太阳光追踪系统、太阳能应用装置及太阳光追踪方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种太阳光追踪系统、太阳能应用装置及太阳光追踪方法。太阳光追踪系统，应用于一太阳能应用装置，太阳能应用装置具有一个采集太阳光的采光面；追踪系统包括一驱动装置及一控制器，控制器控制该驱动装置驱动采光面进行追光运动，追踪系统还具有一精调传感装置，精调传感装置包括一个光传感面板；光传感面板固定于采光面面向太阳的一侧，光传感面板与采光面平行，或者，光传感面板的垂直中心轴线与采光面垂直中心线重合；光传感面板能感测太阳光的强度随入射角度的增大而逐渐变小，控制器控制进行追光运动时，根据光传感面板测得的光强变化趋势判断追光是否到位。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光电检测技术应用领域，具体涉及一种基于太阳光光线方向的实时检测技术的太阳光追踪系统、太阳能应用装置及太阳光追踪方法。
技术介绍
为了让太阳能应用装置(包括但不限于太阳能发电装置、太阳能集热器等，下同)接收到最多的光能，需要将太阳能应用装置实施对光追踪和控制，以保证太阳能应用装置始终都能以最大的面积正对太阳光线的实际方向。实施太阳能应用装置对光追踪和控制的方法，主要有实时探测太阳光入射角度的被动式追踪和根据天文知识计算太阳位置的主动式追踪。前者不受计算误差及节气变更的影响，只要光线探测装置检测的精度足够高，就可以满足太阳能应用装置的对光控制。后者需要进行复杂的数学计算，还需要繁复的天文知识支撑，太阳能应用装置的控制精度受制于计算结果的准确度和驱动控制累积误差大小的消除，并受节气变更的影响比较大，而且不管天气如何、此时太阳能应用装置均按照其自身的控制轨迹运行、导致能源浪费和设备无谓多磨损，如果想要进行适当的调整控制，则还需要辅以其他的检测和控制手段。而被动式追踪的现有技术，或需要各种遮挡光线的装置、增加了结构的复杂性；或由于采用复杂分布式光电器件、既不够准确又增加探测电路的复杂性而增加成本；或由于光电器件平面分布、光向的微小变化难于明显区分，而灵敏度有限；或由于不同光电器件在同时受到光照时存在自身固有的输出变化误差、也不能准确分辨光向的微小变化，加上不同的探测电路之间无论再如何精密调整匹配、相互之间也将存在探测出来的数值自身固有误差，等等；现有被动式追踪的技术若想解决这些缺陷，就需要其他的复杂辅助手段、导致其成本大幅增加，甚至无法彻底的得到根本解决。本专利技术人此前的中国技术专利《一种可追踪聚光的太阳能集热装置》(专利号：ZL201520072311.9)，虽解决了上述大部分的缺陷，但其仅针对每组两两对应放置的光电转换件的输出信号进行比较，由于不同的光电转换件及其检测电路都分别存在较大的固有误差，导致其太阳光向的探测追踪控制精确度仍有限。在所述
技术介绍
部分公开的上述信息仅用于加强对本专利技术的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。本专利技术的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种可高精度追踪太阳光的太阳光追踪系统。本专利技术的另一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种可高精度追踪太阳光的太阳能应用装置。本专利技术的再一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种可高精度追踪太阳光的太阳能应用装置的太阳光追踪方法。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：根据本专利技术的一个方面，提供了一种太阳光追踪系统，应用于一太阳能应用装置，所述太阳能应用装置具有一个采集太阳光的采光面；所述追踪系统包括一驱动装置及一控制器，所述控制器控制该驱动装置驱动所述采光面进行追光运动，所述追踪系统还具有一精调传感装置，所述精调传感装置包括一个光传感面板；所述光传感面板固定于所述采光面面向太阳的一侧，所述光传感面板与所述采光面平行，或者，所述光传感面板的垂直中心轴线与所述采光面垂直中心线重合；所述光传感面板能感测太阳光的强度随入射角度的增大而逐渐变小，所述控制器控制进行追光运动时，根据所述光传感面板测得的光强变化趋势判断追光是否到位。根据本专利技术的一实施方式，其中所述控制器采用时钟式、压差式、控放式或光电式太阳光追踪策略进行追光控制。根据本专利技术的一实施方式，其中所述追踪系统还具有一粗调传感装置，所述粗调传感装置包括至少一对感光板，这些感光板相对所述采光面垂直中心线具有呈锐角的夹角，成对的所述光传感面板在一追光方向上相对所述采光面垂直中心线对称布置；所述感光板均具有面向太阳的传感面，所述感光板能感测太阳光的强度随入射角度的增大而逐渐变小；所述控制器根据成对的所述感光板感测的太阳光的强度对比结果，控制追光运动方向。根据本专利技术的一实施方式，其中所述粗调传感装置包括两对感光板，第一对为第一感光板和第二感光板，第二对为第三感光板和第四感光板；所述第一感光板和第二感光板分别在东西方向上相对所述采光面垂直中心线对称布置，以感应东西方向上的追光运动方向；所述第三感光板和第四感光板分别在南北方向上相对所述采光面垂直中心线对称布置，以感应南北方向上的追光运动方向。根据本专利技术的一实施方式，其中所述光传感面板为太阳能电池板、光电二极管板、光电三极管板或光电阻板；所述粗调传感装置中感光板为太阳能电池板、光电二极管板、光电三极管板或光电阻板。根据本专利技术的一实施方式，其中所述光传感面板及所述粗调传感装置中的感光板均为太阳能电池板；所述控制器与各所述太阳能电池板之间通过模数转换器信号连接。根据本专利技术的一实施方式，其中所述驱动装置包括偏转驱动部和旋转驱动部，所述控制器可分别接收所述精调传感装置及所述粗调传感装置的输出信号，分别控制所述偏转驱动部及/或所述旋转驱动部运转，并由所述偏转驱动部及/或所述旋转驱动部带动一固定平台进行相应的转动，从而驱动所述采光面及固定平台实时追踪和对准太阳光的实际光线方向。根据本专利技术的一实施方式，其中所述控制器根据接收的所述光传感面板的信号强度，控制所述追踪系统进行休眠等待或开机运转。根据本专利技术的另一方面，一种太阳能应用装置，应用如前所述的太阳光追踪系统。根据本专利技术的另一方面，提供一种太阳能应用装置的太阳光追踪方法，所述太阳能应用装置包括一驱动装置、一控制器及一采集太阳光的采光面，所述控制器控制该驱动装置驱动所述采光面进行追光运动；所述太阳能应用装置还具有一精调传感装置，所述精调传感装置包括一个光传感面板，所述光传感面板固定于所述采光面面向太阳的一侧，所述光传感面板与所述采光面平行，或者，所述光传感面板的垂直中心轴线与所述采光面垂直中心线重合；所述太阳光追踪方法包括如下步骤：粗调步骤，所述控制器根据粗调策略确定所述采光面的运转方向，控制该驱动装置驱动所述采光面进行追光运动；以及精调步骤，所述控制器控制进行粗调追光运动时，满足粗调条件后，降低所述驱动装置的运转速度，若所述光传感面板测得的光强变化趋势是由持续变强转变为连续变弱，以此判断追光已到位；或者精调步骤，所述控制器控制进行粗调追光运动时，满足粗调条件后，降低所述驱动装置的运转速度，所述光传感面板测得的光强变化趋势是已持续变弱，则所述控制器控制所述驱动装置的转换为反向运转，直至所述光传感面板测得的光强变化趋势是由持续变强转变为连续变弱，以此判断追光已到位。由上述技术方案可知，本专利技术的太阳光追踪系统、太阳能应用装置及太阳光追踪方法的优点和积极效果在于：由于仅仅采用精调传感装置及其探测信号的自身数据对比，单个检测电路的时间前后上的误差条件是相同的，因此对比结果不会受各有关器件的固有误差影响：可以彻底消除各种固有误差导致的影响。其探测精度基本取决于读取该输出信号的数模转换器精度，比如一般单片机自带的8位数模转换器就已可控制读值误差在1％内、即本专利技术在精调时探测追踪控制精度可大幅提升本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳光追踪系统，应用于一太阳能应用装置，所述太阳能应用装置具有一个采集太阳光的采光面；所述追踪系统包括一驱动装置及一控制器，所述控制器控制该驱动装置驱动所述采光面进行追光运动，其特征在于，所述追踪系统还具有一精调传感装置，所述精调传感装置包括一个光传感面板；所述光传感面板固定于所述采光面面向太阳的一侧，所述光传感面板与所述采光面平行，或者，所述光传感面板的垂直中心轴线与所述采光面垂直中心线重合；所述光传感面板能感测太阳光的强度随入射角度的增大而逐渐变小，所述控制器控制进行追光运动时，根据所述光传感面板测得的光强变化趋势判断追光是否到位。

【技术特征摘要】
1.一种太阳光追踪系统，应用于一太阳能应用装置，所述太阳能应用装置具有一个采集太阳光的采光面；所述追踪系统包括一驱动装置及一控制器，所述控制器控制该驱动装置驱动所述采光面进行追光运动，其特征在于，所述追踪系统还具有一精调传感装置，所述精调传感装置包括一个光传感面板；所述光传感面板固定于所述采光面面向太阳的一侧，所述光传感面板与所述采光面平行，或者，所述光传感面板的垂直中心轴线与所述采光面垂直中心线重合；所述光传感面板能感测太阳光的强度随入射角度的增大而逐渐变小，所述控制器控制进行追光运动时，根据所述光传感面板测得的光强变化趋势判断追光是否到位。2.如权利要求1所述的太阳光追踪系统，其特征在于，所述控制器采用时钟式、压差式、控放式或光电式太阳光追踪策略进行追光控制。3.如权利要求1所述的太阳光追踪系统，其特征在于，所述追踪系统还具有一粗调传感装置，所述粗调传感装置包括至少一对感光板，这些感光板相对所述采光面垂直中心线具有呈锐角的夹角，成对的所述感光板在一追光方向上相对所述采光面垂直中心线对称布置；所述感光板均具有面向太阳的传感面，所述感光板能感测太阳光的强度随入射角度的增大而逐渐变小；所述控制器根据成对的所述感光板感测的太阳光的强度对比结果，控制追光运动方向。4.如权利要求3所述的太阳光追踪系统，其特征在于，所述粗调传感装置包括两对感光板，第一对为第一感光板和第二感光板，第二对为第三感光板和第四感光板；所述第一感光板和第二感光板分别在东西方向上相对所述采光面垂直中心线对称布置，以感应东西方向上的追光运动方向；所述第三感光板和第四感光板分别在南北方向上相对所述采光面垂直中心线对称布置，以感应南北方向上的追光运动方向。5.如权利要求3或4所述的太阳光追踪系统，其特征在于，所述光传感面板为太阳能电池板、光电二极管板、光电三极管板或光电阻板；所述粗调传感装置中感光板为太阳能电池板、光电二极管板、光电三极管板或光电阻板。6.如权利要求5所...

【专利技术属性】
技术研发人员：石梦珂，石海平，
申请(专利权)人：石健玲，
类型：发明
国别省市：广东;44