[發(fā)明專(zhuān)利]一種智能跟蹤太陽(yáng)的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510540585.0
• 申請(qǐng)日: 2015-08-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105068563A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-11-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉豐
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 劉豐
• 主分類(lèi)號(hào): G05D3/12
• 分類(lèi)號(hào): G05D3/12
• 代理公司: 桂林市持衡專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 45107
• 代理人: 林培

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種跟蹤方法，特別是涉及一種智能跟蹤太陽(yáng)的方法。

背景技術(shù)

太陽(yáng)跟蹤方法可以用于各種太陽(yáng)能采集系統(tǒng)中，尤其是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)以及太陽(yáng)能熱水器中，可以有效提高太陽(yáng)能收集效率，高效的太陽(yáng)能跟蹤方法可以控制采集裝置與太陽(yáng)照射光垂直。

目前太陽(yáng)跟蹤方法有兩種，一種是主動(dòng)式跟蹤方法，即采用光敏器件感知太陽(yáng)光的強(qiáng)度來(lái)判斷太陽(yáng)方位。中國(guó)專(zhuān)利ZL200510094900.8公開(kāi)了一種基于跟蹤姿態(tài)反饋的太陽(yáng)跟蹤裝置及跟蹤方法。這種跟蹤方法包括利用經(jīng)度、緯度和日期時(shí)間計(jì)算當(dāng)?shù)靥?yáng)赤緯和時(shí)差，根據(jù)經(jīng)度、緯度、太陽(yáng)赤緯、時(shí)差和時(shí)刻實(shí)時(shí)計(jì)算太陽(yáng)方位角和高度角，高度角傳感器和方位角傳感器驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，利用閉環(huán)控制實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)跟蹤。這種跟蹤方法理論上能夠準(zhǔn)確地跟蹤太陽(yáng)的位置，但是實(shí)際情況是，由于地球大氣層厚，太陽(yáng)光在進(jìn)入大氣層時(shí)會(huì)發(fā)生折射，從而改變太陽(yáng)入射角度，這種折射效應(yīng)會(huì)對(duì)主動(dòng)跟蹤照成極大的誤差。另一種是被動(dòng)式跟蹤方法，中國(guó)專(zhuān)利201210004997.9公開(kāi)了一種自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)光線的方法及自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)。這種跟蹤方法利用兩組光電傳感器采集光照強(qiáng)度，控制器根據(jù)采集回來(lái)的光照差值驅(qū)動(dòng)電機(jī)往太陽(yáng)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)跟蹤太陽(yáng)。這種跟蹤方法的缺點(diǎn)是：一般的光敏器件都有較大的感光誤差；另外，光敏元器件常被灰塵遮蓋，使光敏元器件感光能力減弱；或者當(dāng)兩個(gè)光敏器件污染程度不同時(shí)，它們的輸出將形成一個(gè)固有的誤差，這種固有誤差會(huì)對(duì)被動(dòng)跟蹤照成極大的誤差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種智能跟蹤太陽(yáng)的方法，解決現(xiàn)有太陽(yáng)跟蹤方法跟蹤精度低的問(wèn)題。

本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案解決上述問(wèn)題：

一種智能跟蹤太陽(yáng)的方法，包括如下步驟；

步驟1，方法初始化，進(jìn)入時(shí)間等待，GPS衛(wèi)星數(shù)據(jù)獲取模塊獲取當(dāng)?shù)氐臅r(shí)間；

步驟2，對(duì)GPS衛(wèi)星數(shù)據(jù)獲取的時(shí)間進(jìn)行判斷，當(dāng)時(shí)間為黑夜，則返回時(shí)間等待步驟1，當(dāng)時(shí)間為白天，進(jìn)入步驟3；

步驟3，由光照傳感器獲取關(guān)照強(qiáng)度，并將光照強(qiáng)度傳出；

步驟4，判斷光照傳感器所獲取關(guān)照強(qiáng)度，當(dāng)光照強(qiáng)度小于1萬(wàn)(lx)勒克司，不做處理并返回時(shí)間等待步驟1，當(dāng)光照強(qiáng)度大于1萬(wàn)(lx)勒克司，進(jìn)入步驟5；

步驟5，GPS衛(wèi)星數(shù)據(jù)獲取模塊獲取當(dāng)?shù)氐牡乩砦恢玫木暥取⑻?yáng)赤緯和時(shí)角；

步驟6，根據(jù)GPS衛(wèi)星數(shù)據(jù)獲取模塊獲取當(dāng)?shù)氐牡乩砦恢玫木暥取⑻?yáng)赤緯和時(shí)角，選定一定算式算出太陽(yáng)高度角和太陽(yáng)方位角；

步驟7，驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，根據(jù)太陽(yáng)高度角和太陽(yáng)方位角，調(diào)整太陽(yáng)能板方向；

步驟8，進(jìn)入光控部分，雙光照傳感器分別獲取光照強(qiáng)度；

步驟9，對(duì)雙光照傳感器分別所獲取光照強(qiáng)度的兩個(gè)數(shù)值進(jìn)行比較；

步驟10，根據(jù)步驟9的數(shù)值比較，當(dāng)兩數(shù)值差不在設(shè)定誤差范圍內(nèi)時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)入步驟7；

步驟11，根據(jù)步驟9的數(shù)值比較，當(dāng)量數(shù)值差在設(shè)定誤差范圍內(nèi)時(shí)，電機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)，退出光控進(jìn)入時(shí)間等待步驟1。

上述方案優(yōu)選的，所述步驟6中，選定的算式是

sinH＝sinφsinδ+cosφcosδcost

cosA＝(sinφsinδ-sinδ)/cosHcosφ

其中φ為當(dāng)?shù)氐牡乩砦恢玫木暥龋臑樘?yáng)赤緯，t為時(shí)角，經(jīng)上式可算出太陽(yáng)太陽(yáng)高度角H和太陽(yáng)方位角A。

為獲取不同方向的太陽(yáng)光，上述方案優(yōu)選的，所述步驟8中，雙光照傳感器位置為東西走向。

上述方案優(yōu)選的，所述等待時(shí)間為十分鐘。

上述方案優(yōu)選的，所述該系統(tǒng)的控制方法為閉環(huán)控制法。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與效果是：

本發(fā)明提供一種智能跟蹤太陽(yáng)的方法，根據(jù)GPS衛(wèi)星數(shù)據(jù)獲取模塊獲取當(dāng)?shù)氐牡乩砦恢玫木暥取⑻?yáng)赤緯和時(shí)角，通過(guò)算式算出太陽(yáng)高度角和太陽(yáng)方位角，驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)使太陽(yáng)板跟蹤太陽(yáng)，達(dá)到主動(dòng)式跟蹤；再根據(jù)光照傳感器獲取不同方向光照強(qiáng)度，對(duì)光照強(qiáng)度對(duì)比分析，進(jìn)一步驅(qū)動(dòng)電機(jī)微調(diào)，達(dá)到被動(dòng)式跟蹤，使太陽(yáng)板跟中太陽(yáng)更加準(zhǔn)確，實(shí)時(shí)與太陽(yáng)光保持垂直，解決現(xiàn)有跟蹤太陽(yáng)精度低的問(wèn)題的問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明流程圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

一種智能跟蹤太陽(yáng)的方法，包括如下步驟：

步驟1，選定一個(gè)根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡乩砦恢玫木暥取⑻?yáng)赤緯和時(shí)角，算出太陽(yáng)高度角和太陽(yáng)方位角

sinH＝sinφsinδ+cosφcosδcost