[發明專利]基于單片機控制的太陽能智能跟蹤控制系統

無效

• 申請號: 201410197455.7
• 申請日: 2014-05-12
• 公開（公告）號: CN104020782A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 李小兵;楊帆;劉佳川;游步東;李仁浩;李智明;祝志翔
• 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

本發明涉及智能光電追蹤領域，是一種基于單片機控制的太陽能智能跟蹤控制系統。

背景技術

隨著化石燃料日益匱乏，對新型可再生能源的開發是世界各個國家迫在眉睫的工作，特別是對于太陽能這一自然能源的利用，在很多國家都已初具規模，諸如甘肅敦煌市西部的太陽能發電站，全球最大的西班牙安達索爾太陽發電站裝機總容量50MW等大型發電站的建成。如此大規模的太陽能發電站，提高太陽光的追蹤精度能極大地提高發電效率。

目前市場上的太陽追蹤普遍采用單片機控制，太陽能追蹤系統多采用光感或者根據緯度、季節主動視日跟蹤的方式。單一采用這兩種方式的任何一種或者是二者的簡單結合，都難以達到光伏系統的精度要求，在聚光發電系統中這一點尤為突出。其次，目前市場上的太陽追蹤普遍沒有惡劣天氣的保護措施，很難保證系統在實際運行中的穩定性。

發明內容

為了解決背景技術中的問題，本發明提供了一種基于單片機控制的太陽能智能跟蹤控制系統，該系統實現高精度地追蹤太陽光，提高太陽光采集效率，并具有惡劣環境自我保護的功能。

本發明采用了下述技術方案：它包括光敏傳感器、單片機、電磁閥、液壓系統?、水平和豎直轉動機構，其特征是光敏傳感器連接單片機，單片機連接電磁閥，電磁閥連接液壓系統，液壓系統連接水平和豎直轉動機構，水平和豎直轉動機構連接太陽能板。

所述單片機內包括信號放大電路和AD轉化電路。

所述單片機連接實時時針模塊以實現根據時間調整太陽能板的角度，并且在停止系統工作。

所述單片機連接風力傳感模塊、無線通信模塊和LCD顯示模塊，使其能夠在惡劣天氣下實現自我保護和信息反饋，并實現人機交互。

通過太陽的光照角度來判斷太陽能板是否與太陽光垂直，再用MC9S12XS單片機控制使太陽能板跟蹤太陽，使其與太陽光始終保持垂直，確保太陽能板的采光效率總是達到最大值。其中利用基于單片機的控制實現自動跟蹤太陽的功能，通過光敏傳感器采集光強信息，經信號放大處理，AD轉化處理，傳輸給單片機進行電位分析對比，單片機再利用電位差的大小控制水平和豎直轉動機構的轉動，從而實現系統對太陽光的追蹤。其次本系統采用風力傳感模塊測量風力，再通過無線通信模塊將信息及時傳輸到監控設施，達到人機交互，使其能夠在惡劣天氣下實現自我保護和信息反饋。

本發明的有益效果：可實現裝置自動太陽跟蹤，極大地提高了太陽能采集板的采光效率，改變目前采光效率低下，制造成本卻不低的尷尬局面；系統采用風力傳感模塊和無線通訊模塊，提高了裝置的抗干擾能力，解決在惡劣天氣下設備損耗過大的問題。

附圖說明

圖1為本發明的示意圖；

圖2為本發明光電傳感原理圖；

圖3為本發明液壓驅動原理圖；

圖4為本發明時鐘電路原理圖；

圖5為本發明風力傳感原理圖；

圖中???1.光敏傳感器??2.信號放大電路??3.AD轉化電路??4.單片機??5.電磁閥??6.液壓系統??7.水平和豎直轉動機構??8.實時時針模塊??9.風力傳感模塊??10.LCD顯示模塊??11.無線通信模塊??12.太陽能板??91.發動機??92.齒輪箱??93.軸承??94.軸向振動傳感器??95.徑向振動傳感器。

具體實施方案

為了便于理解，以下結合優選實施方式并配合附圖進行詳細說明。

如圖1所示，一種基于單片機控制的太陽能智能跟蹤控制系統，包括光敏傳感器1、單片機4、電磁閥5、液壓系統6?、水平和豎直轉動機構7、實時時針模塊8、風力傳感模塊9、無線通信模塊11和LCD顯示模塊10，所述單片機4內包括信號放大電路2和AD轉化電路3，光敏傳感器1連接單片機4，單片機4連接電磁閥5，電磁閥5連接液壓系統6，液壓系統6連接水平和豎直轉動機構7，水平和豎直轉動機構7連接太陽能板12，單片機4還連接實時時針模塊8、風力傳感模塊9、無線通信模塊11和LCD顯示模塊10。通過光敏傳感器1采集光強信息，經信號放大電路2放大處理，AD轉化電路3進行AD轉化處理，傳輸給單片機4進行電位分析對比，單片機4再利用電位差的大小控制水平和豎直轉動機構7的轉動，從而實現系統對太陽光的追蹤。