專利名稱：一種主動跟蹤太陽光照的系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及太陽能運(yùn)用領(lǐng)域，具體是一種應(yīng)用天文地理的理 念，實(shí)現(xiàn)對太陽光照精準(zhǔn)跟蹤和移動中跟蹤的系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
目前的太陽光的跟蹤技術(shù)只是一般意義上的被動跟蹤。有方位跟 蹤，方位和天頂角跟蹤。它表現(xiàn)在系統(tǒng)的運(yùn)行誤差大，精度低。如果 用于需要聚光的場合，面對時刻運(yùn)動的太陽，準(zhǔn)確聚焦就是一個不可 逾越的障礙。尤其是在世界各地不同時區(qū)，不同經(jīng)煒度，南半球和北 半球等地區(qū)使用時，這樣的系統(tǒng)產(chǎn)生的積累誤差就相應(yīng)增大，不能夠 自動的精確調(diào)整，不利于在聚光場合的使用，也就失去了跟蹤聚光的 價值。若遇到陣雨或者多云的天氣，系統(tǒng)就無法正常運(yùn)行。對于使用 在南半球或者北半球時，同樣會出現(xiàn)相反的運(yùn)行結(jié)果。整個系統(tǒng)成本 就會居高不下，不利于大規(guī)模的推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述技術(shù)缺陷，本發(fā)明旨在提供一種能夠自動精準(zhǔn)跟蹤太陽、 光照的系統(tǒng)和方法。
本發(fā)明的一種主動跟蹤太陽光照的系統(tǒng)，包括以下組件
a、信息采集邏輯運(yùn)算處理中心，釆集并處理當(dāng)?shù)氐牡乩?、時間 信息以及相關(guān)光強(qiáng)、溫度、風(fēng)速風(fēng)向信號，發(fā)出相應(yīng)的控制和檢測指入信息釆集邏輯運(yùn)算處理中心；光傳感器，釆集與處理光強(qiáng)度信號并
輸入信息釆集邏輯運(yùn)算處理中心；溫度感器，釆集與處理光強(qiáng)度信號 并輸入信息釆集邏輯運(yùn)算處理中心；風(fēng)速風(fēng)向傳感器，釆集與處理風(fēng) 速風(fēng)向信號并輸入信息釆集邏輯運(yùn)算處理中心；
c、 信息顯示裝置，人機(jī)交互信息顯示；
d、 三維跟蹤控制與執(zhí)行機(jī)構(gòu)，通過與信息釆集邏輯運(yùn)算處理中 心的數(shù)據(jù)交往實(shí)現(xiàn)太陽光照的跟蹤。
所述系統(tǒng)還包括衛(wèi)星授時及定位信息接口 ，用于移動中的物體和 裝置，精準(zhǔn)的跟蹤太陽。
本發(fā)明的一種主動跟蹤太陽光照的方法，包括以下步驟
a、 先確認(rèn)追蹤地點(diǎn)所屬于半球，連同本地平太陽時時間、地理 經(jīng)緯度等信息輸入信息釆集邏輯運(yùn)算處理中心；
b、 信息釆集邏輯運(yùn)算處理中心利用太陽系行星與恒星之間的相 對位置和相互運(yùn)行的規(guī)律所建立起的赤道面和黃道面的函數(shù)數(shù)學(xué)模 型，求出上述輸入信息的真黃赤交角，將黃道坐標(biāo)轉(zhuǎn)到赤道，再計算 本地地平坐標(biāo)，以求解出本地的太陽方位角和天頂角數(shù)值；
c、 信息采集邏輯運(yùn)算處理中心將其收集的相關(guān)光強(qiáng)、溫度、凡 速風(fēng)向信號結(jié)合上述太陽方位角和天頂角數(shù)值，向三維跟蹤控制與執(zhí) 行機(jī)構(gòu)發(fā)出相應(yīng)控制和檢測指令，指示其達(dá)到既定的方向和位置。
所述步驟a釆用衛(wèi)星授時和定位的方式，將本地平太陽時時間、 地理經(jīng)緯度等信息輸入信息釆集邏輯運(yùn)算處理中心。本發(fā)明的技術(shù)方法。首先可以在地球的任意地理位置，根據(jù)當(dāng)?shù)?的時間，精準(zhǔn)的計算出任意行星每時每刻通過當(dāng)?shù)氐倪\(yùn)動軌跡。不論 在南半球或者在北半球，它都能夠通用。當(dāng)時用于聚光的場合，它時 時刻刻都處于跟蹤狀態(tài)，保持焦距不變，匯聚準(zhǔn)確。在陰雨天、陣， 天、多云天氣，除了伺服跟蹤太陽的運(yùn)行軌跡以夕卜，還要根據(jù)當(dāng)?shù)氐?光照情況，靈活地跟隨光線照射強(qiáng)烈的方向運(yùn)動，用于移動中的物體 和裝置，精準(zhǔn)的跟蹤太陽。


附圖1為本發(fā)明系統(tǒng)流程示意圖
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的一種主動跟蹤太陽光照的系統(tǒng)，包括以下組件
a、 信息釆集邏輯運(yùn)算處理中心，釆集并處理當(dāng)?shù)氐牡乩怼r間 信息以及相關(guān)光強(qiáng)、溫度、風(fēng)速風(fēng)向信號，發(fā)出相應(yīng)的控制和檢測指
b、 地理、時間信息輸入接口，將當(dāng)?shù)氐牡乩硇畔⒑蜁r間信息輸 入信息采集邏輯運(yùn)算處理中心；光傳感器，采集與處理光強(qiáng)度信號并 輸入信息釆集邏輯運(yùn)算處理中心；溫度感器，釆集與處理光強(qiáng)度信號
并輸入信息釆集邏輯運(yùn)算處理中心；風(fēng)速風(fēng)向傳感器，釆集與處理風(fēng) 速風(fēng)向信號并輸入信息采集邏輯運(yùn)算處理中心；
c、 信息顯示裝置，人機(jī)交互信息顯示；
d、 三維跟蹤控制與執(zhí)行機(jī)構(gòu)，通過與信息采集邏輯運(yùn)算處理中 心的數(shù)據(jù)交往實(shí)現(xiàn)太陽光照的跟蹤。在本具體實(shí)施例中，所述系統(tǒng)還包括衛(wèi)星授時及定位信息接口 ， 用于移動中的物體和裝置，精準(zhǔn)的跟蹤太陽。
本發(fā)明的一種主動跟蹤太陽光照的方法，包括以下步驟 a、先確認(rèn)追蹤地點(diǎn)所屬于半球，連同本地時間信息輸入信息釆 集邏輯運(yùn)算處理中心；
b 、信息釆集邏輯運(yùn)算處理中心利用太陽系行星與恒星之間的相 對位置和相互運(yùn)行的規(guī)律所建立起的赤道面和黃道面的函數(shù)數(shù)學(xué)模 型，求出上述輸入信息的真黃赤交角，將黃道坐標(biāo)轉(zhuǎn)到赤道，再計算 本地地平坐標(biāo)，以求解出本地的太陽方位角和天頂角數(shù)值；
c、信息采集邏輯運(yùn)算處理中心將其收集的相關(guān)光強(qiáng)、溫度、風(fēng) 速風(fēng)向信號結(jié)合上述太陽方位角和天頂角數(shù)值，向三維跟蹤控制與執(zhí) 行機(jī)構(gòu)發(fā)出相應(yīng)控制和檢測指令，指示其達(dá)到既定的方向和位置。 本發(fā)明的技術(shù)方法。首先可以在地球的任意地理位置，根據(jù)當(dāng)?shù)氐臅r 間，精準(zhǔn)的計算出任意行星每時每刻通過當(dāng)?shù)氐倪\(yùn)動軌跡。不論在南 半球或者在北半球，它都能夠通用。當(dāng)時用于聚光的場合，它時時刻 刻都處于跟蹤狀態(tài)，保持焦距不變，匯聚準(zhǔn)確。在陰雨天、陣雨天、 多云天氣，除了伺服跟蹤太陽的運(yùn)行軌跡以外，還要根據(jù)當(dāng)?shù)氐墓庹?情況，靈活地跟隨光線照射強(qiáng)烈的方向運(yùn)動。
在本具體實(shí)施例中，所述步驟a釆用衛(wèi)星授時和定位的方式，將
本地平太陽時時間、地理經(jīng)緯度等信息輸入信息釆集邏輯運(yùn)算處理中 心。信息采集邏輯運(yùn)算處理中心將衛(wèi)星授時及定位信息進(jìn)行解碼與轉(zhuǎn) 換，用于移動中的物體和裝置，精準(zhǔn)的跟蹤太陽。本發(fā)明的方法是主動型的跟蹤。在世界任意地點(diǎn)使用本方法，只 須向系統(tǒng)輸入當(dāng)?shù)氐牡乩斫?jīng)緯度和時間信息，對系統(tǒng)進(jìn)行初始化的操 作，系統(tǒng)就會對這些信息自動的運(yùn)算處理，調(diào)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作，計算
的精度為±0.001。。
權(quán)利要求
1、一種主動跟蹤太陽光照的系統(tǒng)，其特征在于包括以下組件a、信息采集邏輯運(yùn)算處理中心，采集并處理當(dāng)?shù)氐牡乩怼r間信息以及相關(guān)光強(qiáng)、溫度、風(fēng)速風(fēng)向信號，發(fā)出相應(yīng)的控制和檢測指令；b、地理、時間信息輸入接口，將當(dāng)?shù)氐牡乩硇畔⒑蜁r間信息輸入信息采集邏輯運(yùn)算處理中心；光傳感器，采集與處理光強(qiáng)度信號并輸入信息采集邏輯運(yùn)算處理中心；溫度感器，采集與處理光強(qiáng)度信號并輸入信息采集邏輯運(yùn)算處理中心；風(fēng)速風(fēng)向傳感器，采集與處理風(fēng)速風(fēng)向信號并輸入信息采集邏輯運(yùn)算處理中心；c、信息顯示裝置，人機(jī)交互信息顯示；d、三維跟蹤控制與執(zhí)行機(jī)構(gòu)，通過與信息采集邏輯運(yùn)算處理中心的數(shù)據(jù)交往實(shí)現(xiàn)太陽光照的跟蹤。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于還包括衛(wèi)星授時及 定位信息接口，用于移動中的物體和裝置，精準(zhǔn)的跟蹤太陽。
3、 一種主動跟蹤太陽光照的方法，其特征在于以下步驟a、 先確認(rèn)追蹤地點(diǎn)所屬于半球，連同本地平太陽時時間、地理 經(jīng)緯度等信息輸入信息采集邏輯運(yùn)算處理中心；b、 信息采集邏輯運(yùn)算處理中心利用太陽系行星與恒星之間的相 對位置和相互運(yùn)行的規(guī)律所建立起的赤道面和黃道面的函數(shù)數(shù)學(xué)模 型，求出上述輸入信息的真黃赤交角，將黃道坐標(biāo)轉(zhuǎn)到赤道，再計算 本地地平坐標(biāo)，以求解出本地的太陽方位角和天頂角數(shù)值；c、 信息采集邏輯運(yùn)算處理中心將其收集的相關(guān)光強(qiáng)、溫度、風(fēng)速風(fēng)向信號結(jié)合上述太陽方位角和天頂角數(shù)值，向三維跟蹤控制與執(zhí) 行機(jī)構(gòu)發(fā)出相應(yīng)控制和檢測指令，指示其達(dá)到既定的方向和位置。
4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述步驟a采用衛(wèi)星授時和定位的方式，將本地平太陽時時間、地理經(jīng)緯度等信息輸入 信息釆集邏輯運(yùn)算處理中心。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種能夠自動精準(zhǔn)跟蹤太陽光照的系統(tǒng)和方法，是利用當(dāng)?shù)氐牡乩硇畔⒑蜁r域信息，以及黃道面、赤道面與地平面的相互作用關(guān)系，解決在世界各地，不同時區(qū)，不同經(jīng)緯度，南半球和北半球等地區(qū)使用準(zhǔn)確跟蹤的問題；此外，還能根據(jù)當(dāng)?shù)氐墓庹涨闆r，靈活地跟隨光線照射強(qiáng)烈的方向運(yùn)動，還可以根據(jù)衛(wèi)星發(fā)射的授時信息和定位信息，改變?yōu)閯討B(tài)的陽光跟蹤系統(tǒng)，用于移動中的物體和裝置，精準(zhǔn)的跟蹤太陽。
文檔編號G05D3/12GK101592959SQ20091010722
公開日2009年12月2日 申請日期2009年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月5日
發(fā)明者李姝江 申請人:李姝江