[發明專利]基于地球自轉軸的太陽光定向反射裝置機構控制電路

無效

• 申請號: 201210500641.4
• 申請日: 2012-11-28
• 公開（公告）號: CN103853176A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 趙應應;邢路
• 申請（專利權）人: 西安艾力特電子實業有限公司
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 弋才富

技術領域

本發明涉及一種太陽能極軸式應用領域，特別是基于地球自轉軸的太陽光定向反射裝置機構控制電路。??

背景技術

太陽能資源的總量很大，既是一次性能源，又是可再生能源，是免費使用、無需運輸三維清潔能源。但是太陽能具有分散性，雖然到達地球表面的太陽輻射的總量十分巨大，但其能流密度低。地面每平方米只有1000W左右的太陽能。同時，太陽能還具有不穩定性，由于地球表面受到晝夜、季節、地理緯度、隨機變化的氣候自然條件影響，使得到達某一點的太陽能是間歇的，光照方向和強度隨時間不斷變化的，太陽能的這些缺陷限制了大規模的開發利用太陽能資源。因此，在太陽現存的缺陷基礎上，為了充分開發利用太陽能資源，雙軸式太陽自動跟蹤系統可使光伏電池的接收率大大的提高，從而能有效的、更充分的利用太陽能資源，拓寬了太陽能的應用領域。?

發明內容

為解決以上問題，本發明提供一種基于地球自轉軸的太陽光定向反射裝置機構控制電路，能更有效的、更充分的利用太陽能資源，拓寬了太陽能的應用領域；另一方面，有效的利用太陽能可以緩解日益緊張的能源危機和嚴重污染的生態環境。?

本發明采用如下技術方案：?

基于地球自轉軸的太陽光定向反射裝置機構控制電路，包括單片機、GPS模塊、脈沖分配器、功率放大器、步進電機和檢測模塊；所述單片機與所述檢測模塊、所述GPS模塊、所述脈沖分配器相連，所述脈沖分配器與所述功率放大器相連，所述功率放大器與所述步進電機相連接；所述檢測模塊由光電傳感器進行檢測；所述單片機根據所述檢測模塊檢測到的太陽的方位角和高度角的位置，以及從GPS模塊讀取編程好的太陽的位置，進行數據整理和運算，由脈沖分配器分配脈沖，經過功率放大器放大后驅動步進電機正反轉。?

進一步地，所述的基于地球自轉軸的太陽光定向反射裝置機構控制電路，其特征在于所述檢測模塊采用三個光電傳感器，所述光電傳感器采用光敏二極管，其中兩個傳感器用來檢測太陽的高度角和方位角，另一個傳感器控制反射光束的瞄準、誤差修正；光電跟蹤是利用光電傳感器來測定入射太陽光線和系統光軸間的偏差。啟動跟蹤模塊時采用定時判斷光強電壓是否達到光電跟蹤范圍，如果達到光電跟蹤范圍啟動光電跟蹤進行修正，如果沒有達到光電跟蹤范圍采用GPS模塊的視日運動軌跡跟蹤，當達到光電跟蹤的光強時啟動光電跟蹤進行修正。?

進一步地，所述的基于地球自轉軸的太陽光定向反射裝置機構控制電路，其特征在于步進電機的控制電路采用脈沖分配器和功率放大器兩部分聯合實現，脈沖分配器主要是將單片機輸入的步進脈沖轉換成步進電機各相繞組所需的通斷點邏輯信號，功率放大模塊主要是將脈沖分配器輸出的邏輯信號放大為步進正常運行所需的脈沖。?

本發明與現有技術相比具有以下優點：采用極軸式自動跟蹤系統可使光伏電池的接受率大大的提高，從而能更有效的、更充分的利用太陽能資源，拓寬?了太陽能的應用領域。另一方面，有效的利用太陽能可以緩解日益緊張的能源危機和嚴重污染的生態環境，這對人類的可持續發展有著重要的意義。方位角-高度角式雙軸跟蹤雖然能實現跟蹤精度，但是機械結構較復雜，系統成本高，方位角和高度角電機動作頻繁，能耗較高，高度角和方位角計算較復雜等，采用極軸式全跟蹤機構，結構簡單，跟蹤精度高，成本相對低，耗能低。?

附圖說明

附圖為本發明的結構示意圖。?

具體實施方式

如附圖所示，本發明基于地球自轉軸的太陽光定向反射裝置機構控制電路，包括單片機、GPS模塊、脈沖分配器、功率放大器、步進電機和檢測模塊；所述單片機與所述檢測模塊、所述GPS模塊、所述脈沖分配器相連，所述脈沖分配器所述功率放大器相連，所述功率放大器與所述步進電機相連接；所述檢測模塊由光電傳感器進行檢測；所述單片機根據所述檢測模塊檢測到的太陽的方位角和高度角的位置，以及從GPS模塊讀取編程好的太陽的位置，進行數據整理和運算，由脈沖分配器分配脈沖，經過功率放大器放大后驅動步進電機正反轉。?

進一步地，所述的基于地球自轉軸的太陽光定向反射裝置機構控制電路，其特征在于所述檢測模塊采用三個光電傳感器，所述光電傳感器采用光敏二極管，其中兩個傳感器用來檢測太陽的高度角和方位角，另一個傳感器控制反射光束的瞄準、誤差修正；光電跟蹤是利用光電傳感器來測定入射太陽光線和系統光軸間的偏差。啟動跟蹤模塊時采用定時判斷光強電壓是否達到光電跟蹤范圍，如果達到光電跟蹤范圍啟動光電跟蹤進行修正，如果沒有達到?光電跟蹤范圍采用GPS模塊的視日運動軌跡跟蹤，當達到光電跟蹤的光強時啟動光電跟蹤進行修正。?