本实用新型专利技术公开了一种太阳能发电装置追日姿态自动控制系统，包括电机执行单元，电机执行单元连有控制箱，控制箱中设有主控制器和电源电路；主控制器储有内部时钟电路和主控运算程序，该主控制器线路接有反馈太阳在图像中位置坐标信息的太阳位置传感器以及用于人工设定太阳能发电装置所处经纬度参数的上位机，主控制器依据输入的经纬度参数和内部时钟提供的实时时间参数计算得出太阳方位角和高度角后控制太阳能光伏板转动到计算得出的太阳方位角和高度角，主控制器再依据太阳位置传感器输入的实时太阳位置坐标信息控制太阳能光伏板转动到太阳位置坐标的校准太阳位置坐标，实现太阳能发电装置追日姿态的高精度控制。
【技术实现步骤摘要】
-种太阳能发电装置追日姿态自动控制系统
本技术涉及太阳能应用
，特别是涉及一种太阳能发电装置追日姿态 自动控制系统。
技术介绍
太阳能作为一种环保、绿色、可持续的新能源，全世界都在积极的对太阳能的开发 利用进行广泛的研究。有理论研究表明，自动追踪式太阳能发电装置与定点式太阳能发电 装置相比，可以使太阳能的接收效率提高35%。是现阶段国际上太阳能发电领域极力推荐的 新技术、新产品。 自动追踪式太阳能发电装置就是太阳能光伏板实时对准太阳，保持太阳光线实时 正射在太阳光伏板上。由于太阳的方位和高度是时时刻刻变化的，每一台的同一时刻也是 不同的，这就需要控制系统参与控制太阳发电装置的姿态控制，使太阳能光伏板时刻正对 太阳。所以要实现太阳能发电装置追日姿态的自动控制，就必须要得知太阳的实时方位和 高度。太阳的实时方位和高度可以根据经纬度参数和实时时间采用天文学知识计算得到。 控制系统再根据计算得到的太阳实时方位和高度，控制方位执行电机带动太阳发电装置转 动到实际方位，控制高度执行电机带动太阳发电装置。这种方法由于是开环控制，控制的精 度直接受传动装置的机械误差影响，并且会产生误差累积。要实现高精度的控制就必须要 依赖高精度的机械传动装置，成本是非常巨大的，实用价值不大。一种改进方法是采用光敏 电阻或光敏二极管作为反馈，让系统减轻了对机械传动装置精度的依赖，但是由于光敏电 阻或光敏二级管在太阳位置检测中误差较大，并且比较容易受干扰，只能实现粗略的追日 姿态的控制，不能实现追日姿态的高精度控制。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状，而提供具有结构简 单、成本低廉、接口统一且能在太阳能应用中实现追日姿态高精度控制的一种太阳能发电 装置追日姿态自动控制系统。 本技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种太阳能发电装置追日姿 态自动控制系统，包括用于驱动太阳能发电装置的太阳能光伏板上下左右运动的电机执行 单元，电机执行单元线路连接有控制箱，该控制箱中设有主控制器和为系统提供电力所需 的电源电路；主控制器储有内部时钟电路和主控运算程序，并且该主控制器线路外接有基 于图像处理技术以摄像方式获取太阳图像反馈太阳在图像中位置坐标信息的太阳位置传 感器以及初始状态时用于人工设定太阳能发电装置所处经纬度参数的上位机，控制箱上固 定设置有用于方便太阳位置传感器连接的太阳位置传感器接口以及方便上位机连接的通 讯接口。 为优化上述技术方案，采取的措施还包括： 上述的主控制器经通讯接口连接有能自动获取太阳能发电装置所处经纬度参数 和实时时间参数的GPS模块。 上述的主控制器经通讯接口连接有气象模块。 上述的太阳位置传感器包括开有透光孔的壳体以及内置在壳体中的减光片、摄像 头和信号处理板；摄像头通过减光片将拍摄包含太阳的图像传送给信号处理板，该信号处 理板对图像进行处理得出太阳在图像中的位置坐标信息输出给控制箱的主控制器。 上述的电机执行单元经太阳能发电装置的运动机构驱动太阳能光伏板运动，太阳 位置传感器安装在运动机构上，电机执行单元包括左右驱动太阳能光伏板转动到计算出的 太阳方位角的左右执行电机和上下驱动太阳能光伏板转动到计算出的太阳高度角的上下 执行电机。 上述的太阳能发电装置上安装有均分别与主控制器信号相连的向上行程开关、向 下行程开关和上下位置传感器；向上行程开关将运动机构向上运行的最大行程信息反馈至 主控制器，向下行程开关将运动机构向下运行的最大行程信息反馈至主控制器，上下位置 传感器将检测运动机构在上下运动区间的位置信息反馈至主控制器。 上述的太阳能发电装置上安装有均分别与主控制器信号相连的向左行程开关、向 右行程开关和左右位置传感器；向左行程开关将运动机构向左运行的最大行程信息反馈至 主控制器，向右行程开关将运动机构向右运行的最大行程信息反馈至主控制器，左右位置 传感器将检测运动机构在左右运动区间的位置信息反馈至主控制器。 上述的控制箱上安装有与主控制器相连的左右电机执行单元接口；左右电机执行 单元接口包含有用于连接左右执行电机的左右执行电机接口、用于连接向左行程开关的左 行程开关接口，用于连接向右行程开关的右行程开关接口和用于连接左右位置传感器的左 右位置传感器接口。 上述的控制箱上安装有与主控制器相连的上下电机执行单元接口；上下电机执行 单元接口包含有用于连接上下执行电机的上下执行电机接口、用于连接向上行程开关的上 行程开关接口，用于连接向下行程开关的下行程开关接口和用于连接上下位置传感器的上 下位置传感器接口。 上述的控制箱上安装有与主控制器相连用于在紧急状态下的人工停机的紧急停 止按键，并且该控制箱上设置有用于显示系统工作状态的指示灯，指示灯包括电源指示灯、 运行指示灯和故障指示灯；控制箱配装有方便电源引入的电源输入接口。 与现有技术相比，本技术的控制箱内的主控制器连接有太阳位置传感器，太 阳位置传感器基于图像处理技术以对太阳摄像的方式获取太阳图像信息，输出太阳在图像 中位置坐标数据给主控制器，主控制器储有内部时钟电路和主控运算程序，主控制器能根 据其内部的时钟和在初始状态时上位机人工输入的太阳能发电装置所处的经纬度参数经 运算后智能的控制太阳能光伏板转动到计算得出的太阳方位角和高度角，使太阳能光伏板 完成对太阳的初步定位追踪，然后主控制器再根据太阳位置传感器输入的太阳在图像中位 置坐标数据控制太阳能光伏板转动到太阳位置坐标的校准太阳位置坐标，从而完成太阳能 光伏板的高精度追日姿态控制，实现高精度的实时追踪性能。本技术结构简单、成本低 廉、性能可靠，适于各种气象条件下太阳能应用中追日姿态的高精度智能控制。 【附图说明】 图1是本技术实施例的控制原理示意图； 图2是本技术控制箱的侧面结构示意图； 图3是图2的俯视结构图； 图4是本技术太阳位置传感器工作原理示意图； 图5是图4的分解结构示意图； 图6是本技术摄像头拍摄的分辨率为640*480包含太阳成像的示意图。 【具体实施方式】 以下结合附图对本技术的实施例作进一步详细描述。 图1至图6为本技术的结构及工作原理示意图。 其中的附图标记为：太阳位置传感器接口 A1、通讯接口 A2、电源输入接口 A3、左右 执行电机接口 B1、左行程开关接口 B2、右行程开关接口 B3、左右位置传感器接口 M、上下执 行电机接口 C1、上行程开关接口 C2、下行程开关接口 C3、上下位置传感器接口 C4、故障指示 灯H、运行指示灯L、电源指示灯S、紧急停止按键T、控制箱1、主控制器11、电源电路12、太 阳位置传感器2、透光孔2a、壳体21、减光片22、摄像头23、信号处理板24、GPS模块3、气象 模块4、左右执行电机5、向左行程开关51、向右行程开关52、左右位置传感器53、上下执行 电机6、向上行程开关61、向下行程开关62、上下位置传感器63、太阳Sun。 如图1至图6所示：本技术的一种太阳能发电装置追日姿态自动控制系统， 包括用于驱动太阳能发电装置的太本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种太阳能发电装置追日姿态自动控制系统，包括用于驱动太阳能发电装置的太阳能光伏板上下左右运动的电机执行单元，其特征是：所述的电机执行单元线路连接有控制箱(1)，该控制箱(1)中设有主控制器(11)和为系统提供电力所需的电源电路(12)；该主控制器(11)线路外接有基于图像处理技术以摄像方式获取太阳图像反馈太阳在图像中位置坐标信息的太阳位置传感器(2)以及初始状态时用于人工设定太阳能发电装置所处经纬度参数的上位机，所述的控制箱(1)上固定设置有用于方便太阳位置传感器(2)连接的太阳位置传感器接口(A1)以及方便上位机连接的通讯接口(A2)。
【技术特征摘要】
1. 一种太阳能发电装置追日姿态自动控制系统，包括用于驱动太阳能发电装置的太阳 能光伏板上下左右运动的电机执行单元，其特征是：所述的电机执行单元线路连接有控制 箱（1)，该控制箱⑴中设有主控制器（11)和为系统提供电力所需的电源电路（12);该主 控制器（11)线路外接有基于图像处理技术以摄像方式获取太阳图像反馈太阳在图像中位 置坐标信息的太阳位置传感器（2)以及初始状态时用于人工设定太阳能发电装置所处经 纬度参数的上位机，所述的控制箱（1)上固定设置有用于方便太阳位置传感器（2)连接的 太阳位置传感器接口（A1)以及方便上位机连接的通讯接口（A2)。2. 根据权利要求1所述的一种太阳能发电装置追日姿态自动控制系统，其特征是：所 述的主控制器（11)经通讯接口（A2)连接有能自动获取太阳能发电装置所处经纬度参数和 实时时间参数的GPS模块（3)。3. 根据权利要求1所述的一种太阳能发电装置追日姿态自动控制系统，其特征是：所 述的主控制器（11)经通讯接口（A2)连接有气象模块（4)。4. 根据权利要求1至3任一权利要求所述的一种太阳能发电装置追日姿态自动控制 系统，其特征是：所述的太阳位置传感器（2)包括开有透光孔（2a)的壳体（21)以及内置在 壳体（21)中的减光片（22)、摄像头（23)和信号处理板（24);所述的摄像头（23)通过减光 片（22)将拍摄包含太阳的图像传送给信号处理板（24)，该信号处理板（24)对图像进行处 理得出太阳在图像中的位置坐标信息输出给控制箱（1)的主控制器（11)。5. 根据权利要求4所述的一种太阳能发电装置追日姿态自动控制系统，其特征是：所 述的电机执行单元经太阳能发电装置的运动机构驱动太阳能光伏板运动，所述的太阳位置 传感器（2)安装在运动机构上，所述的电机执行单元包括左右驱动太阳能光伏板转动到计 算出的太阳方位角的左右执行电机（5)和上下驱动太阳能光伏板转动到计算出的太阳高 度角的上下执行电机（6)。6. 根据权利要求5所述的一种太阳能发电装置追日姿态自动控制系统，其特征是：所 述的太阳能发电装置上安装有均分别与主控制器（11)信号相连的向上行程开关￠1)、向 下行程开关（62)和上下位置传感器（63);所述的向上行程开关（...
【专利技术属性】
技术研发人员：龙兴林，刘亚飞，刘腾飞，
申请(专利权)人：宁波金盾电子工业有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33
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