[發(fā)明專利]一種陽光角度測定裝置及其測定方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201911039108.0
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN110608715A
• 公開（公告）日: 2019-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 侯雷鳴;張棟
• 申請（專利權(quán)）人: 長安大學(xué)
• 主分類號: G01C1/00
• 分類號: G01C1/00;G05D3/12
• 代理公司: 61200 西安通大專利代理有限責任公司
• 代理人: 房鑫

本發(fā)明公開了一種陽光角度測定裝置及其測定方法，測定裝置包括太陽能電池組件，太陽能電池組件由互成角度的兩塊太陽能電池板組成，太陽能電池板同時連接低速精密電機，低速精密電機根據(jù)不同的太陽能電池板產(chǎn)生不同的電壓差值，驅(qū)動太陽能電池組件朝著最佳的照射位置轉(zhuǎn)動，低速精密電機的尾端連接旋轉(zhuǎn)編碼器，旋轉(zhuǎn)編碼器輸出脈沖信號，通過控制器讀取脈沖信號獲得太陽能電池組件的轉(zhuǎn)動角度，即陽光最佳照射位置的方向和角度。相較于現(xiàn)有的其他追蹤系統(tǒng)，本發(fā)明陽光角度測定裝置結(jié)構(gòu)簡單，造價低，該測定方法可以實現(xiàn)太陽能角度測定的閉環(huán)控制，控制環(huán)節(jié)少，控制精度高且誤差較小。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于太陽能利用領(lǐng)域，具體涉及一種陽光角度測定裝置及其測定方法。

背景技術(shù)

太陽能電池板用于將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，為了提高太陽能轉(zhuǎn)換效率，往往在太陽能電池板的底部配置跟蹤裝置及驅(qū)動裝置，跟蹤裝置及驅(qū)動裝置在不同的時間段驅(qū)動太陽能電池板轉(zhuǎn)動一定角度。在轉(zhuǎn)動過程中，轉(zhuǎn)動角度的方向及大小往往不能準確測定，故需要一種能精確測定太陽能的最佳照射利用角度的裝置和方法，使太陽能電池板的利用率發(fā)揮最佳效果。

現(xiàn)有關(guān)于太陽能照射角度測定的方案有“GPS定位”、“四象限光電式”和“光敏元件控制器”等，而GPS定位不僅系統(tǒng)成本高而且角度調(diào)整不能隨區(qū)域氣象條件實際調(diào)整；一般的“四象限光電式”跟蹤精度較低；“光敏元件控制”信號處理環(huán)節(jié)較多，誤差較大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)對太陽能最佳照射利用角度不能精確測量的問題，提供一種陽光角度測定裝置及其測定方法，裝置成本低且控制環(huán)節(jié)少、控制精度高。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明陽光角度測定裝置有如下的技術(shù)方案：包括太陽能電池組件，太陽能電池組件由互成角度的兩塊太陽能電池板組成，太陽能電池板同時連接低速精密電機，低速精密電機根據(jù)不同的太陽能電池板產(chǎn)生不同的電壓差值，驅(qū)動太陽能電池組件朝著最佳的照射位置轉(zhuǎn)動，低速精密電機的尾端連接旋轉(zhuǎn)編碼器，旋轉(zhuǎn)編碼器輸出脈沖信號，通過控制器讀取脈沖信號獲得太陽能電池組件的轉(zhuǎn)動角度，即陽光最佳照射位置的方向和角度。

作為優(yōu)選，本發(fā)明陽光角度測定裝置的一種實施例中，太陽能電池組件中的兩塊太陽能電池板的負極相連，正極分別接入低速精密電機。

作為優(yōu)選，本發(fā)明陽光角度測定裝置的一種實施例中，太陽能電池組件封裝在一個固定尺寸的透明玻璃四方體當中，太陽能電池組件通過聯(lián)軸器與低速精密電機連接。

作為優(yōu)選，本發(fā)明陽光角度測定裝置的一種實施例中，所述的低速精密電機為雙向旋轉(zhuǎn)電機，根據(jù)不同太陽能電池板產(chǎn)生的電壓差值正負進行順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)。

作為優(yōu)選，本發(fā)明陽光角度測定裝置的一種實施例中，所述的低速精密電機能夠驅(qū)動太陽能電池組件以0.3°/秒的精度進行旋轉(zhuǎn)。

本發(fā)明還提供了一種陽光角度測定方法，包括以下步驟：

首先通過不同的太陽能電池板接收陽光，如果太陽能電池板沒有處于陽光最佳照射角度，不同的太陽能電池板產(chǎn)生電壓之間出現(xiàn)差值，低速精密電機在電壓差值的驅(qū)動下輸出力矩，使太陽能電池組件朝著最佳的照射位置轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)編碼器輸出脈沖信號，控制器讀取脈沖信號獲得太陽能電池組件的轉(zhuǎn)動角度，得到最佳照射位置的方向和角度。

在本發(fā)明陽光角度測定方法當中，太陽能電池組件越接近陽光最佳照射位置，不同的太陽能電池板產(chǎn)生電壓的差值越小，低速精密電機的輸出轉(zhuǎn)速越低。