CN2797977Y - 光敏式太阳能自动跟踪器 - Google Patents

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王益久
王学建
游清泉
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Abstract

本实用新型为光敏式太阳能自动跟踪器，包括固连于中轴(1)上的太阳能受光板(2)，中轴(1)上与受光板(2)相互垂直安装有双面测光板(3)，中轴(1)与固连于立柱(5)上的直流电机(4)传动连接，测光板(3)的正面和反面的聚光电池陈列的输出与传感器输入连接，传感器输出电信号各与一放大电路的输入连接，放大电路的输出与单片机连接，单片机两输出与正反转驱动电路连接，驱动电路的输出与直流电机(4)连接。

Description

光敏式太阳能自动跟踪器
技术领域：
本实用新型与太阳能接收装置有关。
背景技术：
已有的太阳能接收装置的太阳能受光板安装位置固定，太阳光投射到地面上的一太阳能接收装置上，由于地球的自转，从早到晚会不断改变入射角，早晨和晚上入射角最小，此时太阳能接收效率最低，中午太阳光直射，接收效率最高。根据测算，按固定方式安装的太阳能接收装置上所接收太阳能的利用率仅达60～65％左右。
实用新型的内容：
本实用新型的目的是提供一种光敏式太阳能自动跟踪器，将太阳能接收装置从早到晚正对着太阳，即采用跟踪太阳光的控制措施，大大提高太阳能接收装置的效率和性价比。
本实用新型是这样实现的：
本实用新型光敏式太阳能自动跟踪器，包括固连于中轴1上的太阳能受光板2，中轴1上与受光板2相互垂直安装有双面测光板3，中轴1与固连于立柱5上的直流电机4传动连接，测光板3的正面和反面的聚光电池陈列的输出与传感器输入连接，传感器输出电信号各与一放大电路的输入连接，放大电路的输出与单片机连接，单片机两输出与正反转驱动电路连接，驱动电路的输出与直流电机4连接。
传感器为方位角太阳传感器，放大电路为精密运算放大器TLC27L7，单片机5为PIC16C711，正反转驱动电路6为4个场效应管组成的全桥电路，运算放大器的两输入与测光板3的正面或反面的传感器的X、Y端子连接，输出分别接单片机5的17脚和18脚，单片机5的13脚和12脚各与一个三极管和场效应管的基极连接，三极管的集电极与另一场效应管的基极连接，发射极接地。
直流电机4与减速器连接，两者都与立柱5固连，中轴2可转动支承于立柱5的轴承7上与减速器传动连接。
双面侧光板3由两片半导体硅光电池背对背组合连接构成。
本实用新型结构简单，强度高，可靠性高，可实现无误差跟踪太阳光，使其始终处于理想的受光位置。太阳能接收装置在接受太阳光能量时的理想状态是其受光面正对着太阳，此时太阳能接收效率最高。当太阳能接收装置受光面偏离太阳光时，安装于中轴上且与太阳能接收装置受光面垂直的双面测光板的两面会接受到不同强度的太阳光，经放大器、单片机和正反转驱动电路构成的驱动控制器驱动安装于立柱上的微型直流电机减速器带动中轴和太阳能接收装置受光面旋转，当旋转到太阳能接收装置受光面正对太阳光时，双面测光板的两面接受到相同强度的光，无驱动信号输出，中轴停止旋转，如此不断循环。本实用新型可提高太阳能接收效率40％左右。
附图说明：
图1为本实用新型结构图。
图2为图1的俯视图。
图3为测光板安装结构图。
图4为本实用新型的电路原理图。
具体实施方式：
中轴1与地面有一定倾角安装在立柱5的轴承7内。太阳能受光板2和双面测光板3与中轴1固连。双向测光板3与太阳能受光板2互相垂直。微型直流电机4安装在立柱5上与中轴1传动连接。电路板6安装在立柱5下部盒体内。电路板6的电路原理如图4所示：
2方位角太阳传感器的输出端子X、Y一个输出反转信号，另一个输出正转信号，是水平方位角偏差信号。这两个偏差信号经精密运算放大器TLC27L7放大后(根据跟踪精度来确定放大倍数K)，送入PIC16C711单片机的A口，经PIC16C711内部A/D转换器转换成数字信号，由软件设定启动电机跟踪角度值和其他功能(例如：夜昼控制等)。PIC16C711的B口输出跟踪控制信号，该信号放大后驱动由场效应管组成的全桥电路，再控制电机4。根据口RB6，RB7输出电平的高低以及电平的有无，而推动直流电机4的正转，反转或不转。如果X、Y正转信号、X，Y反转信号为零(晚上)则自动返回原始，(位置传感器予以中断)
因为太阳移动很慢，减速器的转速设计亦慢，其跟踪精度小于0.2度。因为电机的转速比很高，所以可大大减小电机的功率。
单片机对从传感器送来的信号进行比较和处理，控制随动电机按所要求的方向转动，以满足跟踪要求；
(1)工作可靠，保证电池阵列在白天任何时刻都正对太阳；
(2)夜间自动返回原始位置；
(3)具有保护功能，当传动机构失效时，能使电池阵列停止运转；
(4)自身功耗小。由于电机功率很小，耗电少。
所用传感器有：方位角太阳传感器，目光开关。
方位角太阳传感器是把聚光电池阵列偏离太阳光线的角度信号转变为电信号的装置，它是跟踪系统的重要部件，在很大程度上决定跟踪的精度。太阳传器器测量太阳的方位，如有偏向，通过驱动电机的运转使电池阵列对准太阳。
日光开关亦采用方位角太阳传感器，使白天太阳能电池阵列受方位太阳传感器控制而运转；夜间，方位太阳传感器输出信号为零，通过软件控制向东方向运行，即阵列返回到早晨初始位置。

Claims (4)

1、光敏式太阳能自动跟踪器，包括固连于中轴(1)上的太阳能受光板(2)，其特征在于在中轴(1)上与受光板(2)相互垂直安装有双面测光板(3)，中轴(1)与固连于立柱(5)上的直流电机(4)传动连接，测光板(3)的正面和反面的聚光电池陈列的输出与传感器输入连接，传感器输出电信号各与一放大电路的输入连接，放大电路的输出与单片机连接，单片机两输出与正反转驱动电路连接，驱动电路的输出与直流电机(4)连接。
2、根据权利要求1所述的光敏式太阳能自动跟踪器，其特征在于传感器为方位角太阳传感器，放大电路为精密运算放大器TLC27L7，单片机(5)为PIC16C711，正反转驱动电路(6)为4个场效应管组成的全桥电路，运算放大器的两输入与测光板(3)的正面或反面的传感器的X、Y端子连接，输出分别接单片机(5)的17脚和18脚，单片机(5)的13脚和12脚各与一个三极管和场效应管的基极连接，三极管的集电极与另一场效应管的基极连接，发射极接地。
3、根据权利要求1所述的光敏式太阳能自动跟踪器，其特征在于直流电机(4)与减速器连接，两者都与立柱(5)固连，中轴(2)可转动支承于立柱(5)的轴承(7)上与减速器传动连接。
4、根据权利要求1或2所述的光敏式太阳能自动跟踪器，其特征在于双面侧光板(3)由两片半导体硅光电池背对背组合连接构成。
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