[發明專利]光線自動跟蹤裝置

無效

• 申請號: 201010276218.1
• 申請日: 2010-09-08
• 公開（公告）號: CN101943917A
• 公開（公告）日: 2011-01-12
• 發明（設計）人: 熊友;王雙園;周全;曹鵬坤;白國振
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12;H02N6/00
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 宋冠群

技術領域

本發明涉及太陽能光伏發電系統領域，特別是涉及一種光線自動跟蹤裝置，依據地理位置信息、當地時間值和可見光投影對可見光源位置進行追蹤定位，獲取相應位置信息。

背景技術

隨著人類工業社會的不斷發展與進步，能源消耗在不斷加劇，人類對能源的依賴也越來越大，目前能源問題已經成為一個亟待解決的世界性問題。在能源供需矛盾日益突出的今天，太陽能作為一種清潔無污染的可再生能源，被廣泛用于光伏發電產業。然而現有的光伏發電系統一般是將太陽能電池組件定向安裝，即太陽能電池板不能保持始終正對太陽，故太陽能電池板不能充分的吸收太陽光并發揮太陽能電池的發電能力。實驗表明：太陽的跟蹤與非跟蹤，能量的接收率相差35％，所以智能跟蹤太陽裝置的設計是解決太陽能利用率低的一個重要途徑。此裝置可大大提高光伏組件的日平均發電量，并在提高太陽能發電設備利用效率的同時降低發電成本。

發明內容

為克服上述已有技術的不足，本發明要解決的技術問題是提供一種光線自動跟蹤裝置。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：

一種光線自動跟蹤裝置，包括高度調節機構、若干個光敏傳感器、運算放大器、模數轉換器和單片機，

其中所述的高度調節機構包括固定底座和殼體，所述固定底座是一塊開有光敏傳感器安裝孔的底板；所述的殼體上有一個透光孔，該透光孔上安裝有凸透鏡，保證所述固定底座正中的光敏傳感器與殼體上的凸透鏡正對，

所述的光敏傳感器產生的光電流，轉換成電壓信號后通過運算放大電路放大，然后經模數轉換器，轉換成數字信號后傳給單片機。

所述的光線自動跟蹤裝置，包括風力傳感器，用于感知外界環境的風力強度。

所述的光線自動跟蹤裝置，還包括參照光敏傳感器和時鐘芯片，用于判斷白晝和天氣陰晴情況。

所述的固定底座上刻有刻度尺。

所述的光線自動跟蹤裝置，還包括數碼管，用于顯示各通道的電壓值和計算得到的光線角度。

與現有技術相比，本發明的有益效果可以是：

本發明具有造價低廉，性能優，精度高，適用性強等特點，同時本裝置不但適用于太陽軌跡跟蹤定位，也適用于其他發光物體軌跡跟蹤定位。

附圖說明

圖1是本發明光線自動跟蹤裝置的透視圖。

圖2a是本發明光線自動跟蹤裝置的示意圖。

圖2b是本發明光線自動跟蹤裝置的底部示意圖。

圖3是本發明光線自動跟蹤裝置的原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明的具體實施方式做進一步詳細的說明，但不應以此限制本發明的保護范圍。

請參閱圖3。本發明光線自動跟蹤裝置是一種太陽軌跡跟蹤定位裝置，此裝置主要通過把特殊環境處理的光敏傳感器陣列獲取的光強信號轉變成電信號，再由比較所得電壓信號，確定光線與太陽能電池架板夾角，再將計算所得角度信息傳遞到單片機，由單片機會發出偏角信號驅動對應電機進行調整，直至陽光垂直照射在傳感器底板平面上。

請參閱圖1和圖2a、圖2b。本發明裝置主要由高度調節機構、光敏傳感器、運算放大器、模數轉換器、單片機、風力傳感器、時鐘芯片、數碼管等部分組成。

高度調節機構由光敏傳感器的固定底座2和高度調節機構的殼體1兩大主要部分組成，其中固定底座是一塊開有光敏傳感器安裝孔的底板，光敏傳感器6按照光敏傳感器固定底板上的孔排列方式進行安裝，然后再把光敏傳感器的信號通過排線連接到單片機電路板上。高度調節機構的殼體上有一個和光敏傳感器直徑相近的透光孔，孔上安裝有凸透鏡3，太陽光通過這個孔上的凸透鏡進入到高度調節機構內，照射到底板光敏傳感器上。在高度調節機構殼體的內壁上有螺紋，光敏傳感器固定底座的外壁上也有螺紋，通過旋轉高度調節機構可以調節透光孔與固定板上光敏傳感器的距離及光斑的大小，從而達到調節傳感器最大視角的效果，為了便于測量，光敏傳感器固定底座上刻有刻度尺4。

光敏傳感器按照光敏傳感器固定底座上的光敏傳感器安裝孔排列順序進行安裝，其中必須保證正中的光敏傳感器與高度調節機構殼體上的凸透鏡安裝孔正對，待光敏傳感器固定后，轉動高度調節機構殼體，然后把高度調節機構通過光敏傳感器固定底座上的螺紋孔連接到底板上并焊接好光敏傳感器。再在底板上與高度調節機構中心水平不遠距離處安裝參照用的光敏傳感器。其他電子零部件按照電路圖的依次焊接在電路板上。在安裝的過程中必須保證底板平面與太陽能電池板水平。