[發明專利]太陽自動跟蹤系統手動控制裝置

有效

• 申請號: 200710176876.1
• 申請日: 2007-11-06
• 公開（公告）號: CN101399508A
• 公開（公告）日: 2009-04-01
• 發明（設計）人: 劉四洋;伍春生;彭燕昌;許洪華
• 申請（專利權）人: 中國科學院電工研究所;北京科諾偉業科技有限公司
• 主分類號: H02N6/00
• 分類號: H02N6/00;G05D3/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司
• 代理人: 關 玲;成金玉

技術領域

本發明涉及太陽自動跟蹤系統，特別涉及太陽自動跟蹤系統手動控制裝置。

背景技術

隨著能源和環境問題的日益突出，可再生能源的開發與利用逐漸引起了世人的重視。太陽能以其清潔、分布范圍廣、利用方便等特點成為發展較快的可再生能源。太陽能光伏發電是太陽能利用的主要形式之一，但是由于目前太陽能電池板的價格昂貴，導致光伏發電的成本居高不下，因此制約了太陽能光伏發電產業的發展。因此如何提高太陽能的利用效率，降低太陽能利用成本成為目前人們研究的熱點。對太陽進行跟蹤，保證太陽入射光線始終垂直入射，提高太陽光照輻射量，是提高太陽利用率簡單而有效措施之一。

對于太陽自動跟蹤系統，尤其是大容量太陽自動跟蹤系統，具有完備的系統保護功能是其能否可靠工作并邁向實用化的前提，太陽自動跟蹤系統手動控制裝置的設計，一方面使太陽自動跟蹤系統的控制方式更為靈活，方便了系統的安裝與調試，另一方面由于手動控制裝置結構簡單、為純硬件設計，相對與自動控制裝置來說，具有更高的可靠性。

中國專利200510034899.X“太陽光跟蹤系統”及02222766.0“微功耗定時太陽跟蹤裝置”提出的太陽自動跟蹤系統，主要注重于自動功能的實現，未考慮手動控制功能。中國專利88221402.0“時鐘式太陽跟蹤裝置”雖然設計了手動控制功能，但是它的手動功能是通過純機械的方式來實現的，需要手動旋轉跟蹤機構，既費力又費時，尤其對于大容量的太陽跟蹤系統，常常需要較大的轉動力矩才能使其旋轉，此種手動方式就顯得笨拙而缺乏實用性。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對以往太陽自動跟蹤系統在手動控制方面的不足，提出一種電動式手動控制裝置，本發明手動控制裝置仍然以電能作為動力源，具有操作簡單，工作可靠等特點。它能夠在自動跟蹤系統的自動控制功能失效時，對跟蹤系統進行姿態調整；或者是在安裝調試的過程中靈活地轉動太陽光伏陣列，使其到達指定的位置，加速安裝調試進程。

本發明解決技術問題采用的技術方案是：太陽自動跟蹤系統手動控制裝置由手動方向控制電路、定時器電路、自動手動信號切換電路、步進電機驅動器、步進電機及傳動機構組成。首先太陽自動跟蹤系統調到手動工作擋時，自動手動信號切換電路切換到手動控制方式，由定時器電路產生步進電機控制信號，此信號經過手動方向控制電路進行方向設定，然后將此信號發送到步進電機驅動器，步進電機驅動器根據接收到的手動控制信號，為步進電機提供驅動電流，控制步進電機轉動，步進電機的轉軸與減速機構的變速齒輪相連，減速機構拖動旋轉機構，最終帶動太陽光伏陣列轉動。

所說的手動方向選擇電路主要包括“東向”、“西向”、“上仰”、“下俯”四個按鍵開關以及方向選擇繼電器，四個按鍵開關均為無自鎖按鍵開關，“東向”按鍵和“西向”按鍵串聯，并與+5V電源、方向控制繼電器的控制線圈串聯，“東向”按鍵和“西向”按鍵的兩對觸點之間交叉連接，實現了按鍵之間的互鎖，“上仰”按鍵和“下俯”按鍵的連接方式與“東向”按鍵和“西向”按鍵之間的連接方式相似。下面以“東向”按鍵和“西向”按鍵為例說明其信號傳輸方式，兩個按鍵在默認狀態下，其a+觸點和a-觸點是導通的，當被按下時，b+觸點和b-觸點是導通的。當“東向”按鍵按下時，控制信號經“東向”按鍵的b+觸點和b-觸點及“西向”按鍵的a+觸點和a-觸點傳遞給電機驅動器，實現東向旋轉功能；當“西向”按鍵按下時，控制信號經“東向”按鍵的a觸點和“西向”按鍵的b觸點傳遞給方向控制繼電器RY6，使繼電器RY6吸合，另外一組電機控制信號傳遞給步進電機驅動器，實現了西向旋轉功能。

所說的定時器電路為以555定時器為核心的定時器電路，它所產生的矩形波可以手動調節其頻率及占空比，并作為電機控制的信號發生源。

所說的自動手動信號選擇繼電器為雙刀雙擲繼電器，其控制線圈的控制電壓為直流+5V，它的公共端與定時器電路的矩形波輸出口相連。

所說的步進電機為三相混合式步進電機。

所說的傳動機構包括減速器或者變速齒輪、蝸輪蝸桿或者是電動推桿，它們與旋轉機構相連，旋轉機構直接轉動光伏陣列。

本發明相對于現有技術的有益效果是：

其一、在自動跟蹤系統自動控制功能出現故障時，通過手動控制功能仍能夠調整光伏陣列姿態，避免因軟件受干擾而導致的系統失控情況的出現。

其二、手動控制裝置中不包含軟件控制，其控制方式較自動跟蹤控制更為簡單，工作可靠性高。