[發明專利]一種太陽能自動跟蹤裝置及其控制系統

無效

• 申請號: 201310299032.1
• 申請日: 2013-07-16
• 公開（公告）號: CN103365304A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 姜忠宇;方靜;何芝仙;張洪祥;楊明
• 申請（專利權）人: 安徽工程大學
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司 34107
• 代理人: 張小虹

技術領域

本發明涉及太陽能能源利用技術領域，尤其是涉及一種太陽能利用的太陽位置自動跟蹤裝置及其控制系統。

背景技術

能源是經濟與社會發展的基本動力，隨著全球經濟的發展以及世界人口的增長，必將使能源消費持續增長。

很長一段時期，煤炭等傳統礦物質能源有力地促進了人類社會的進步和發展，但與此同時，該類能源的總量也越來越少，此外，大量的使用礦物質能源帶來了一系列日趨嚴重的環境問題。

太陽能作為一種新型可再生能源，具有清潔、環保、持續、長久等優點，已經成為人們應對能源短缺、氣候變化與節能減排的重要選擇之一，越來越受到世人的關注。

目前，人類對太陽能的利用方式主要分為兩類，分別是太陽能熱利用和太陽能光伏發電。

在提高太陽能利用率方面，太陽位置跟蹤已被證實成為主要手段。

所謂太陽位置跟蹤，是指調整太陽能接收板的位置角度，使其受光面保持始終與太陽光線趨于垂直的關系，類似于向日葵的原理，目的是讓有效的受光面收集更多的太陽能。

對于同一塊太陽能接收平板，當其與太陽輻射方向垂直時接收的太陽能大致為將其朝南固定時接收到的太陽輻射能量的3?倍。

目前，流行的跟蹤方式主要有機械式單軸跟蹤、地平坐標系雙軸跟蹤和傳感器跟蹤。

但是現有的太陽能跟蹤裝置存在結構復雜，成本較高，故障率高，抗風能力很差的缺點，不適于推廣應用。

發明內容

針對現有技術不足，本發明所要解決的技術問題是提供一種抗風能力和系統穩定性好的太陽能自動跟蹤裝置及其控制系統。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案為：一種太陽能自動跟蹤裝置，包括基座、太陽能接收板托架、光敏傳感器、控制單元，所述光敏傳感器設在太陽能接收板托架上，光敏傳感器與控制單元相連，所述基座上設有一組液壓缸，液壓缸的推桿與太陽能接收板托架通過球鉸鏈相連；所述太陽能接收板托架上設有滑槽，滑槽中設有與太陽能接收板相鉸接的軸；所述控制單元與液壓缸的控制器相連，控制液壓缸推桿的行程。

進一步的，所述太陽能接收板托架上設有電動機及減速器和鋼絲繩，滑槽中的軸上設有卡扣，卡扣與鋼絲繩固定連接，鋼絲繩的兩個端點固定在減速器的輸出軸上。

所述控制單元與電動機相連，控制電動機工作狀態。

所述滑槽中的兩相鄰軸之間設有兩個太陽能接收板，兩個太陽能接收板之間相鉸接。

所述太陽能接收板為太陽能電池板。

一種太陽能自動跟蹤裝置的控制系統，所述控制系統在滿足工作條件時：所述控制單元輸出控制信號到電動機及減速器，電動機帶動減速裝置正轉，鋼絲繩帶動軸在滑槽中滑動，太陽能電池板展開，太陽能電池板進入工作狀態；光敏傳感器檢測太陽能接收板托架與光線的夾角，輸出偏差信號到控制單元，控制單元根據偏差信號輸出控制電流調整液壓缸進油口和出油口的流量，調整各液壓缸的推桿的伸出量，調節使太陽能接收板托架上的太陽能電池板與太陽光線垂直；

所述控制系統在不滿足工作條件時：所述控制單元輸出控制信號到電動機及減速器，電動機帶動減速裝置反轉，鋼絲繩反向帶動軸在滑槽中滑動，太陽能電池板折疊，太陽能電池板進入關閉狀態。

本發明具有以下優點：

1、采用液壓控制，太陽能接收板可以做的比較大，系統穩定性好；

2、太陽能接收板可以折疊，當遇到強風等惡劣天氣時，在控制單元的控制下，太陽能接收板折疊起來，可以減小受風的面積，減小作用在光伏系統上的外力，提高系統的穩定性；

3、輸出的發電量大，太陽能電池板可以經常保持在與太陽光矢量垂直的角度，從而可以保證發電量輸出最大，提高了發電效率。

附圖說明

下面對本說明書各幅附圖所表達的內容及圖中的標記作簡要說明：

圖1為本發明自動跟蹤裝置結構示意圖之一。

圖2為本發明自動跟蹤裝置結構示意圖之二。

圖3為圖1中太陽能電池板托架結構示意圖之一。

圖4為圖1中太陽能電池板托架結構示意圖之二。

圖5為圖1中太陽能電池板結構示意圖。

圖6為圖3中Ⅰ處的局部放大圖。

圖7為圖3中Ⅱ處的局部放大圖。

圖8為本發明控制系統的控制流程圖。

具體實施方式

下面對照附圖，通過對實施例的描述，對本發明的具體實施方式作進一步詳細的說明。