[發明專利]一種太陽跟蹤控制器

在審

• 申請號: 201210422528.9
• 申請日: 2012-10-30
• 公開（公告）號: CN103792953A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 李明;許成木;季旭
• 申請（專利權）人: 云南師范大學
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及太陽跟蹤控制裝置，具體地說，是涉及一種單軸自動跟蹤太陽運動軌跡的光電傳感控制技術，屬于太陽能利用技術領域。

在此處鍵入技術領域描述段落。

背景技術

自上個世紀70年代能源危機以來，太陽能利用的研究和推廣日益受到人們的普遍關注和重視。與常規能源不同，太陽能是一種低密度、間歇性、空間分布不斷變化的能源，要提高入射光的能流密度，必須用聚光裝置，使之聚集到較小的接收器上。在太陽能聚光利用技術中，太陽跟蹤控制器是不可缺少的重要設備之一。太陽跟蹤控制器一般由太陽位置光電傳感器和電機驅動器組成，光電傳感器實時檢測太陽光線的入射角，當入射光線與傳感器主光軸的偏差超過設定值時，傳感器輸出的電信號通過電機驅動器的處理和放大后，控制電機驅動聚光器旋轉，減小偏差，從而達到跟蹤太陽的目的。但是由于現有太陽跟蹤控制器輸出的驅動電機的電壓或步進脈沖頻率一般是不變的，電機每一次轉動的轉速一般也不會變。這對于采用減速比很大的高精度跟蹤系統來說，聚光裝置旋轉的速度將很慢。當出現云遮太陽較長的時間才轉晴、聚光器的指向偏離太陽位置的角度較大的情形時，要經過較長的時間聚光器的指向才能被調整到太陽的位置，這將給太陽能的收集造成很大的損失。另外，傳統的太陽位置光電傳感器在云遮太陽時，往往會出現跟蹤天空最亮區域的現象，極大地影響跟蹤的穩定性和可靠性。

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發明內容

本發明的目的在于，提供一種單軸自動跟蹤太陽軌跡的控制器。該種控制器在太陽輻射強度較低時能自動切斷電源停止跟蹤；在聚光器的指向偏離太陽位置的角度較大時能驅動電機作先快后慢轉動，使聚光器的指向在較短的時間內就能調整到太陽的精確位置。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案如下：

該跟蹤控制器設有三個光電傳感器：其中兩個為用于探測太陽位置的高精度傳感器和低精度傳感器，另一個為用于控制高精度傳感器和低精度傳感器電源開關的太陽光強傳感器。在高精度傳感器與電機驅動器之間設有一屏蔽開關。屏蔽開關的控制端與低精度傳感器的輸出端電連接。當控制端有電壓時，屏蔽開關處于關斷狀態；當控制端無電壓時，屏蔽開關處于接通狀態。太陽光強傳感器的輸出端與傳感器電源開關的控制端電連接。跟蹤過程包含兩個閉環控制模式：粗略-快速模式和精確-低速模式。當聚光器的指向偏離太陽位置的角度較大時，跟蹤系統首先進入粗略-快速控制模式，低精度傳感器輸出的電信號通過電機驅動器的處理放大后驅使電機作快速轉動，在較短的時間內就將聚光器的指向調整到太陽位置的附近；當低精度傳感器停止工作后，屏蔽開關接通，跟蹤系統進入精確-低速控制模式，高精度傳感器輸出的電信號通過電機驅動器的處理放大后驅使電機作低速轉動，在較短的時間內就可將聚光器的指向調整到太陽的精確位置；粗略-快速模式和精確-低速模式優勢互補，從而實現快速精確跟蹤太陽的目的。

在太陽被云層遮擋，輻射強度很低時，太陽光強傳感器輸出端的電壓為零或較低，傳感器電源開關處于關斷狀態，系統將停止跟蹤；當太陽的輻射強度較高時，太陽光強傳感器輸出端的電壓較高，傳感器電源開關處于接通狀態，系統進入跟蹤狀態。從而保證了跟蹤系統的可靠性和穩定性。

太陽光強傳感器由一個光敏元器件和一個放大電路構成。低精度傳感器的跟蹤范圍要盡可能的寬，高精度傳感器的跟蹤范圍要大于低精度傳感器的精度。

本發明的有益效果是：所增加的低精度傳感器、屏蔽開關、傳感器電源開關、太陽光強傳感器及其它元器件，結構較簡單，價格較低廉；跟蹤范圍寬，跟蹤太陽位置速度快。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是本發明控制系統結構方框圖。

圖2是本發明第一種實施例控制系統結構電路圖。

圖3是本發明第二種實施例控制系統結構電路圖。

圖4是本發明第二種實施例的步進脈沖發生器內部結構圖。

圖5是本發明第二種實施例的脈沖信號放大器內部結構圖。

圖6是高精度傳感器和低精度傳感器一體化設計的一種結構示意圖。

圖7是圖6的俯視圖。