[實用新型]太陽能跟蹤器的跟蹤裝置

有效

• 申請號: 201220320570.5
• 申請日: 2012-07-03
• 公開（公告）號: CN202948329U
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 王維廷;劉源恭;陳勇
• 申請（專利權）人: 中天同圓太陽能高科技有限公司
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12;G01C1/00
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 吳貴明;李志剛

技術領域

本實用新型涉及太陽能領域，具體而言，涉及一種太陽能跟蹤器的跟蹤裝置。

背景技術

傳統的太陽能板是固定角度與方位的，這樣不能充分有效地利用太陽能。如果太陽能板可以對太陽進行跟蹤，保證太陽光的入射角度與太陽能板相垂直，則可以提高太陽能板的發電效率。太陽能跟蹤器的出現很好的解決了上述問題，太陽跟蹤器可以實現對太陽的跟蹤，提高發電效率。

在現有的太陽能跟蹤器中，主要有以下3種控制方式：

1）計算法：通過當地經緯度與時間，控制器計算出每一特定時間對應的角度，然后控制整個裝置轉動到合適的位置?？刂破骺梢赃x用單片機、DSP或其他。

2）查表法：通過PC機計算特定時間太陽能板相對應的角度，將這些數據保存在控制器中，然后在這些特定的時間，控制整個裝置轉動到合適的位置。

3）傳感器法：通過太陽傳感器實時檢測裝置當前姿態與太陽入射角度的關系，持續調整裝置的位置。

上述控制方法中，計算法與查表法為常用的方式，主要原理為通過控制器計算某一時刻的太陽方位角與太陽高度角，然后控制電機旋轉到對應角度。這種控制方式的優點是方法簡單，不受天氣狀況限制，但是其對機械的精度要求較高，系統控制精度較低。

上述傳感器法主要是通過太陽角度傳感器實時檢測當前姿態對應的太陽方位角、太陽高度角與當前實際的太陽方位角、太陽高度角之間的差值，然后控制電機旋轉逐漸縮小差值到允許誤差范圍內，即反饋的控制方法。這種控制方式的優點是對機械精度要求低，系統精度高，但是，這種方式的控制在陰天或多云等天氣狀況下系統不穩定，非常容易出現誤動作。

現有技術中也有采用混合控制的方式，具體而言，在天氣狀況良好時系統采用傳感器法控制，天氣狀況不好時系統采用計算法與查表法。這種混合控制的方式中決定系統工作在哪種控制方式的因素為：對太陽角度傳感器返回的信號進行判定，如果傳感器信號返回的信息為有光照，則采用傳感器法涉及的控制方式，否則采用計算法或查表法涉及的控制方式。這種判定方式太過簡單，存在以下幾種情況可能會導致誤判斷：

1）傳感器由于下雨進水等緣故壞了，發出錯誤的信號。傳感器因為直接暴露在空氣中，且需要有光學處理系統，密封性能相對較低，極易損壞。

2）傳感器由于雨水或樹葉附著在光學處理系統上，判斷為有光照，采用傳感器法涉及的控制方式，但是返回的數據存在很大誤差。

3）傳感器由于非太陽光照引發誤動作。

可見，這種混合控制的太陽能跟蹤器受環境影響較大，因而導致誤差較大，系統不穩定。

針對相關技術中混合控制的太陽能跟蹤器受環境影響較大而導致的系統不穩定的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

實用新型內容

本實用新型提供了一種太陽能跟蹤器的跟蹤裝置，以解決混合控制的太陽能跟蹤器受環境影響較大而導致的系統不穩定的問題。

本實用新型提供了一種太陽能跟蹤器的跟蹤裝置，該裝置位于太陽能跟蹤器內，包括：電機；控制器，與電機連接，用于根據當前時間參數和太陽能跟蹤器所處的區域位置控制電機將太陽能跟蹤器的太陽能板移動至第一位置；太陽角度傳感器電路，與控制器連接，用于獲取太陽角度參數以確定太陽能板的第二位置；比較電路，與控制器和太陽角度傳感器電路連接，用于判斷第二位置與第一位置對應的角度差是否在預定角度范圍內；以及驅動器，與控制器、比較電路及電機連接，用于在判斷出第二位置與第一位置對應的角度差在預定角度范圍內時，驅動電機以第二位置對應的角度為準對第一位置對應的角度進行校正。

進一步地，控制器包括：時鐘芯片，用于讀取當前時間參數；存儲器，用于存儲太陽能跟蹤器所處的區域位置的經緯度；以及計算電路，與時鐘芯片和存儲器連接，用于計算出在當前時間參數和當前位置的經緯度下太陽的第一方位角、第一高度角和第一入射光線以確定太陽能板的第一位置，其中，在第一位置，太陽能板與太陽第一入射光線垂直；

進一步地，太陽角度傳感器電路包括：太陽角度傳感器，用于獲取檢測到的太陽的第二方位角和第二高度角；計算模塊，與太陽角度傳感器相連接，用于根據獲取的第二方位角和第二高度角確定太陽的第二入射光線以計算出太陽能板的第二位置，其中，在第二位置，太陽能板與第二入射光線垂直。

進一步地，比較電路包括：第一比較電路，用于判斷第二位置與第一位置的水平方向對應的角度差是否在預定角度范圍內；以及第二比較電路，用于判斷第二位置與第一位置的豎直方向對應的角度差是否在預定角度范圍內。