[發明專利]框架式雙軸太陽能跟蹤系統

有效

• 申請號: 201310225771.6
• 申請日: 2013-06-07
• 公開（公告）號: CN103336533A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 羅均;王浩;鮑仕龍;李恒宇;胡鉅奇;謝少榮
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

技術領域

??本發明涉及一種太陽能跟蹤技術，具體說是一種框架式雙軸太陽能跟蹤系統。

背景技術

?隨著人類社會的發展，能源問題已經成為各國議論的焦點，以清潔可再生能源為主的能源結構將是未來發展的必然，太陽能作為一種新型能源，具有儲量無限，普遍存在，利用清潔，使用經濟等優點。無疑將是未來發展的熱點，但是，太陽能也存在著如低密度，間歇性，空間分布不斷變換的缺點，這樣就使得目前的一系列太陽能設備對太陽能的利用效率不高。

??據研究，在太陽能發電系統當中，同樣的條件下，采用自動跟蹤方法的設備要比固定的設備提高發電量的30%。目前大多數的太陽能電池板陣列基本上都是固定安裝的，無法實現對陽光的跟蹤，因而也就無法最大效率的利用太陽光，即使采用了跟蹤陽光技術的光伏陣列，由于種種原因使得其成本大幅上升，跟蹤精度也無法保證。

發明內容

?本發明的目的在于針對已有技術存在的缺陷提供一種結構簡單，成本低，跟蹤準確的框架式雙軸太陽能跟蹤系統。為達到上述目的，本發明的構思是：本發明包括機械部分和傳感器部分。機械部分包括固定支架，槽型軌道，電池板組件，電池板安裝框架，傳動桿，連接桿，和直線電動推桿。由于固定支架安裝在槽型軌道上，因而可以調整電池板安裝框架的前后相對位置。負責控制電池板東西方向運動的直線電動推桿固定安裝在一平板上，該平板焊接在電池板安裝框架上。負責控制電池板南北方向俯仰運動的直線電動推桿安裝在中間的槽型導軌上，東西和南北方向的直線電動推桿通過連桿，傳動桿來傳遞運動。傳感器部分包括安裝在電池板安裝框架上的傾角傳感器和安裝在其中的一個電池板上光電傳感器模塊。傾角傳感器用來測量整個裝置南北方向相對于水平面的傾角。當陽光以不垂直于電池板照射時，光電傳感器模塊中兩個光敏電阻接受到的光線會有差異，這種光線的差異會在兩個光敏電阻之間產生電壓差，該電壓差會驅動南北方向的直線電動推桿動作。

??當本系統開始工作時，根據該跟蹤裝置的安裝地點，向控制器中輸入，經度，緯度，以及當天的日期。實時的時間通過DS1302模塊來測量，通過天文公式，結合所輸入的時間，日期，經緯度，控制器可將任一時刻的太陽理論高度角β計算出來。同時，安裝在電池板安裝框架上的傾角傳感器會測出該框架相對于水平面的傾角α，并將該角度值傳送給控制器。控制器通過比較實際測量的角度α和理論計算出來的太陽高度角β，控制南北方向上的直線電動推桿動作，使得α，β滿足α+β=90°時，電池板安裝框架在南北方向上是垂直于陽光的，此時電池板安裝框架和地面之間的夾角為γ。裝置在東西方向實現對太陽光線的跟蹤是通過安裝在其中一個電池板上的光電傳感器模塊來實現的，當陽光以不垂直于電池板的方向照射時，位于隔板兩側的光敏的電阻所接受的到的光線是不同的，通過比較兩側光敏電阻的電壓值，利用電壓差來驅動直線電動推桿，實現電池板東西方向的動作，直到電池板在東西方向完全垂直對準陽光，此時兩個光敏電阻的電壓相等，直線電動推桿停止動作。

根據上述發明構思，本發明采用下述技術方案：

一種雙軸太陽能跟蹤系統，包括機械部分和傳感器部分。其特征在于：所述機械部分的結構是：數量成對的固定支架分別滑配安裝在兩側的槽型軌道上，使固定支架可在槽型軌道上移動；若干電池板安裝框架的兩端分別轉動連接于兩側的固定支架上，在每個電池板安裝框架一端下面各焊接一塊平板，該平板上固定安裝一個直線電動推桿甲，每個電池板安裝框架上并排安裝若干尺寸相同的太陽能電池板，所述太陽能電池板轉動安裝在電池板安裝框架上并和電池板安裝框架之間間隙配合；每個電池板安裝框架中的所有電池板下端連接架分別與一根傳動桿鉸接，一根連桿甲的一端與所述傳動桿甲的一端鉸接,而另一端與直線電動推桿甲的伸縮端鉸接；所述直線電動推桿甲的動作通過連桿甲和傳動桿甲帶動太陽能電池板轉動；一個直線電動推桿乙安裝于中間的槽型軌道上，一根連桿乙一端和直線電動推桿乙鉸接，而另一端和一根傳動桿乙的一端鉸接，每個電池板安裝框架的下端中部連接架分別鉸接在傳動桿乙上；直線電動推桿乙的動作通過連桿乙和傳動桿乙帶動各電池板安裝框架轉動；所述傳感器部分的結構是：一個傾角傳感器固定在一個電池板安裝框架上，用來測量電池板安裝框架相對于地面的傾角α；一個光敏傳感器模塊安裝在一塊電池板上，利用該光敏傳感器模塊中的兩個光敏電阻之間的電壓差來驅動直線電動推桿甲，使得太陽能電池板在東西方向上轉動；一個控制器控制直線電動推桿乙使電池板安裝框架作南北方向轉動。