[發明專利]一種三維光伏能電池太陽光自動跟蹤系統

有效

• 申請號: 201310421497.X
• 申請日: 2013-09-13
• 公開（公告）號: CN103472856A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 卜鳳悅
• 申請（專利權）人: 天津市暢悅電子科技有限公司
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 溫國林

技術領域

本發明涉及太陽光自動跟蹤系統領域，特別涉及一種三維光伏能電池太陽光自動跟蹤系統。

背景技術

太陽能跟蹤系統是光熱和光伏發電過程中，最優化太陽光使用，達到提高光電轉換效率的機械及電控單元系統。

在太陽能光伏應用方面：保持太陽能電池板隨時正對太陽，讓太陽光的光線隨時垂直照射太陽能電池板的動力裝置，采用太陽能跟蹤系統能顯著提高太陽能光伏組件的發電效率。

由于地球的自轉，相對于某一個固定地點的太陽能光伏發電系統，每天日升日落，太陽的光照角度時時刻刻都在變化，有效的保證太陽能電池板能夠時刻正對太陽，發電效率才會達到最佳狀態。目前世界上通用的太陽能跟蹤系統都需要根據安放點的經緯度等信息計算一年中的每一天的不同時刻太陽所在的角度，將一年中每個時刻的太陽位置存儲到PLC、單片機或電腦軟件中，都要靠計算該固定地點每一時刻的太陽位置以實現跟蹤。

現有的太陽能跟蹤系統都是依靠GPS定位實現的，通過GPS定位計算太陽每天的水平角和仰角，得到經緯度實現跟蹤。但通過GPS定位需要較高的成本，且需要實時的進行跟蹤，浪費了資源。

發明內容

本發明提供了一種三維光伏能電池太陽光自動跟蹤系統，該太陽光自動跟蹤系統降低了使用成本，提高了工作效率，詳見下文描述：

一種三維光伏能電池太陽光自動跟蹤系統，包括：依次電連接的CPU控制電路、伺服驅動電路和測光系統，其中，所述測光系統安裝在太陽能光板上，還包括電源電路，所述電源電路輸出5V電源給所述CPU控制電路和所述伺服驅動電路供電；所述電源電路輸出所述9V電源給所述測光系統供電；

所述測光系統輸出X軸脈沖信號、Y軸脈沖信號和Z軸脈沖信號至所述CPU控制電路，所述CPU控制電路接收X軸脈沖信號和Y軸脈沖信號后輸出第一脈沖信號、第一工作狀態控制信號、第一方向控制信號、第二脈沖信號、第二工作狀態控制信號和第二方向控制信號，所述CPU控制電路通過所述第一脈沖信號、所述第一工作狀態控制信號和所述第一方向控制信號控制所述伺服驅動電路中的第一電機的運轉；所述CPU控制電路通過所述第二脈沖信號、所述第二工作狀態控制信號和所述第二方向控制信號控制所述伺服驅動電路中的第二電機的運轉；所述第一電機和所述第二電機帶動所述太陽能光板的旋轉；所述CPU控制電路通過所述Z軸脈沖信號初始化所述第一脈沖信號、所述第一方向控制信號、所述第二脈沖信號和所述第二方向控制信號。

所述測光系統包括：X軸測光電路、Y軸測光電路和Z軸測光電路，X軸和Y軸測光電路分別由電壓產生電路和電壓頻率轉換電路組成。

所述電壓產生電路包括：陽極接地的9V穩壓管，所述9V穩壓管的陰極分別接光敏分壓電阻、第一分壓電阻和9V電源，所述光敏分壓電阻接光敏器件；所述第一分壓電阻接第一光度調節電阻，所述第一光度調節電阻連接第二分壓電阻，所述第二分壓電阻同時連接第二電阻和運算放大器的第一輸入引腳的反相輸入端；所述光敏分壓電阻連接第一電阻，所述第一電阻分別連接運算放大器的第一輸入引腳的同相輸入端和第三電阻，所述第三電阻接地；運算放大器的第二輸入引腳的同相輸入端接第一電壓反饋采樣電阻，運算放大器的第二輸入引腳的反相輸入端接第四電阻和第五電阻，運算放大器的第一輸出引腳接第二光度調節電阻，所述第二光度調節電阻接所述第四電阻，所述第五電阻接第二電壓反饋采樣電阻，所述第二電壓反饋采樣電阻接地；運算放大器的第二輸出引腳輸出二次放大的電壓信號至所述電壓頻率轉換電路。

所述電壓頻率轉換電路包括：第六電阻，所述第六電阻接所述二次放大的電壓信號，所述第六電阻分別接第一電容和轉換器的閾值引腳，轉換器的電流輸出引腳接第一電容，轉換器的輸出基準電流引腳接第七電阻和可變電阻組成的支路；轉換器的比較輸入引腳接第七電阻，轉換器的定時電路引腳分別接第八電阻和第二電容，所述第八電阻和轉換器的電源端接9V電源；轉換器的頻率輸出引腳接第九電阻、第十電阻和第十一電阻組成的偏置電路，第十一電阻接三級管的基極，三極管的集電極輸出所述X軸脈沖信號。

所述Z軸測光電路包括：光敏器件，所述光敏器件接9V電源，所述光敏器件通過第十二電阻接地，所述光敏器件輸出所述Z軸脈沖信號。

所述伺服驅動電路包括：X軸控制電路和Y軸控制電路，所述X軸控制電路包括：第一電機控制器，所述第一電機控制器的輸入端分別接所述第一脈沖信號、所述5V電源、所述第一工作狀態控制信號和所述第一方向控制信號，控制所述第一電機內線圈的運轉。