[實用新型]太陽能實時自動跟蹤裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200820186570.4
• 申請日: 2008-10-27
• 公開（公告）號: CN201311114Y
• 公開（公告）日: 2009-09-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 謝彪
• 申請（專利權(quán)）人: 謝彪
• 主分類號: F24J2/38
• 分類號: F24J2/38;F24J2/40;G01J1/00
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務(wù)所
• 代理人: 曹祖良

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及太陽能的利用，尤其是指一種太陽能實時自動跟蹤裝置。

背景技術(shù)

為了使現(xiàn)有的太陽能利用裝置，能接收到較多的太陽光的能量，可為其增加自動跟蹤裝置及驅(qū)動機構(gòu)。其中自動跟蹤裝置會根據(jù)太陽所處的具體位置，輸出相應(yīng)的控制信號，控制驅(qū)動機構(gòu)動作，調(diào)整太陽能利用裝置的朝向，使其能實時跟蹤太陽位置的變化，從而接收更多的太陽能量。

現(xiàn)有的太陽能跟蹤系統(tǒng)主要采用的是時鐘式控制原理，利用機械貯能或步進電機進行驅(qū)動，通過較為復(fù)雜的機械結(jié)構(gòu)，使太陽能接收器對準太陽并以一固定的速率進行動作，從而達到跟隨太陽轉(zhuǎn)動的目的。也有的資料中介紹過利用比較器對光線的強弱進行比較從而得到控制信號的方法，但這些電路中均沒有考慮系統(tǒng)的慣性影響，造成的結(jié)果就是系統(tǒng)會在臨界位置出現(xiàn)控制信號的反復(fù)翻轉(zhuǎn)，出現(xiàn)“抖動”的現(xiàn)象。據(jù)我們的了解，真正意義上的采用全電子電路進行實時跟蹤控制的產(chǎn)品目前市面上還沒有現(xiàn)實意義上的產(chǎn)品出現(xiàn)。

由于目前的裝置大多采用機械的時間控制方式，所以均沒有實時跟蹤的功能，不能根據(jù)陽光的變化及時調(diào)整控制方向，特別是當季節(jié)轉(zhuǎn)換，日照時間長度發(fā)生變化后，也不能自動調(diào)整，實時性能較差；現(xiàn)有的產(chǎn)品中由于沒有容差的電路功能，使系統(tǒng)極易在臨界位置出現(xiàn)抖動，從而影響到整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性；現(xiàn)有的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)均比較復(fù)雜，所使用的電源均為市電，接線復(fù)雜，且存在著一定的安全隱患；現(xiàn)有產(chǎn)品很多沒有復(fù)位功能，或采用360度轉(zhuǎn)動的方式進行復(fù)位，這樣即使在無光照的夜晚也會轉(zhuǎn)動，這種方式會白白浪費能源；而且目前的裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價較高，不利于大規(guī)模的推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的在于設(shè)計一種太陽能實時自動跟蹤裝置，以提高太陽能利用裝置的采光效率。

按照本實用新型提供的技術(shù)方案，光信號檢測電路的前端為一固定在太陽能利用裝置上能感應(yīng)光線強度的拾光頭；光信號檢測電路的輸出端連接用于判別光線強弱方向的方向識別電路；在方向識別電路的輸出端連接有能使太陽能利用裝置轉(zhuǎn)向的驅(qū)動電路；在驅(qū)動電路的輸入端同時還連接有用于使太陽能利用裝置復(fù)位的復(fù)位電路。

在所述拾光頭內(nèi)設(shè)置有隔板，第一光敏元件與第二光敏元件對稱地安裝在隔板的兩側(cè)，用于感應(yīng)隔板兩側(cè)光線的強度；光信號檢測電路的輸入端與上述兩個光敏器件連接，以檢測隔板兩側(cè)的光線強度。在驅(qū)動電路的輸入端連接有手動控制電路。

在所述光信號檢測電路中，在相互串聯(lián)連接的第一光敏元件與第二光敏元件的線路上分別串聯(lián)一個限流電阻，并在拾光頭兩側(cè)的線路中分別并聯(lián)兩個分壓電阻R3、R4，所述分壓電阻R3、R4在無光時為方向識別電路提供信號電壓。

在所述方向識別電路中，在第一運算放大器的同相端與第二運算放大器的反相端之間正向串聯(lián)連接用于提供容差電壓的二極管D1。

在所述復(fù)位電路中，在第三運算放大器的反相端連接第三光敏器件，在第三運算放大器的同相端連接提供參考電平的穩(wěn)壓管D7，在第三運算放大器的輸出端與晶閘管SCR的控制極連接，在晶閘管SCR的陽極串聯(lián)連接常閉的干簧管S3。

本產(chǎn)品是一種專門用于太陽能利用設(shè)備上的太陽能跟蹤裝置，可用于太陽光的實時跟蹤。本裝置具有全天候自動跟蹤特點，也可以由手動操作進行控制，整個裝置包括接收并感應(yīng)太陽光強弱的光信號檢測電路；對太陽位置進行判別并輸出相應(yīng)控制信號的方向識別電路；手動控制電路；復(fù)位電路。本裝置可適用于各種中、小功率太陽能發(fā)電系統(tǒng)、太陽灶和太陽能熱水器等太陽能利用裝置的陽光跟蹤，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有電路簡單可靠、動作迅速，造價低廉的特點，而且整個跟蹤系統(tǒng)無需外接電源，是一種理想的太陽能實時跟蹤裝置。

可直接利用太陽能電池板提供電源，并采用大電容進行貯能，無需外接市電；利用光敏器件組成采光頭，靈敏度高；方向識別電路采用了實時陽光采樣，通過對兩側(cè)太陽光的強度進行比較得到校準的控制信號來控制動作機構(gòu)動作，比較裝置設(shè)置了一定的容差功能，有容留的區(qū)間，從而消除了臨界位置的抖動現(xiàn)象，實現(xiàn)了裝置的自動跟蹤功能；驅(qū)動電路簡單可靠，可直接運用直流電機進行驅(qū)動，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉；有復(fù)位電路，可自動識別陽光的強弱，并視其強度自行調(diào)整復(fù)位。

本實用新型相對現(xiàn)有技術(shù)的特點如下：

1.方向識別電路，增加了容差的功能，留有一定的工作區(qū)間，充分考慮了直流電機動作的慣性，從而有效地消除了臨界位置的抖動。通常所使用的電路中均無此功能。

2.驅(qū)動電路可直接采用直流電機進行控制，成本較低，工作可靠等特點。通常的電路往往會使用步進電機或伺服電機，但這些電機功率小且價格昂貴。