一种太阳能光伏定向跟踪装置制造方法及图纸

一种太阳能光伏定向跟踪装置，适用于定位跟踪领域。跟踪装置针对机械部分和控制部分的功能要求，给出了光电跟踪方式的具体跟踪策略。对系统的软件设计包括太阳自动跟踪控制系统主程序、视日运行跟踪子程序，光电跟踪子程序，最大功率点跟踪子程序及实现各个子模块的功能。该控制系统运行稳定可靠，能确保太阳能电池板在误差允许范围内与太阳光线基本保持垂直，实现了对太阳光线的全天候自动跟踪，提高了太阳能的接收效率，能够提高对太阳能的利用效率、促进光伏电产业的发展，缓解能源压力。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能光伏定向跟踪装置
本专利技术涉及一种太阳能光伏定向跟踪装置，适用于定位跟踪领域。
技术介绍
能源是人类生存所必须的物质基础，充足的能源有利于提高人们的物质生活和生产水平，提高人们的生活质量。但随着人类社会的快速发展，对资源的需求呈持续增长趋势。能源短缺的问题逐渐浮现出来，对人类的生活造成较大的影响图。在这种情况下，缓解能源压力，开发新能源是非常有必要的。现阶段，风能、水能、太阳能等清洁的新能源和可再生能源得到了人们的青睐，其中太阳能就引起了广大人们的关注。太阳能和矿物能源相比具有以下优点:(1)存在较为普遍。太阳能是一种获取较为方便的资源，广泛分布在全球各个角落，对于能源比较少的地区，开发太阳能是解决问题的最好方法。(2)储量无限。太阳的辐射能量很大，如果能把这部分太阳能全部利用起来，可以供全球消耗近3万年。(3)清洁性。相对于矿物质资源来说，太阳能资源不会产生空气污染、水污染等一系列的环境污染问题。(4)成本低，经济性能好。太阳能发电系统运行的成本较低，而且建设和开发应用的方式非常灵活。虽然太阳能资源具有上述诸多优点，但其缺点也是不可忽视的，1.分布较为分散。辐射到地球表面的太阳能总量虽然很大，但是总的来说，能量密度不高。要想将地球表面的太阳能充分的利用，必须采取一定技术设备将太阳能进行收集和转换，这需要耗费一定的资金。2.不稳定性。地理环境和天气状况的变化会导致不同地区和不同的天气状态下，太阳能到达地表的辐射强度是不一样的，这给太阳能的利用加大了难度。要实现太阳能的连续和稳定利用，就必须解决好太阳能的储存问题。采用较好的技术手段在太阳能较为充足的时候将其储存起来，缓解由于天气状况带来的太阳能不稳定性问题。在现阶段，太阳能的储存这一块是非常薄弱的，在经济性能上还无法达到传统常规资源的便利。要解决这一难题，就必须加大力度研制成本低、效率高的太阳能利用和转换装置。
技术实现思路
本专利技术提供一种太阳能光伏定向跟踪装置，该控制系统运行稳定可靠，能确保太阳能电池板在误差允许范围内与太阳光线基本保持垂直，实现了对太阳光线的全天候自动跟踪，提高了太阳能的接收效率，能够提高对太阳能的利用效率、促进光伏电产业的发展，缓解能源压力。本专利技术所采用的技术方案是：太阳能光伏定向跟踪装置针对机械部分和控制部分的功能要求，给出了光电跟踪方式的具体跟踪策略。对系统的软件设计包括太阳自动跟踪控制系统主程序、视日运行跟踪子程序，光电跟踪子程序，最大功率点跟踪子程序及实现各个子模块的功能。所述太阳能光伏定向跟踪主程序获取当地的时间、日期、当地的经度和纬度信息。并由日出和日落时间计算公式计算出当地的日出日落时间，并判断当前时间是否在日出后和日落前，若是则程序进入到视日运行轨迹算法跟踪子程序，若不是则系统待机延时一段时间后再次判断。进入视日运行轨迹跟踪子程序后，方位角每累计变化4.5，发出一定数量的脉冲信号，驱动方位角步进电机完成角度的转动，高度角每累计变化，发出一定数量的脉冲信号，驱动电动推杆完成角度的伸缩。完成第一次跟踪，系统进入循环跟踪状态。所述太阳角度计算子程序是在研究太阳能利用所涉及到的日地距离、积日、太阳赤纬角、太阳时角、时差、年度订正、经度订正、时刻订正等概念和计算方法后，根据太阳运行轨迹公式，严格按照相关计算公式编写而成，用于计算当前的太阳高度角和太阳方位角，进行太阳方位跟踪。所述视日运行轨迹跟踪子程序开始后，调用角度函数计算当前的太阳高度角和方位角。并与上次的高度角和方位角作差，当角度差>4.5时，分别驱动步进电机和电动推杆带动方位轴和俯仰轴转动相应的角度。由于太阳东升西落，所以太阳方位角的变化差值一直大于零，步进电机始终向西正转，只有太阳落山后系统需要返回起始位置时才向东反转。太阳高度角上午时一直增大，下午时不断减小。所以上午时高度角的变化差值一直大于零，电动推杆向上伸；下午时高度角的变化差值一直小于零，电动推杆往回缩，当电动推杆转动到位便结束跟踪。所述光电跟踪子程序首先检测传感器的四项输出电压和是否大于阈值1，若大于，则说明为晴天，可以进行光电跟踪。若小于，则说明为阴天，无需进行光电跟踪，只需进行视日运行轨迹跟踪。并且循环上述过程。光电跟踪起作用后，首先判断方位角方向上的偏移量和高度角方向上的偏移量是否大于阈值2。若小于，则说明光电传感器的主光轴在误差允许范围内近似平行于太阳光线，无需进行光电调节。若大于，则需要进行光电调节，直到偏移量在误差允许范围内，电机和推杆停转，跟踪结束。本专利技术的有益效果是：该控制系统运行稳定可靠，能确保太阳能电池板在误差允许范围内与太阳光线基本保持垂直，实现了对太阳光线的全天候自动跟踪，提高了太阳能的接收效率，能够提高对太阳能的利用效率、促进光伏电产业的发展，缓解能源压力。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术的太阳能光伏定向跟踪主程序。图2是本专利技术的太阳角度计算子程序。图3是本专利技术的视日运行轨迹跟踪子程序。图4是本专利技术的光电跟踪子程序。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。如图1，太阳能光伏定向跟踪主程序获取当地的时间、日期、当地的经度和纬度信息。并由日出和日落时间计算公式计算出当地的日出日落时间，并判断当前时间是否在日出后和日落前，若是则程序进入到视日运行轨迹算法跟踪子程序，若不是则系统待机延时一段时间后再次判断。进入视日运行轨迹跟踪子程序后，方位角每累计变化4.5，发出一定数量的脉冲信号，驱动方位角步进电机完成角度的转动，高度角每累计变化，发出一定数量的脉冲信号，驱动电动推杆完成角度的伸缩。完成第一次跟踪，系统进入循环跟踪状态。如图2,太阳角度计算子程序是在研究太阳能利用所涉及到的日地距离、积日、太阳赤纬角、太阳时角、时差、年度订正、经度订正、时刻订正等概念和计算方法后，根据太阳运行轨迹公式，严格按照相关计算公式编写而成，用于计算当前的太阳高度角和太阳方位角，进行太阳方位跟踪。如图3，视日运行轨迹跟踪子程序开始后，调用角度函数计算当前的太阳高度角和方位角。并与上次的高度角和方位角作差，当角度差>4.5时，分别驱动步进电机和电动推杆带动方位轴和俯仰轴转动相应的角度。由于太阳东升西落，所以太阳方位角的变化差值一直大于零，步进电机始终向西正转，只有太阳落山后系统需要返回起始位置时才向东反转。太阳高度角上午时一直增大，下午时不断减小。所以上午时高度角的变化差值一直大于零，电动推杆向上伸；下午时高度角的变化差值一直小于零，电动推杆往回缩，当电动推杆转动到位便结束跟踪。如图4，光电跟踪子程序首先检测传感器的四项输出电压和是否大于阈值1，若大于，则说明为晴天，可以进行光电跟踪。若小于，则说明为阴天，无需进行光电跟踪，只需进行视日运行轨迹跟踪。并且循环上述过程。光电跟踪起作用后，首先判断方位角方向上的偏移量和高度角方向上的偏移量是否大于阈值2。若小于，则说明光电传感器的主光轴在误差允许范围内近似平行于太阳光线，无需进行光电调节。若大于，则需要进行光电调节，直到偏移量在误差允许范围内，电机和推杆停转，跟踪结束。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能光伏定向跟踪装置，其特征是：所述的太阳能光伏定向跟踪装置对系统的软件设计包括太阳自动跟踪控制系统主程序、视日运行跟踪子程序，光电跟踪子程序，最大功率点跟踪子程序及实现各个子模块的功能。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能光伏定向跟踪装置，其特征是：所述的太阳能光伏定向跟踪装置对系统的软件设计包括太阳自动跟踪控制系统主程序、视日运行跟踪子程序，光电跟踪子程序，最大功率点跟踪子程序及实现各个子模块的功能。2.根据权利要求1所述的一种太阳能光伏定向跟踪装置，其特征是：所述太阳能光伏定向跟踪主程序获取当地的时间、日期、当地的经度和纬度信息。3.根据权利要求1所述的一种太阳能光伏定向跟踪装置，其特征是：所述太阳能光伏定向跟踪主程序的日出和日落时间计算公式计算出当地的日出日落时间，并判断当前时间是否在日出后和日落前，若是则程序进入到视日运行轨迹算法跟踪子程序，若不是则系统待机延时一段时间后再次判断。4.根据权利要求1所述的一种太阳能光伏定向跟踪装置，其特征是：所述的视日运行轨迹跟踪子程序中，方位角每累计变化4.5，发出一定数量的脉冲信号，驱动方位角步进电机完成角度的转动，高度角每累计变化，发出一定数量的脉冲信号，驱动电动推杆完成角度的伸缩。5.根据权利要求1所述的一种太阳能光伏定向...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓东，
申请(专利权)人：杨晓东，
类型：发明
国别省市：辽宁,21