一种转向系统及太阳能跟踪系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种转向系统及太阳能跟踪系统，包括回转机构和控制电路。回转机构包括电源、步进电机及其驱动器、丝杠及滑台、光伏组件、限位开关、光电隔离器；控制电路包括主控制器模块、光热源阵列电路、数据选择电路、串口触摸屏；系统每隔10分钟采集各个通道上光热源的光照度或热量，各通道通过数据选择电路轮流切换至微处理的AD通道并被AD转换，主控制器通过运算、比较、将光热源最高的坐标求出，并控制步进电机带动光伏组件运行至该光热源处，实现光热跟踪功能。本实用新型专利技术提供的转向系统及太阳能跟踪系统能够使光伏、光热跟踪具有定位精确，实现对太阳光的较优利用，提高光电转换的效率，步进电机运行平稳，无噪音和机械振动等特点。等特点。等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种转向系统及太阳能跟踪系统


[0001]本技术涉及太阳能跟踪系统的结构改进
，尤指一种转向系统及太阳能跟踪系统，应用在小型太阳能跟踪系统上。

技术介绍

[0002]在太阳能光伏应用方面，保持太阳能电池板随时正对太阳，让太阳光线随时垂直照射太阳能电池板，采用太阳能跟踪系统能显著提高太阳能光伏组件的发电效率。
[0003]由于地球的自转，相对于某一个固定地点的太阳能光伏发电系统，一年春夏秋冬四季、每天日升日落，太阳的光照角度时时刻刻都在变化，有效的保证太阳能电池板能够时刻正对太阳，发电效率才会达到最佳状态。截至目前，世界上通用的太阳能跟踪系统都需要根据安放点的经纬度等信息，计算一年中的每一天的不同时刻太阳所在的角度，将一年中每个时刻的太阳位置存储到PLC、单片机或电脑软件中，都要靠计算该固定地点每一时刻的太阳位置以实现跟踪。采用的是电脑数据理论，需要根据地球经纬度地区的数据才能设定参数，一旦安装，就不便移动或装拆，每次移动完就必须重新计算参数、设定数据和调整各个参数；原理、电路、技术、设备都很复杂，非专业人士不能够随便操作。除此之外，太阳能跟踪系统采用联动机构跟踪太阳光的照射角度，通过联动结构调整多个太阳能光伏板的角度，常用的推杆式单轴联动系统中，转向机构施加给光伏组件的推力始终为水平方向，与摆臂成一定夹角，使得系统有效力臂降低，并且各个子跟踪机构之间的刚性连接降低了系统的保持性能，系统的抗风性能较差。
[0004]因此，本申请人致力于提供一种新型的转向系统和太阳能跟踪系统。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种新型的转向系统及太阳能跟踪系统，跟踪定位精确，有效提高了太阳能的利用率。其技术方案如下：
[0006]一种转向系统，包括回转机构和控制电路，回转机构由电源，X、Y轴向步进电机及其驱动模块，X、Y轴向丝杠及滑台，X、Y轴向限位开关，光电隔离器组成。控制电路由主控制器模块，光热源阵列电路，数据选择电路，串口触摸屏组成。
[0007]所述转向系统进一步设计在于X轴向步进电机，丝杠及滑台，限位开关通过螺钉和螺帽固定连接成一体，Y轴向步进电机，丝杠及滑台，限位开关通过螺钉和螺帽固定连接成一体，并通过螺钉固定于X轴向的滑台上。
[0008]所述转向系统进一步设计在于，步进电机采用二相57混合式步进电机，电机驱动模块的芯片是TB67S109A
[0009]所述转向系统进一步设计在于，主控制器模块采用意法半导体公司的Cortex
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M4系列的STM32F407IGT6芯片，光热源阵列电路主要由固定电阻、光敏电阻和热敏电阻构成，使用时通过短路帽选择光敏电阻或热敏电阻，构成光照度跟踪或热源跟踪系统。
[0010]所述转向系统进一步设计在于，光热源阵列电路构成12个通路，并通过数据选择
电路被轮流切换至主控制器进行AD转换，数据选择电路由两片CD4051芯片构成。
[0011]一种太阳能跟踪系统，包括：上述转向系统及光伏组件或光热组件，所述光伏组件或光热组件固定连接在转向系统上。
[0012]所述太阳能跟踪系统进一步设计在于光伏组件或光热组件倾斜设置，固定连接在支架上，支架由舵机驱动装置实现在垂直方向的倾斜度的变化，舵机驱动装置固定在Y轴向的滑台上。
[0013]转向系统根据光热源阵列电路中各个光敏电阻或热敏电阻上光通量及热量的不同，通过计算控制步进电机在驱动器的驱动下运行至光通量最高的那个光敏电阻对应的坐标上，或那个热量最高的热敏电阻对应的坐标上，使光伏组件接受最大的光照量，提高太阳能的转换效率。
[0014]当所有光敏传感器上的光通量低于某个阈值时，主控制器发送回原点信号，X、Y轴向的步进电机在驱动信号下复位，如夜返
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夜间返回原点，复位后为第二天的跟踪做好准备。这个阈值可以根据季节的不同而改变，也可以根据经验值由工作人员设定。
[0015]本技术与现有技术相比，具有以下优点和效果：本技术提供的太阳能跟踪系统，通过传感装置检测太阳的方位角和照度，控制器通过运算，判断，输出控制信号给步进电机驱动器，步进电机在驱动器的驱动下在丝杠上带动滑台即太阳能光伏板运动，以及时响应光通量的变化，提高光电转换效率，它能适应不同季节，地区及时间段光照强度的变化。步进电机能够定位精准并且运行平稳，无机械振动，并且整个转向系统都是金属支架，坚固耐用，具有很强的抗恶劣天气性能，应用于小型的光热跟踪系统有现实意义。
附图说明
[0016]图1是本技术的一种转向系统及太阳能跟踪系统的装置结构图。
[0017]图2是本技术的一种转向系统及太阳能跟踪系统的光热源阵列电路。
[0018]图3是本技术的一种转向系统及太阳能跟踪系统的主控制电路。
[0019]图4是本技术的一种转向系统及太阳能跟踪系统的XY轴接近开关电路。
[0020]图5是本技术的一种转向系统及太阳能跟踪系统的串口屏接口电路。
[0021]图6是本技术的一种转向系统及太阳能跟踪系统的光热跟踪系统串口屏界面布置图。
[0022]1‑
X轴向的丝杠，2
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X轴向的步进电机，31、32、33
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X轴丝杠上的限位开关，4
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X轴向的滑台，5
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Y轴向的丝杠，6
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Y轴向的步进电机，71、72、73
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Y轴丝杠上的限位开关，8
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Y轴向的滑台，9
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舵机驱动装置，10
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支架，11
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光伏元件，12
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圆柱体，13
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传感装置，14
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控制电路。
具体实施方式
[0023]下面结合附图并通过实施例对本技术作进一步的详细说明，以下实施例是对本技术的解释而本技术并不局限于以下实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0024]请参照图1，本技术提供的太阳能跟踪系统，是光热和光伏发电过程中，最优化太阳光的使用，达到提高光电转换效率的机电系统，包括X轴向的丝杠1，X轴向的步进电
机2，布置在X轴丝杠上的限位开关31、32、33，X轴向的滑台4，它们通过固定连接装置构成一整体。Y轴向的丝杠5，Y轴向的步进电机6，布置在Y轴丝杠上的限位开关71、72、73，Y轴向的滑台8，它们通过固定连接装置构成一整体，并整体固定连接于X轴向的滑台4上。光伏元件11固定连接于支架10上，支架10固定连接在舵机驱动装置9上，舵机驱动装置9固定在Y轴向的滑台8上，可由舵机改变光伏元件11的倾斜方向。传感装置13均匀分布在半圆形的圆柱体12上，数量根据需求增减，用于感知太阳光的光照度或热量，并将光照度或热本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种转向系统，包括回转机构，控制电路，其特征在于：回转机构由电源，X、Y轴向步进电机及其驱动模块，X、Y轴向丝杠及滑台，X、Y轴向限位开关，光电隔离器，舵机驱动装置组成，控制电路由主控制器模块，光热源阵列电路，数据选择电路，串口触摸屏组成。2.根据权利要求1所述的转向系统，其特征在于：X轴向步进电机，丝杠及滑台，限位开关通过螺钉和螺帽固定连接成一体，Y轴向步进电机，丝杠及滑台，限位开关通过螺钉和螺帽固定连接成一体，并通过螺钉固定于X轴向的滑台上。3.根据权利要求1所述的转向系统，其特征在于：步进电机采用二相57混合式步进电机，电机驱动模块的芯片是TB67S109A。4.根据权利要求1所述的转向系统，其特征在于主控制器模块采用意法半导体公司的Cortex
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【专利技术属性】
技术研发人员：李雪峰，何振俊，季建华，孟玉喜，袁艳娟，周浩宇，
申请(专利权)人：李雪峰，
类型：新型
国别省市：