刻度线，在刻度盘中心点上竖立有标杆3，在刻度盘上设置太阳光传感器矩阵2，所述太阳光传感器矩阵与控制器电连接。

刻度线是角坐标系刻度线。矩阵上的传感器按极坐标系处理：角坐标方面，角度每隔1度或0.5度分布；半径坐标方面，幅度可以平均分布，也可以为了省略三角函数运算，将传感器矩阵2按照三角函数投影规律非均匀分布。

本装置的工作原理为：太阳4的光线照射在装置上有偏移时，标杆3的阴影投射在传感器矩阵2上，使传感器接收到的电流产生偏差，经过一系列放大整形，数模转换得到电压数据。通过分析接收数据，由阴影所在的角度位置，可以得到太阳的方位角；由阴影在轴向的比值，可以得到太阳的高度角。通过本装置，可以用实测的方法，实时得到太阳的方位角与高度角。如图2所示，同一角度线上的多个传感器（D1、D2……D3）串联。

本实用新型安装方便，只需要太阳能吸收装置与本测试装置在极坐标上的水平面与方位角相同即可，安装调试方便。更换太阳能吸收装置时，也不需要像天文法那样要重新输入经纬度坐标。

本实用新型抗干扰能力强，在多云天气时，当装置的部分被云遮挡时，通过核算装置上的阴影面积与受光面积的比值，当比值大于阈值，可判定数据非法，从而解决了干扰问题。当装置长期受云遮挡时，本装置采用匀速算法，自动根据上一读数期间的速度，匀速前进，直到有确切数据时进行修正。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员应当理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同替换所限定，在未经创造性劳动所作的改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种太阳能吸收装置的光源自动跟踪装置，包括太阳能电池板，板支架，电池板驱动器，控制器，所述控制器与电池板驱动器电连接，其特征在于：还包括刻度盘，所述刻度盘上以刻度盘中心点为基点标有刻度线，在刻度盘中心点上竖立有标杆，在刻度盘上设置太阳光传感器矩阵，所述太阳光传感器矩阵与控制器电连接。

2.根据权利要求1所述的太阳能吸收装置的光源自动跟踪装置，其特征在于：所述刻度线是角坐标系刻度线。

3.根据权利要求2所述的太阳能吸收装置的光源自动跟踪装置，其特征在于：相邻两刻度线的夹角是1度或0.5度。

4.根据权利要求1至3任一所述的太阳能吸收装置的光源自动跟踪装置，其特征在于：所述太阳光传感器矩阵由若干个光敏电阻或硅光电管组成。

5.根据权利要求4所述的太阳能吸收装置的光源自动跟踪装置，其特征在于：所述光敏电阻或硅光电管分布在刻度线上。

6.根据权利要求5所述的太阳能吸收装置的光源自动跟踪装置，其特征在于：所述太阳光传感器矩阵按照三角函数投影规律非均匀分布。

7.根据权利要求1所述的太阳能吸收装置的光源自动跟踪装置，其特征在于：所述太阳能电池板与刻度盘在极坐标上的水平面与方位角相同。