一种太阳能光伏发电的太阳自动跟踪控制器制造技术

一种太阳能光伏发电的太阳自动跟踪控制器，涉及一种太阳跟踪控制器，1.一种太阳能光伏发电的太阳自动跟踪控制器，所述装置包括霍尔电流传感器、分压电路、电源管理电路、蓄电池和主控CPU；太阳能板的正极导线在霍尔电流传感器其中心穿过，电源端直接连接到电源管理电路的5V输出端，信号输出端连接到主控CPU的模拟信号输入端；分压电路输入端连接太阳能电池板的输出端，经过分压的低压信号连接到主控CPU的模拟信号输入端；蓄电池直接连接到电源管理模块。本控制器的用电取自太阳能板的电，再加上有蓄电池的充放电配合，所以本控制器不需要市电或者其他供电，可完全独立，使用的能源是太阳能电池板板发出的清洁能源。

A Solar Automatic Tracking Controller for Solar Photovoltaic Power Generation

A solar automatic tracking controller for solar photovoltaic power generation relates to a solar tracking controller. 1. A solar automatic tracking controller for solar photovoltaic power generation includes a Hall current sensor, a voltage dividing circuit, a power management circuit, a storage battery and a main control CPU. The positive conductor of the solar panel is in Hall power. The flow sensor passes through its center, and the power terminal is directly connected to the 5V output terminal of the power management circuit, and the signal output terminal is connected to the analog signal input terminal of the main control CPU; the input terminal of the voltage dividing circuit is connected to the output terminal of the solar panel, and the low voltage signal through the voltage dividing is connected to the analog signal input terminal of the main control CPU; the storage battery is directly connected to the analog signal input terminal of the main control Connect to the power management module. The controller uses electricity from solar panels, plus the charging and discharging of batteries, so the controller does not need municipal electricity or other power supply, and can be completely independent. The energy used is clean energy from solar panels.

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能光伏发电的太阳自动跟踪控制器
本技术涉及一种太阳跟踪控制器，特别是涉及一种太阳能光伏发电的太阳自动跟踪控制器。
技术介绍
目前能源问题一直是关乎整个人类发展问题和环境问题的一个重要因素，但是例如煤炭、石油等化石燃料的一点点耗尽和枯竭，人类的可持续发展将面临巨大考验，而且化石燃料的燃烧往往带来更大的环境问题，威胁这我们赖以生存的地球。如今越来越多的清洁能源得到利用，如太阳能、风能、潮汐能等，这些都是可再生资源，可以不断利用。太阳能光伏发电是目前主流发新能源发电方式，就如今大多数光伏发电项目，往往未来投资和利益的考虑，并没有安装太阳能跟踪器。我们知道一天中，太阳东升西落，不断变换着角度，而太阳能电池板在正对太阳光的方向才能发出最大的输出功率。如果太阳能电池板固定不动，往往会损失很大一部分能量，使得发电系统的整体效率变低。而究其没有安装太阳跟踪器的原因，大部分都是因为安装的成本高和不稳定性。就目前的跟踪器，大致主要的有两种，一种是光感器件来检测太阳的高度角，来计算和控制电池板的角度；另一种是系统设定好经纬度和时间，通过计算地球的自传和公转角度来预设好太阳能板的角度。这两种方式都有器弊端，第一种光感检测器件的增加会使得控制器成本变高，而且稳定性一直不好；另外一种控制测量属于开环控制，由于时间的累积，往往使得后期角度偏离。就光伏太阳能板的跟踪转动轴数主要有单轴和双轴两种，目前市场上主要采样单轴形式，本技术也采样单轴跟踪方式，其结构简单，实现方便。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种太阳能光伏发电的太阳自动跟踪控制器，本控制器直接安装改造和升级现有的光伏发电设备，不需要重新再购置一套太阳能光伏发电带太阳跟踪的系统。本控制器的用电取自太阳能板的电，再加上有蓄电池的充放电配合，所以本控制器不需要市电或者其他供电，可完全独立，使用的能源是太阳能电池板板发出的清洁能源。本技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种太阳能光伏发电的太阳自动跟踪控制器，所述装置包括霍尔电流传感器、分压电路、电源管理电路、蓄电池和主控CPU；太阳能板的正极导线在霍尔电流传感器其中心穿过，电源端直接连接到电源管理电路的5V输出端，信号输出端连接到主控CPU的模拟信号输入端；分压电路输入端连接太阳能电池板的输出端，经过分压的低压信号连接到主控CPU的模拟信号输入端；蓄电池直接连接到电源管理模块；主控CPU引出两个限位开关输入口，连接现场的转轴限位开关；主控CPU引出两个电机控制口连接现场驱动电机的控制端；主控CPU引出1个TTL通讯串口。所述的一种太阳能光伏发电的太阳自动跟踪控制器，所述电源管理电路包括电源芯片和二极管。所述的一种太阳能光伏发电的太阳自动跟踪控制器，所述主控CPU引出两个IO口连接现场的转轴东西方位限位开关。所述的一种太阳能光伏发电的太阳自动跟踪控制器，所述主控CPU引出两个IO口与控制方位转轴上的控制电机连接。本技术的优点与效果是：本技术采用检测太阳能板可输出功率最大的方法来进行太阳轨迹的跟踪，照比现有的光感和定时控制具有新颖性和现场性好的优点。本技术的太阳跟踪控制器是独立于现有的光伏发电系统，即本控制器可直接安装改造和升级现有的光伏发电设备，而不需要重新再购置一套太阳能光伏发电带太阳跟踪的系统。本技术的太阳跟踪控制器的用电取自太阳能板的电，再加上有蓄电池的充放电配合，所以本控制器不需要市电或者其他供电，可完全独立，使用的能源是太阳能电池板板发出的清洁能源。附图说明图1为本技术太阳跟踪控制器的构成框图；图2本技术电源管理电路的电路示意图。具体实施方式下面结合附图所示实施例对本技术进行详细说明。本技术太阳能光伏发电的太阳自动跟踪控制器，通过检测太阳能板输出的电压和电流，计算功率的方式来进行太阳的跟踪。控制器每隔预设时间后自动转动方向，根据计算的功率最大点来定位太阳角度，进行太阳的跟踪。控制器带有蓄电池，可进行充放电，只需太阳能板的电即可运行。主控芯片选择ST公司的STM32F103C8T6芯片，电压芯片有LM2567HV和LM1117的组合。本技术包括霍尔电流传感器、分压电路、电源管理电路、18650蓄电池和主控CPU。本技术是独立于光伏发电系统外的太阳能板跟踪控制器，不涉及到光伏太阳能板和驱动太阳能板旋转的电机等器件，只提供控制信号。可直接安装在已有的太阳能光伏发电系统，方便现有的太阳能光伏发电系统进行升级改装。本技术电源管理电路主要包括LM2576HV-5.0电源芯片和LM1117-3.3两个电源芯片和1N4007二极管。作为电源有5V和3.3V直流输出，可为蓄电池充电。太阳能板的正极导线在霍尔电流传感器其中心穿过，其电源端直接连接到电源管理电路的5V输出端，信号输出端连接到主控CPU的模拟信号输入端；分压电路输入端连接太阳能电池板的输出的，经过分压的低压信号连接到主控CPU的模拟信号输入端；18650蓄电池直接连接到电源管理模块；主控CPU引出两个限位开关输入口，连接现场的转轴限位开关；主控CPU引出两个电机控制口连接现场驱动电机的控制端；主控CPU引出1个TTL通讯串口，以便现场连接，进行调试。光伏太阳能发电的逆变器都具有最大功率输出功能，英文称为MPPT，即逆变器通过计算电压和电流乘积获得功率值，再根据太阳能板的特性，调节其电压值，使其进行实时最大功率输出。我们都知道太阳能板与太阳的角度越大其输出的功率也就越高的基本原理，本技术通过检测太阳能板的电压和电流输出的乘积获得功率值，通过改变太阳能板的实时角度，来让太阳能板输出最大功率，即完成了太阳轨迹跟踪。逆变器的最大功率跟踪是获取太阳能板的最大功率输出，本技术的太阳轨迹跟踪会使得太阳能板输出最大功率。本技术设计的太阳跟踪控制器一定是安装在逆变器有最大功率跟踪的功能的发电系统上才可以正常工作。本技术控制器需要用电，电源管理电路的用电直接取自太阳能板发出的直流电，由于每个光伏发电现场的太阳能板发出直流电电压等级不一样，有12V、24V、36V和48V等，所有本技术的电压管理电路电源芯片选用LM2575HV，其最大可输入60V直流电，满足不同现场需求。LM2576HV输出5V直流电，给霍尔电流传感器供电，经过一个二极管给蓄电池充电和LM1117供电，LM1117可输出3.3V等级电压给主控CPU供电。白天阳光充足时，太阳能发出的电可给控制器供电和给蓄电池充电，晚上时，蓄电池可足够保持控制器的用电。霍尔电流传感器具有优越的电性能，具有精度高、线性好、频带宽、响应快、过载能力强和不损失被测电路能量的优点，用它来测太阳能板输出的电流值很准确。分压电路是测量太阳能板的输出电压，设计简单，但电阻要选用高精度、低温漂的电阻以满足测量精度的需求。主控CPU选用意法半导体的单片机，型号为STM32F103C8T6，价格低廉，功耗低，使用方便。电压和电流的模拟信号连接到主控CPU的ADC输入口，计算得出当前太阳能板输出的功率值。主控CPU引出两个IO口取连接现场的转轴东西方位限位开关，以获取转轴方向上的最大值。主控CPU引出两个IO口，控制方位转轴上的控制电机，以控制其转动，也可根据现场需求输出PW本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳能光伏发电的太阳自动跟踪控制器，其特征在于，所述装置包括霍尔电流传感器、分压电路、电源管理电路、蓄电池和主控CPU；太阳能板的正极导线在霍尔电流传感器其中心穿过，电源端直接连接到电源管理电路的5V输出端，信号输出端连接到主控CPU的模拟信号输入端；分压电路输入端连接太阳能电池板的输出端，经过分压的低压信号连接到主控CPU的模拟信号输入端；蓄电池直接连接到电源管理模块；主控CPU引出两个限位开关输入口，连接现场的转轴限位开关；主控CPU引出两个电机控制口连接现场驱动电机的控制端；主控CPU引出1个TTL通讯串口。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能光伏发电的太阳自动跟踪控制器，其特征在于，所述装置包括霍尔电流传感器、分压电路、电源管理电路、蓄电池和主控CPU；太阳能板的正极导线在霍尔电流传感器其中心穿过，电源端直接连接到电源管理电路的5V输出端，信号输出端连接到主控CPU的模拟信号输入端；分压电路输入端连接太阳能电池板的输出端，经过分压的低压信号连接到主控CPU的模拟信号输入端；蓄电池直接连接到电源管理模块；主控CPU引出两个限位开关输入口，连接现场的转轴限位开关；主控CPU引出两...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗家涛，林伯刚，关帅，郭东奇，刘莹，
申请(专利权)人：北方节能股份有限公司，
类型：新型
国别省市：辽宁,21