[發(fā)明專利]一種太陽能全方位自動跟蹤器

有效

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• 申請日: 2014-03-01
• 公開（公告）號: CN103901900B
• 公開（公告）日: 2017-12-05
• 發(fā)明（設計）人: 劉明萍;祝志翔;王孟飛;羅光照;汪慶年
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12
• 代理公司: 南昌洪達專利事務所36111
• 代理人: 劉凌峰

技術領域

本發(fā)明涉及一種太陽能采集裝置，具體涉及一種太陽能全方位自動跟蹤器。

背景技術

能源是人類社會賴以生存和發(fā)展的基礎。當前，全世界絕大多數(shù)國家都以石油、天然氣和煤炭等礦物燃料為主要能源，隨著礦物燃料的日漸枯竭和全球環(huán)境的惡化，很多國家或地區(qū)正遭受著程度不一的自然災害和能源的爭端。據(jù)統(tǒng)計，現(xiàn)在地球上還有石油1萬億桶，天然氣120萬立方米，煤炭1萬億噸。按照目前全世界對化石燃料的消耗速度計算，這些能源可供人類使用的時間大約還有：石油 45-50年；天然氣 50-60年；煤 200-220年。今后很長一段時間內，礦物燃料仍將在世界能源結構中占相當大比重，但人們對太陽能、核能、風能、水利能及地熱能等可持續(xù)能源的利用日益重視。

目前，世界各國加大了對太陽能利用研究的力度，由于地球的自轉，相對于某一個固定地點的太陽能采集裝置，一年春夏秋冬四季、每天日升日落，太陽的光照角度時時刻刻都在變化，只有有效的保證太陽能電池板能夠時刻正對太陽，吸收太陽能的效率才會達到最佳狀態(tài)?，F(xiàn)有技術中來說，太陽能跟蹤系統(tǒng)技術有電子時鐘跟蹤、液壓式跟蹤和單向跟蹤，而這些跟蹤方法的局限比較大，易受外界干擾，并且難以實現(xiàn)對太陽能實時、全方位的跟蹤，不能實現(xiàn)對太陽能吸收效率的最大化。

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種可以自動分辨太陽光照射角度從而調整太陽能板位置的太陽能跟蹤器，它可以實時的對太陽能進行全方位的跟蹤，極大的提高了吸收太陽能的效率。

本發(fā)明是通過如下技術方案來實現(xiàn)的：一種太陽能全方位自動跟蹤器，包括感光系統(tǒng)、中央控制系統(tǒng)、電機驅動系統(tǒng)、傳動機構和太陽能板，其特征在于：所述感光系統(tǒng)包括第1傳感模塊、第2傳感模塊和第3傳感模塊，所述第1傳感模塊包括4個光敏電阻和4個對應的擋板，光敏電阻設置于擋板上，光敏電阻朝東南西北四個方向設置，設置于東西方向的2個光敏電阻與4.5V電源串聯(lián)，輸出1個電位信號；南北方向的2個光敏電阻與4.5V電源串聯(lián)，輸出1個電位信號；第1傳感模塊是水平模塊，第2傳感模塊是豎直模塊，第3傳感模塊用來判斷當天的時間是白天還是黑夜，還判斷各個方向的光強；所述第2傳感模塊包括2個光敏電阻、筒狀擋板，光敏電阻用來判斷太陽光是否垂直照射到筒狀擋板的表面，光敏電阻與4.5V電源串聯(lián)，2個光敏電阻間輸出1個電位信號，4.5V電源處再輸出1個電位信號；所述第3傳感模塊包括6個光敏電阻、四方體，其中5個光敏電阻放置于四方體任意五個外表面的中心，另一個光敏電阻內置于四方體的中心，整個四方體暴露于室外，處于一條直線上的三個光敏電阻與4.5V電源串聯(lián)，另外三個光敏電阻與4.5V電源串聯(lián)，每兩個電阻間輸出一個電位信號；以上所述4.5V電源為同一個電源。

所述中央控制系統(tǒng)包括模擬放大器、模數(shù)轉換器和89C52RC單片機，模擬放大器將感光系統(tǒng)傳送過來的電位信號放大再發(fā)送到模數(shù)轉換器，模數(shù)轉換器將接收到的電位信號轉換成數(shù)字信號，數(shù)字信號再輸入到89C52RC單片機，89C52RC單片機對數(shù)字信號處理后給電機驅動系統(tǒng)發(fā)出相應指令。

所述傳動機構包括底座、機架和水平導桿，底座上設置有齒輪，齒輪上設置有機架，機架連接有水平導桿，水平導桿兩端連接有太陽能板。

所述電機驅動系統(tǒng)包括1號步進電機和2號步進電機，1號步進電機設置于底座下方，帶動機架在水平方向上轉動；2號步進電機設置于機架上，帶動太陽能板的軸在豎直方向上轉動。

電機驅動系統(tǒng)接收到89C52RC單片機發(fā)出的相應指令后帶動傳動機構向相應的方向轉動，從而調整太陽能板的位置。

第1傳感模塊中的擋板設置于機架上，第2傳感模塊中的筒狀擋板設置于第1傳感模塊的中心且與機架固定連接。

所述模數(shù)轉換器采用CMOS單片型逐次逼近式模數(shù)轉換器。

所述太陽能全方位自動跟蹤器還包括人機交互模塊。

本發(fā)明的有益效果是：可根據(jù)太陽光的照射角度，實時調整太陽能板的位置，對太陽能進行全方位的跟蹤，極大的提高了吸收太陽能的效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結構示意圖。

圖2是本發(fā)明的系統(tǒng)原理圖。

圖3是本發(fā)明的第1傳感模塊和第2傳感模塊中光敏電阻的布置圖。

圖4是傳感模塊3中光敏電阻的布置圖。

在圖中，1、1號步進電機，2、擋板，3、底座，4、齒輪，5、光敏電阻，6、太陽能板，7、2號步進電機，8、四方體，9、筒狀擋板，10、機架，11、水平導桿。