本实用新型专利技术公开了一种追踪太阳运动轨迹的太阳能集电装置，主要由底座和设置在底座上并依次连接的跟踪组件、控制组件、驱动组件、太阳能集电组件组成；所述控制组件包括与跟踪组件连接的信号转换电路、与驱动组件连接的电机驱动电路、与驱动组件连接的测速装置、与太阳能集电组件连接的电池保护电路、与远程服务中心连接的远程通讯装置、存储装置和微处理器，微处理器分别与信号转换电路、电机驱动电路、测速装置、电池保护电路、远程通讯装置、存储装置连接；所述跟踪组件包括分别与信号转换电路连接的光电传感跟踪装置、视日运动轨迹跟踪装置和光线强度检测装置。本实用新型专利技术有效提高太阳能电池组件光电转换过程中的能效，结构简单、系统稳定。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及太阳能集电领域，具体是指一种追踪太阳运动轨迹的太阳能集电装置。
技术介绍
太阳能是一种清洁再生能源，利用太阳能进行发电既经济又环保。但是太阳能又存在密度低、间歇性、空间分布不断变化等缺点。地球的自传和地球绕太阳的公转导致了太阳相对于地面静止物体的运动，这种变化是周期性的、是可以预测的。黄道面与赤道面存在的23°26’的交角引起了太阳赤纬角在一年中的变化。冬至时赤纬角为-23°26’并逐渐增大；春分时赤纬角为0°并继续增大；夏至时赤纬角达到最大的23°26’并开始减小；秋分时赤纬角变为0°并继续减小，直到冬至，另一个变化周期开始。对于固定式太阳能集电装置而言，一天中大部分时间，阳光都是倾斜地照在太阳能电池板上。太阳光线照射到太阳能电池板表面的入射角是集电装置能效的一个决定因素，根据太阳能电池在一定条件下输出的电流与接受的光照强度成正比的特点，当阳光垂直照射在太阳能电池板上时获得最大的能源产出。另一方面，若太阳能电池板对太阳轨迹进行连续跟踪，既需要计算大量数据又消耗能源。因此，需要提供一种追踪太阳运动轨迹的太阳能集电装置，根据太阳运动的轨迹对太阳能电池板的受光面进行调整，提高集电装置的能效。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种追踪太阳运动轨迹的太阳能集电装置，根据太阳运动的轨迹对太阳能电池板的受光面进行调整，提高集电装置的能效。本技术通过下述技术方案实现：一种追踪太阳运动轨迹的太阳能集电装置，主要由底座和设置在底座上并依次连接的跟踪组件、控制组件、驱动组件、太阳能集电组件组成；所述控制组件包括与跟踪组件连接的信号转换电路、与驱动组件连接的电机驱动电路、与驱动组件连接的测速装置、与太阳能集电组件连接的电池保护电路、与远程服务中心连接的远程通讯装置、存储装置和微处理器，微处理器分别与信号转换电路、电机驱动电路、测速装置、电池保护电路、远程通讯装置、存储装置连接；所述跟踪组件包括分别与信号转换电路连接的光电传感跟踪装置、视日运动轨迹跟踪装置和光线强度检测装置。本技术中太阳能电池组件包括若干个太阳能电池板，太阳能电池板与驱动组件连接；所述跟踪组件对太阳运动轨迹进行跟踪并将信息发送至控制组件，由控制组件向驱动组件发送指令以控制驱动组件带动太阳能电池板配合太阳的运动轨迹进行方位及角度的调节。日间，太阳能电池板跟随太阳的运动轨迹间断调整方位或仰角；夜间，太阳能电池板恢复安装调试的初始位置；日出时，太阳能电池板由初始位置再次跟随太阳的运动轨迹间断调整方位或仰角。太阳能电池板其方位或仰角的调节不是连续性的，而是间隔一段时间调整一次角度，间断调整可简化计算过程、减少能耗。所述跟踪组件中光电传感跟踪装置是根据太阳照射光电传感器时所引起的电压变化，实时反馈太阳的变化轨迹。运用光电传感器进行跟踪，结构简单、运算量小，但不适用多云、阴天等阳光被遮挡的情况。所述跟踪组件中视日运动轨迹跟踪装置是根据太阳轨迹算法，由观测点的地理位置和标准时间来确定太阳的轨迹位置。太阳轨迹算法采用中国国家气象局气象辐射观测方法或世界气象组织气象和观测方法；地理位置可根据地平坐标或赤道坐标获得；标准时间采用24小时制表示。在设定坐标并校时后，视日运动轨迹跟踪装置会自动运算太阳的方位角和仰角。运用太阳轨迹算法对太阳的运动轨迹进行跟踪，可有效克服阳光被遮挡时无法正常跟踪太阳运动轨迹的困难，但算法过程较为复杂，增加控制成本。综合考虑，本技术采用光电传感跟踪模式和视日运动轨迹跟踪模式相结合的跟踪方式，由控制组件根据光线强度检测装置反馈的光线强度数据控制跟踪方式：阳光照射且无遮挡时，启用光电传感跟踪装置，视日运动轨迹跟踪装置休眠；阳光被遮挡或出现干涉时，启用视日运动轨迹跟踪装置，光电传感跟踪装置休眠。结合光电传感跟踪和视日运动轨迹跟踪二者的优势，既争取较长时间内阳光近乎垂直照射太阳能电池板，又节约能耗，控制成本。所述信号转换电路用于模数转换，将光电传感跟踪装置或视日运动轨迹跟踪装置或光线强度检测装置的模拟信号转换为数字信号并发送至微处理器，微处理器可通过光线强度的数据及变化趋势对跟踪模式进行切换，也可以识别夜幕降临而使太阳能电池组件恢复初始位置。所述电机驱动电路用于控制驱动组件，跟随太阳运动轨迹调整太阳能电池板的方位和仰角，使得太阳光线近乎垂直的照射在太阳能电池板表面，提高光电转换过程中的能效。所述测速装置用于反馈驱动组件的运动速度并发送至微处理器，以便微处理器根据情况调整指令，形成驱动组件与控制组件的反馈机制。所述电池保护电路用于防止电池的过充、过放。跟踪组件、控制组件、驱动组件均需要消耗电能才能正常运行，可外接电源直接供电，也可使用蓄电池进行供电。无论是电源向跟踪组件、控制组件、驱动组件中的负载进行放电，还是外部向蓄电池进行充电都通过电池保护电路进行保护，延长整体的使用寿命。所述远程通讯装置用于建立微处理器和远程的服务中心之间的通讯。通过远程通讯装置可以把本地的所有数据进行上传和备份，便于后期进一步分析、研究和改进，也便于设备的远程检修及维护。所述存储装置用于数据的本地存储。所述微处理器用于分析数据分析并根据分析结果控制驱动组件，保证太阳能电池板跟随太阳的运动轨迹进行调整，进而提高太阳能集电装置的能效。进一步地，所述驱动组件包括依次连接的方位调节单元、角度调节单元和传动连接柱，方位调节单元安装在底座上，角度调节单元通过传动连接柱与太阳能电池组件连接。所述方位调节单元用于调节太阳能电池组件的方位角；所述角度调节单元用于调节太阳能电池组件的仰角；所述传动连接柱用于驱动组件与太阳能电池组件的连接。进一步地，所述方位调节单元包括调位支柱、调位圆盘和设置在调位支柱内部的调位步进电机、调位输出轴、调位齿轮，调位步进电机、调位输出轴、调位齿轮、调位圆盘依次连接；所述调位支柱的底端固定在底座上，调位支柱的顶端与调位圆盘的底面滑动连接；所述调位圆盘的中心设置有环形的第一内齿，调位圆盘通过第一内齿与调位齿轮齿接。所述调位支柱固定在底座上，调位圆盘与调位支柱同轴且与调位支柱的上端面接触；所述调位步进电机、调位输出轴、调位齿轮均设置在调位支柱的内部，调位齿轮与调位输出轴固定连接；所述调位步进电机接收电机驱动电路发送的脉冲信号进行工作，带动调位输出轴、调位齿轮进行转动；所述调位齿轮通过第一内齿与调位圆盘齿接，调位齿轮的转动带动调位圆盘的转动。所述调位圆盘的转动实现太阳能电池板的方位调节。所述方位调节单元中调位支柱、调位步进电机、调位输出轴、调位齿轮、调位圆盘均同轴连接，调位支柱起到支撑、保护的作用，调位步进电机、调位输出轴、调位齿轮均设置在调位支柱中，减少粉尘油污的侵害，提高系统稳定性、延长使用寿命。所述方位调节单元只能沿单方向进行方位调节。进一步地，所述调位支柱的顶端设置有推力球轴承，推力球轴承包括上座圈、下座圈、保持架和推力球，内嵌有推力球的保持架置于上座圈、下座圈中间；所述上座圈的顶面与调位圆盘的底面固定连接。所述推力球轴承设置在调位支柱与调位圆盘的连接处，利用推力球承受轴向作用力且上座圈可在周向上旋转的特点，实现调位圆盘与调位支柱的同轴转动。进一步地，所述方位调节单元还包括防止调位齿轮或调位圆盘随意转动的调位锁。所述调位锁用于防止调本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种追踪太阳运动轨迹的太阳能集电装置，其特征在于：主要由底座（1）和设置在底座（1）上并依次连接的跟踪组件（2）、控制组件（3）、驱动组件（4）、太阳能集电组件组成；所述控制组件（3）包括与跟踪组件（2）连接的信号转换电路、与驱动组件（4）连接的电机驱动电路、与驱动组件（4）连接的测速装置、与太阳能集电组件连接的电池保护电路、与远程服务中心连接的远程通讯装置、存储装置和微处理器，微处理器分别与信号转换电路、电机驱动电路、测速装置、电池保护电路、远程通讯装置、存储装置连接；所述跟踪组件（2）包括分别与信号转换电路连接的光电传感跟踪装置、视日运动轨迹跟踪装置和光线强度检测装置。
【技术特征摘要】
1.一种追踪太阳运动轨迹的太阳能集电装置，其特征在于：主要由底座（1）和设置在底座（1）上并依次连接的跟踪组件（2）、控制组件（3）、驱动组件（4）、太阳能集电组件组成；所述控制组件（3）包括与跟踪组件（2）连接的信号转换电路、与驱动组件（4）连接的电机驱动电路、与驱动组件（4）连接的测速装置、与太阳能集电组件连接的电池保护电路、与远程服务中心连接的远程通讯装置、存储装置和微处理器，微处理器分别与信号转换电路、电机驱动电路、测速装置、电池保护电路、远程通讯装置、存储装置连接；所述跟踪组件（2）包括分别与信号转换电路连接的光电传感跟踪装置、视日运动轨迹跟踪装置和光线强度检测装置。2.根据权利要求1所述的一种追踪太阳运动轨迹的太阳能集电装置，其特征在于：所述驱动组件（4）包括依次连接的方位调节单元、角度调节单元和传动连接柱（43），方位调节单元安装在底座（1）上，角度调节单元通过传动连接柱（43）与太阳能电池组件（5）连接。3.根据权利要求2所述的一种追踪太阳运动轨迹的太阳能集电装置，其特征在于：所述方位调节单元包括调位支柱（411）、调位圆盘（412）和设置在调位支柱（411）内部的调位步进电机（413）、调位输出轴（414）、调位齿轮（415），调位步进电机（413）、调位输出轴（414）、调位齿轮（415）、调位圆盘（412）依次连接；所述调位支柱（411）的底端固定在底座（1）上，调位支柱（411）的顶端与调位圆盘（412）的底面滑动连接；所述调位圆盘（412）的中心设置有环形的第一内齿，调位圆盘（412）通过第一内齿与调位齿轮（415）齿接。4.根据权利要求3所述的一种追踪太阳运动轨迹的太阳能集电装置，其特征在于：所述调位支柱（411）的顶端设置有推力球轴承，推...
【专利技术属性】
技术研发人员：李会玲，
申请(专利权)人：成都君禾天成科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51
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