專利名稱：太陽光線自動跟蹤裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種太陽光線自動跟蹤裝置，特別涉及一種用于調(diào)整光伏電池支 架方位角和高度角的太陽光線自動跟蹤裝置。
背景技術(shù)：
太陽能是未來人類將主要依賴的能源之一，取之不盡用之不竭，而且是綠色可再 生能源，不會造成環(huán)境污染。因此，對太陽能的如何利用的研究顯得尤為重要。原有的太陽 能發(fā)電時將光伏電池支架朝南傾斜一定角度固定設(shè)置。當(dāng)太陽光線垂直照射到光伏電池表 面時，光伏電池接收的能量最強(qiáng)，而太陽光線的方向在一天之內(nèi)，不僅方位角要自東向西發(fā) 生變化，高度角也會從小到大，再從大到小發(fā)生變化，方位角和高度角均固定的光伏電池?zé)o 法一直最大限度地接收輻射光線，大大降低了發(fā)電效率，無形中提高了成本。之后通過技術(shù)的改進(jìn)，出現(xiàn)了太陽光線自動跟蹤裝置，為光伏電池支架安裝方位 角調(diào)節(jié)裝置和高度角調(diào)節(jié)裝置，實現(xiàn)光伏電池支架角度可變，提高了發(fā)電效率，但是光線傳 感器的設(shè)置不夠合理，只能使光伏電池朝向光照強(qiáng)烈的一方，仍然不能保持太陽光線的垂 直入射。因此，需要一種太陽光線自動跟蹤裝置，對光線傳感器作出改進(jìn)，能夠根據(jù)光線方 位角和高度角的改變，即時調(diào)節(jié)光伏電池的角度，使太陽光線始終垂直照射到光伏電池上， 進(jìn)一步提高光伏電池的發(fā)電效率，降低太陽能發(fā)電的成本。

實用新型內(nèi)容有鑒于此，本實用新型提供一種太陽光線自動跟蹤裝置，對光線傳感器作出改進(jìn)， 能夠根據(jù)光線方位角和高度角的改變，即時調(diào)節(jié)光伏電池的角度，使太陽光線始終垂直照 射到光伏電池上，進(jìn)一步提高光伏電池的發(fā)電效率，降低太陽能發(fā)電的成本。本實用新型的太陽光線自動跟蹤裝置，包括控制系統(tǒng)、底座、設(shè)置于底座上的光伏 電池支架以及光伏電池支架的方位角調(diào)節(jié)裝置和高度角調(diào)節(jié)裝置，所述控制系統(tǒng)包括光線 傳感器和單片機(jī)，所述光線傳感器包括垂直于光伏電池支架板面設(shè)置的圓筒形筒體，筒體 底端與一底板固定連接，筒體頂端沿內(nèi)圓周向固定設(shè)置一凸透鏡，與筒體內(nèi)腔對應(yīng)的底板 上沿筒體軸線周向均布設(shè)置四個光敏電阻組成電橋I，與筒體外部對應(yīng)的的底板上沿筒體 軸線周向均布設(shè)置四個光敏電阻組成電橋II，筒體頂端外圓表面沿軸線周向均布設(shè)置四個 光敏電阻組成電橋III，電橋I、電橋II和電橋III的信號輸出端分別與單片機(jī)的信號輸入 端連接，單片機(jī)的指令輸出端與方位角調(diào)節(jié)裝置和高度角角調(diào)節(jié)裝置的指令輸入端分別連 接。進(jìn)一步，所述方位角調(diào)節(jié)裝置包括轉(zhuǎn)盤和轉(zhuǎn)盤驅(qū)動裝置，高度角調(diào)節(jié)裝置為氣缸， 轉(zhuǎn)盤水平設(shè)置于底座上與底座轉(zhuǎn)動配合，轉(zhuǎn)盤驅(qū)動裝置設(shè)置有繞轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的圓周運(yùn)動 動力輸出端，圓周運(yùn)動動力輸出端與轉(zhuǎn)盤沿圓周方向固定配合；所述光伏電池支架的一板 邊與轉(zhuǎn)盤鉸接，下板面通過氣缸與轉(zhuǎn)盤連接，形成可繞鉸接軸轉(zhuǎn)動的斜面結(jié)構(gòu)；[0008]進(jìn)一步，電橋III、電橋II和電橋I的靈敏度依次增加；進(jìn)一步，所述光伏電池支架上固定設(shè)置光伏電池陣列。本實用新型的有益效果通過與三組電橋相互配合，單片機(jī)接收光線的方位角和高度角信號，通過運(yùn)算后控制光伏電池的方位角調(diào)節(jié)裝置和高度角調(diào)節(jié)裝置，調(diào)整光伏電 池的角度使其與入射光線垂直，最大程度的利用光照強(qiáng)度，提高發(fā)電效率，降低太陽能發(fā)電 成本。
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步描述。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)主視圖；圖2為本實用新型的結(jié)構(gòu)左視圖；圖3為本實用新型光線傳感器的結(jié)構(gòu)剖視圖；圖4為圖3的A-A向剖視圖。
具體實施方式
圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)主視圖；圖2為本實用新型的結(jié)構(gòu)左視圖；圖3為本實用 新型光線傳感器的結(jié)構(gòu)剖視圖；圖4為圖3的A-A向剖視圖。如圖所示本實施例的太陽光 線自動跟蹤裝置，包括控制系統(tǒng)、水平設(shè)置的底座1、設(shè)置于底座1上的光伏電池支架2，以 及光伏電池支架2的方位角調(diào)節(jié)裝置和高度角調(diào)節(jié)裝置，光伏電池支架2上固定設(shè)置光伏 電池陣列，方位角調(diào)節(jié)裝置和高度角調(diào)節(jié)裝置分別各自的驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動光伏電池支架2作 方位角和高度角的改變。所述控制系統(tǒng)包括光線傳感器和單片機(jī)，光線傳感器包括垂直于 光伏電池支架2板面設(shè)置的圓筒形筒體3，筒體3底端與一底板4固定連接，底板可以與光 伏電池支架集成為一體，也可以通過可拆卸的方式，如采用螺栓、螺釘與光伏電池支架固定 連接，光線傳感器在光伏電池支架上的安裝位置可根據(jù)美觀和安裝方便的需要確定；與筒 體3頂端沿內(nèi)圓周向固定設(shè)置一凸透鏡5，與筒體3內(nèi)腔對應(yīng)的底板4上沿筒體軸線周向均 布設(shè)置四個光敏電阻組成電橋I 6，與筒體3外部對應(yīng)的的底板4上沿筒體軸線周向均布 設(shè)置四個光敏電阻組成電橋II 7，筒體3頂端外圓表面沿軸線周向均布設(shè)置四個光敏電阻 組成電橋1118，電橋I 6、電橋II 7和電橋III 8的信號輸出端分別與單片機(jī)的信號輸入 端連接，單片機(jī)的指令輸出端與方位角調(diào)節(jié)裝置和高度角角調(diào)節(jié)裝置的指令輸入端分別連 接。當(dāng)光伏電池與光線偏角較大時，筒體外的光敏電阻發(fā)揮作用，電橋III和電橋II用于 粗調(diào)，將接收到的光照強(qiáng)度信號轉(zhuǎn)換為電信號，輸入到單片機(jī)中，依靠單片機(jī)控制方位角調(diào) 節(jié)裝置和高度角調(diào)節(jié)裝置較快速的改變光伏電池支架的方位角和高度角，使光伏電池朝向 光照較強(qiáng)的方向，再利用電橋I進(jìn)行微調(diào)，當(dāng)有平行光直射筒體頂端端面時，經(jīng)過凸透鏡折 射后的光剛好可以將筒的下底面全部照亮，在底板上電橋I四個方向的光敏電阻會隨光斑 移動改變阻值，當(dāng)光線出現(xiàn)較小偏差時，筒內(nèi)光斑會發(fā)生較大幅度移動，內(nèi)部光敏電阻電阻 顯著變化，相比電橋II和電橋III精度更高，可以調(diào)節(jié)光伏電池板面與入射光線垂直。本實施例中，所述方位角調(diào)節(jié)裝置包括轉(zhuǎn)盤9和轉(zhuǎn)盤驅(qū)動裝置，高度角調(diào)節(jié)裝置 為氣缸10，轉(zhuǎn)盤9水平設(shè)置于底座1上與底座1轉(zhuǎn)動配合，轉(zhuǎn)盤驅(qū)動裝置設(shè)置有繞轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)軸 旋轉(zhuǎn)的圓周運(yùn)動動力輸出端，轉(zhuǎn)盤驅(qū)動裝置采用電機(jī)，圓周運(yùn)動動力輸出端可以是電機(jī)轉(zhuǎn)軸，也可以是傳動機(jī)構(gòu)的動力輸出端，圓周運(yùn)動動力輸出端與轉(zhuǎn)盤9沿圓周方向固定配合， 使轉(zhuǎn)盤在轉(zhuǎn)盤驅(qū)動裝置的驅(qū)動下可做圓周運(yùn)動；所述光伏電池支架2的一板邊與轉(zhuǎn)盤9鉸 接，下板面通過氣缸10與轉(zhuǎn)盤9連接，形成可繞鉸接軸轉(zhuǎn)動的斜面結(jié)構(gòu)，單片機(jī)通過控制電 機(jī)和氣缸，實現(xiàn)對方位角和高度角的調(diào)節(jié)。本實施例中，所述電橋III 8、電橋II 7和電橋I 6的靈敏度依次增加，因為電橋 III、電橋II和電橋I分別控制光伏電池做大范圍調(diào)整_粗調(diào)_微調(diào)，于是對精度的要求是 依次遞增，可提高大范圍調(diào)整-粗調(diào)的調(diào)整速度，提高裝置的響應(yīng)速度。最后說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參 照較佳實施例對本實用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本 實用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術(shù)方案的宗旨和范 圍，其均應(yīng)涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求一種太陽光線自動跟蹤裝置，包括控制系統(tǒng)、底座(1)、設(shè)置于底座(1)上的光伏電池支架(2)以及光伏電池支架(2)的方位角調(diào)節(jié)裝置和高度角調(diào)節(jié)裝置，其特征在于所述控制系統(tǒng)包括光線傳感器和單片機(jī)，所述光線傳感器包括垂直于光伏電池支架(2)板面設(shè)置的圓筒形筒體(3)，筒體(3)底端與一底板(4)固定連接，筒體(3)頂端沿內(nèi)圓周向固定設(shè)置一凸透鏡(5)，與筒體(3)內(nèi)腔對應(yīng)的底板(4)上沿筒體軸線周向均布設(shè)置四個光敏電阻組成電橋I(6)，與筒體(3)外部對應(yīng)的的底板(4)上沿筒體軸線周向均布設(shè)置四個光敏電阻組成電橋II(7)，筒體(3)頂端外圓表面沿軸線周向均布設(shè)置四個光敏電阻組成電橋III(8)，電橋I(6)、電橋II(7)和電橋III(8)的信號輸出端分別與單片機(jī)的信號輸入端連接，單片機(jī)的指令輸出端與方位角調(diào)節(jié)裝置和高度角角調(diào)節(jié)裝置的指令輸入端分別連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽光線自動跟蹤裝置，其特征在于所述方位角調(diào)節(jié)裝置 包括轉(zhuǎn)盤(9)和轉(zhuǎn)盤驅(qū)動裝置，高度角調(diào)節(jié)裝置為氣缸(10)，轉(zhuǎn)盤(9)水平設(shè)置于底座(1) 上與底座(1)轉(zhuǎn)動配合，轉(zhuǎn)盤驅(qū)動裝置設(shè)置有繞轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的圓周運(yùn)動動力輸出端，圓 周運(yùn)動動力輸出端與轉(zhuǎn)盤(9)沿圓周方向固定配合；所述光伏電池支架(2)的一板邊與轉(zhuǎn) 盤(9)鉸接，下板面通過氣缸(10)與轉(zhuǎn)盤(9)連接，形成可繞鉸接軸轉(zhuǎn)動的斜面結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽光線自動跟蹤裝置，其特征在于所述電橋111(8)、電橋 11(7)和電橋I (6)的靈敏度依次增加。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的太陽光線自動跟蹤裝置，其特征在于所述光伏 電池支架(2)上固定設(shè)置光伏電池陣列。
專利摘要本實用新型公開了一種太陽光線自動跟蹤裝置，包括控制系統(tǒng)、底座、設(shè)置于底座上的光伏電池支架以及光伏電池支架的方位角調(diào)節(jié)裝置和高度角調(diào)節(jié)裝置，控制系統(tǒng)包括光線傳感器和單片機(jī)，所述光線傳感器包括垂直于光伏電池支架板面設(shè)置的圓筒形筒體，筒體底端與一底板固定連接，筒體頂端沿內(nèi)圓周向固定設(shè)置一凸透鏡，通過在筒體內(nèi)外用光敏電阻組成的三組電橋相互配合，單片機(jī)接收光線的方位角和高度角信號，通過運(yùn)算后控制光伏電池的方位角調(diào)節(jié)裝置和高度角調(diào)節(jié)裝置，調(diào)整光伏電池的角度使其與入射光線垂直，最大程度的利用光照強(qiáng)度，提高發(fā)電效率，降低太陽能發(fā)電成本。
文檔編號H02N6/00GK201594798SQ20092029381
公開日2010年9月29日 申請日期2009年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月15日
發(fā)明者何玉林, 李衍, 杜靜, 金鑫, 陸雪蘭, 龔國偉 申請人:重慶大學(xué)