全天候太陽方位跟蹤方法及裝置的制造方法
【專利說明】
[0001]技術領域:
本發(fā)明涉及一種方位跟蹤技術，特別是太陽直射光跟蹤技術。
[0002]【背景技術】:
本領域技術人員都知道，直射時獲得的太陽輻射最強。受太陽光隨著時間及季節(jié)的變化，其照射的角度的變化是三維的變化，而且，太陽光受大氣及云層的影響，照射在太陽能電池板上的光的強度也是隨時變化的，因此，很難確定該太陽光是否是直射光，這種情況下，依據(jù)太陽光的強度來控制太陽能電池板的姿態(tài)使太陽光能直射太陽能電池板是很困難的，因此，現(xiàn)有的普遍使用的太陽能電池板一般是固定不動的，是不能自動追尋太陽改變角度，即使有些具有跟蹤功能的太陽能電池板，也僅是依據(jù)固定的二維的運動軌跡來轉(zhuǎn)動太陽能電池板，使其能迎著太陽光，即使如此，也不能保證太陽光能直射到太陽能電池板上。
[0003]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明的發(fā)明目的在于提供一種能有效跟蹤太陽光線照射方位的全天候太陽方位跟蹤方法及裝置。-
本發(fā)明全天候太陽方位跟蹤方法是這樣實現(xiàn)的，以陳列分布在正方形四邊的4b-4個光敏元件，η ^ 2，橫向和豎向相鄰的光敏元件間設置有隔板，太陽光線以一定角度斜射向光敏元件時，在隔板的作用下，各個光敏元件會獲得不同大小的相對感光量，導致各個光敏元件具有不同的電阻值，通過測量各個光敏元件的電阻值就能獲得各個光敏元件的相對感光量，依據(jù)各個光敏元件所獲得的相對感光量及其在陳列中的位置，就能獲得太陽相對于陳列分布的光敏元件的方位及太陽光線與陳列分布的光敏元件的檢測面間的夾角。
[0004]這里，以陳列分布在正方形四邊的4b_4個光敏元件設置在機架或者太陽能電池板上，機架由二軸以上的多維驅(qū)動器驅(qū)動，太陽能電池板固定在機架上，依據(jù)所獲得的太陽的方位及太陽光線與陳列分布的光敏元件的檢測面間的夾角，通過驅(qū)動二軸以上驅(qū)動的的多維驅(qū)動器使太陽能電池板與太陽光垂直。
[0005]本發(fā)明的全天候太陽方位跟蹤裝置包括基板、以陳列分布在正方形四邊的4b_4個光敏元件，^ 2，橫向和豎向相鄰的光敏元件間設置有隔板。
[0006]這里，設置有由二軸以上驅(qū)動的的多維驅(qū)動器、由多維驅(qū)動器驅(qū)動的機架、固定在機架上的太陽能電池板、微電腦控制器，帶有光敏元件的基板固定在機架或者太陽能電池板上，各個光敏元件的電信號輸出與微電腦控制器的相應的電信號輸入相連，微電腦控制器的控制電信號輸出與多維驅(qū)動器的控制電信號輸入相連。
[0007]工作時，在隔板的作用下，太陽光線以不同角度斜射向光敏元件，各個光敏元件會獲得不同大小的相對感光量，依據(jù)各個光敏元件所獲得的相對感光量及其在陳列中的位置，通過微電腦控制器就能算出太陽相對于太陽能電池板的方位及太陽光線與太陽能電池板間的夾角，然后，通過微電腦控制器控制多維驅(qū)動器轉(zhuǎn)動，使太陽能電池板與直射太陽光線垂直。
[0008]本發(fā)明與已有技術相比，具有能有效跟蹤太陽光線照射方位的優(yōu)點。
[0009]【附圖說明】: 圖1為本發(fā)明的結構示意圖；
圖2為圖1A點的局部立體圖；
圖3多維驅(qū)動器的結構示意圖；
圖4為電路控制原理圖；
圖5為微電腦控制器的CPU電路圖；
圖6為多維驅(qū)動器控制電路圖；
圖7為指南針模塊電路圖。
[0010]【具體實施方式】:
現(xiàn)結合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步詳細描述:
如圖1所示，本發(fā)明的全天候太陽方位跟蹤裝置包括基板1、以陳列分布在正方形四邊的4b-4個光敏元件2，^ 2，橫向和豎向相鄰的光敏元件間設置有隔板3。
[0011]這里，η最好是3，米用4塊2 —3 (一般是2.5)厘米左右尚度的隔板3，2塊橫，2塊豎，垂直放置在太陽能電池板所在的平面，形成9個小隔間。在這9個小隔間內(nèi)除中間的小隔間分別放置光敏電阻2。如此，這8個光敏電阻均相互被隔板3分隔，形成光敏元件的陣列結構。并且光敏元件陣列在太陽能電池板所在的平面上，隨著太陽能電池板的移動而移動。光敏電阻D1，D8，D7為一組；光敏電阻D3，D4，D5為另一組。這兩組呈東西方向用于檢測太陽方位角的變化。
[0012]光敏電阻D1，D2，D3為一組；光敏電阻D7，D6，D5為另一組。這兩組呈南北方向用于檢測太陽高度角的變化。
[0013]太陽能電池板東西方向上的偏移:
當太陽光在太陽電池板的東西方向上略有偏移的時候，如太陽光照射在光敏電阻D3，D4，D5這一組上，而在另一邊光敏電阻(D1，D8，D7這一組)由于擋板的作用形成陰影而減弱光強，從而使這兩組的光敏電阻感光量不等，總會有電阻值:D3>D1;D4>D8;D5>D7;這使光敏電阻輸出的兩端電壓不同。
[0014]經(jīng)STC12C5A60S2單片機(微電腦控制器)進行電壓的采集，然后單片機將采集到各光敏電阻電壓進行轉(zhuǎn)換，換算出這兩組光敏電阻的電壓差值方向和大小后，控制水平方向的電機往光感量強的那一組光敏電阻的方向移動。直到檢測太陽方位角的兩組光敏電阻的光感量在誤差范圍內(nèi)相等(D3=D1; D4=D8; D5=D7)，則電機停止。此時太陽光在太陽能板的東西方向上沒有偏移。
[0015]太陽能電池板南北方向上的偏移:
當太陽光在太陽電池板的南北方向上略有偏移的時候，如太陽光照射在光敏電阻D1，D2，D3這一組上，而在另一邊光敏電阻(D7，D6，D5這一組)由于擋板的作用形成陰影而減弱光強，從而使這兩組的光敏電阻感光量不等，總會有電阻值:D1>D7;D2>D6;D3>D5;這使光敏電阻輸出的兩端電壓不同。
[0016]經(jīng)STC12C5A60S2單片機進行電壓的采集，然后單片機將采集到各光敏電阻電壓進行轉(zhuǎn)換，換算出這兩組光敏電阻的電壓差值方向和大小后，控制垂直方向的電機往光感量強的那一組光敏電阻的方向移動。直到檢測太陽高度角的兩組光敏電阻的光感量在誤差范圍內(nèi)相等(D3=D1; D4=D8; D5=D7)，則電機停止。此時太陽光在太陽能板的南北方向上沒有偏移。
[0017]太陽光在太陽能電池板上沒有偏移:
當太陽能板經(jīng)過東西方向的調(diào)整和南北方向的調(diào)整后，太陽光垂直照射在太陽能電池板上，同時也垂直照射光敏元件檢測陣列，此時光敏元件陣列上所有的光敏電阻的感光量在一定的誤差范圍內(nèi)均相等，經(jīng)單片機采集檢測后，所有光敏電阻的電壓值在誤差范圍內(nèi)均相等，便得知太陽光垂直于太陽能板，太陽能板沒有發(fā)生偏移。此時水平方向和垂直方向的電機均不動作。
[0018]這樣，既精確有效地檢測太陽相對于陳列分布的光敏元件的方位及太陽光線與陳列分布的光敏元件的檢測面間的夾角，同時，檢測面又不會很大。
[0019]如圖1、2、3、4、5所示，設置有由動力為步進電機的二軸以上驅(qū)動的的多維驅(qū)動器4、由多維驅(qū)動器4驅(qū)動的機架5、固定在機架5上的太陽能電池板6、微電腦控制器7，帶有光敏元件2的基板1固定在機架5或者太陽能電池板6上，各個光敏元件2的電信號輸出與微電腦控制器7的相應的電信號輸入相連，微電腦控制器7的控制電信號輸出與多維驅(qū)動器4的控制電信號輸入相連。
[0020]設置有指南針模塊8，指南針模塊8的電信號輸出與微電腦控制器7的電信號輸入相連，采用指南