[實用新型]一種雙模式太陽能跟蹤裝置

有效

• 申請號: 201320208039.3
• 申請日: 2013-04-23
• 公開（公告）號: CN203178815U
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 杜煒;李豪;何凱
• 申請（專利權）人: 杜煒
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 王聚才

技術領域

本實用新型涉及一種跟蹤裝置，尤其涉及一種雙模式太陽能跟蹤裝置。

背景技術

隨著人類社會不斷發展，人們對能源的需求與日俱增。為了能夠獲取可持續的清潔能源，人們將目光投向了太陽能。太陽能電池的出現為人類尋找可持續的清潔能源找到一條出路，但由于現有獲取太陽能的裝置一般采用固定式安裝，無法實時對準入射太陽光，導致其發電效率極低。雖然目前也出現了一些太陽能追光的裝置，如主動式GPS追光裝置，但這種主動式GPS追光裝置工作模式過于單一，其追光算法存在誤差，同時由于太陽光經大氣層折射后的入射角度與計算角度存在差異，導致其精度較差，可靠性不高。?

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種雙模式太陽能跟蹤裝置，能夠對太陽能進行準確追光，提高太陽能電池板的發電效率。

本實用新型采用下述技術方案：

一種雙模式太陽能跟蹤裝置，包括太陽能電池板，還包括設置在底座上的水平轉動步進式電機，水平轉動步進式電機的輸出軸連接太陽能電池板支架，太陽能電池支架上固定有垂直轉動步進式電機，太陽能電池支架上還轉動連接太陽能電池板轉軸，太陽能電池板設置在太陽能電池板轉軸上，垂直轉動步進式電機的輸出軸上設置的齒輪與太陽能電池板轉軸上設置的齒輪嚙合，控制模塊連接有GPS模塊，控制模塊還控制連接水平轉動步進式電機和垂直轉動步進式電機；所述的太陽能電池板四邊分別設置有4個光敏傳感器插孔，光敏傳感器插孔內設置有光敏傳感器，相對的2個光敏傳感器通過比較電路連接控制模塊。

所述的4個光敏傳感器插孔設置在太陽能電池板四邊中點。

所述的光敏傳感器插孔傾斜設置，且與太陽能電池板垂線的夾角為5°。

所述的太陽能電池板上設置有照度傳感器插孔，照度傳感器插孔內設置有照度傳感器，照度傳感器的信號輸出端連接控制模塊的信號輸出端。

所述的照度傳感器插孔垂直設置在太陽能電池板中心點。

所述的控制模塊采用單片機。

本實用新型利用GPS模塊獲取的當地經緯度與時間信息進行計算，得出此時當地太陽的高度角和方位角，通過水平轉動步進式電機和垂直轉動步進式電機的協同工作實現對太陽能電池板的角度朝向控制；同時還能利用太陽能電池板上的光敏傳感器對太陽能電池板的仰俯角和方位角進行精度控制，通過雙模式實現對太陽能進行準確實時追光，提高太陽能電池板的發電效率。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖2為太陽能電池板的剖視圖。

具體實施方式

如圖1、圖2所示，本實用新型包括設置在底座1上的水平轉動步進式電機2，水平轉動步進式電機2的輸出軸連接太陽能電池板支架3，水平轉動步進式電機2可通過輸出軸的轉動帶動太陽能電池板支架3在水平向上轉動，以調整太陽能電池板5的方位角；太陽能電池板支架3上固定有垂直轉動步進式電機6，太陽能電池板支架3上還轉動連接太陽能電池板轉軸4，太陽能電池板轉軸4上設置有太陽能電池板5，垂直轉動步進式電機6的輸出軸上設置的齒輪與太陽能電池板轉軸4上設置的齒輪嚙合，垂直轉動步進式電機6可通過輸出軸的轉動，通過兩個嚙合的齒輪帶動太陽能電池板轉軸4轉動，以調整太陽能電池板5的仰俯角。本實用新型中的控制模塊控制連接水平轉動步進式電機2和垂直轉動步進式電機6，可通過控制兩個電機的協同工作實現對太陽能電池板5的角度朝向控制。控制模塊可采用單片機，本實施例中，控制模塊采用STM32單片機。

控制模塊連接有用于獲取當地經緯度與時間信息的GPS模塊，GPS模塊與控制模塊采用波特率為9600bps的異步串行通信方式。GPS模塊主要由天線和VK1513GPS芯片組成，天線將衛星傳送的信號發送至VK1513GPS芯片進行處理，VK1513GPS芯片將處理后的數據送入控制模塊進行計算；控制模塊通過太陽跟蹤算法可得出此時當地太陽的高度角和方位角，并輸出控制信號驅動水平轉動步進式電機2和垂直轉動步進式電機6工作，使太陽能電池板5能夠與太陽光入射方向基本垂直。同時，控制模塊記錄此時太陽能電池板5的角度數據，存入單片機RAM中，以備下一次對光時使用。上述通過GPS模塊對太陽能電池板5角度進行調整的功能為本實用新型所述太陽能跟蹤裝置的主模式。

由于主模式是通過GPS模塊獲取的當地經緯度與時間信息進行計算得出此時當地太陽的高度角和方位角，存在一點偏差。為了能夠對太陽能進行準確追光，提高太陽能電池板5的發電效率，本實用新型還設置有光傳感器輔助對光模式。