[發明專利]一種高效太陽能自動追蹤方法及裝置

有效

• 申請號: 201410146286.4
• 申請日: 2014-04-14
• 公開（公告）號: CN103926937A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 劉鳳杰
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網福建省電力有限公司;國網福建省電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

1.一種高效太陽能自動追蹤方法，其特征在于：包括如下步驟，

步驟S01：判斷外界天氣情況，若為晴天，則進入步驟S02，若為陰天或光照不足，則轉入步驟S03；

步驟S02：采用光電檢測追蹤模式，實現太陽能自動追蹤；

步驟S03：采用太陽角追蹤模式，即根據實時時間，計算出太陽高度角和方位角，并根據計算到的太陽高度角和方位角實現太陽能自動追蹤。

2.根據權利要求1所述的一種高效太陽能自動追蹤方法，其特征在于：所述光電檢測追蹤模式具體如下，

步驟S21：提供一光電太陽能方位檢測電路，該光電太陽能方位檢測電路與單片機控制模塊和太陽能光伏陣列，所述光電太陽能方位檢測電路包括5個光敏二極管，以該些光敏二極管其中的第二光敏二極管為中心，呈十字型排布在一圓盤上表面，所述圓盤放置于一頂部具有透光孔的中空圓柱罩內，每個光敏二極管與其相鄰的光敏二極管均保持一定的間隙；

步驟S22：判斷第二光敏二極管是否受到光照，若是，保持所述太陽能光伏陣列朝向，并延時預定時間重新執行步驟S22；若否，直接進入步驟S23；

步驟S23：分別判斷位于第二光敏二極管水平垂直的四個方向上的第三至第六二極管是否受到光照，若是，調整所述太陽能光伏陣列朝向，并延時預定時間重新執行步驟S22；若否，直接重新執行步驟S22。

3.根據權利要求1或2所述的一種高效太陽能自動追蹤方法，其特征在于：所述太陽角追蹤模式具體如下，

步驟S31：讀取實時時間及當期位置經緯度，并根據該實時時間及經緯度計算太陽高度角和方位角；

步驟S32：根據太陽高度角和方位角以及太陽能光伏陣列的長度，計算出太陽能光伏陣列在該時刻太陽高度角水平方向的偏移高度和太陽方位角水平方向的偏移高度；

步驟S33：延時預定時間后，計算預定時間后時刻的太陽高度角水平方向的偏移高度和太陽方位角水平方向的偏移高度；

步驟S34：根據預定時間前后兩個時刻的偏移高度差，計算出太陽能光伏陣列需調整角度，以保證太陽能光伏陣列與太陽光照的角度垂直。

4.根據權利要求3所述的一種高效太陽能自動追蹤方法，其特征在于：所述太陽高度角和方位角的計算方法如下：

設一年365天對應區間為[0,π]，取日角：????????????????????????????????????????????????取為年的日期序列，1月1日為1，12月31日為365，則赤尾弧度為：

太陽實角為：，15表示每小時相當于15°時角；

由此可知，只要時間和經緯度一定，就能通過以上公式計算出相應的太陽高度角和方位角。

5.一種高效太陽能自動追蹤裝置，其特征在于：包括連接至單片機控制模塊的用于判斷天氣情況的光電檢測追蹤模塊；所述單片機控制模塊還連接有太陽角追蹤模塊；若為晴天，則啟用所述光電檢測追蹤模塊，采用光電檢測追蹤模式，實現太陽能自動追蹤；若為陰天或光照不足，則啟用所述太陽角追蹤模塊，采用太陽角追蹤模式，實現太陽能自動追蹤；所述單片機控制模塊還經一電機模塊連接至太陽能光伏陣列，該太陽能光伏陣列還連接至光電檢測追蹤模塊；所述光電檢測追蹤模塊包括陰晴天檢測電路和光電太陽能方位檢測電路。

6.根據權利要求5所述的一種高效太陽能自動追蹤裝置，其特征在于：所述陰晴天檢測電路包括第一光敏二極管、第一運放及第一至第四電阻；所述第一光敏二極管負端接至電源正極，所述第一光敏二極管正端接至所述第一運放的同相輸入端，所述第一光敏二極管的正端還經第一電阻連接至地；所述第一運放的反相輸入端經第二電阻、第三電阻連接至地，所述第一運放的反相輸入端還經第四電阻連接至電源正極；所述第一運放的輸出端連接至單片機，該第一運放的VCC端與電源正極連接，該第一運放的VEE端與地連接。

7.根據權利要求5或6所述的一種高效太陽能自動追蹤裝置，其特征在于：所述光電太陽能方位檢測電路包括5個光敏二極管，該些光敏二極管以第二光敏二極管為中心，呈十字型分布在一圓盤上表面，每個光敏二極管與其相鄰的光敏二極管均保持一定的間隙；所述圓盤放置于一頂部具有透光孔的中空圓柱罩內。