一种双模式太阳能自动追踪系统技术方案

本发明专利技术涉及一种双模式太阳能自动追踪系统，包括太阳能光伏板、角度调节机构、时间芯片和控制器，太阳能光伏板上设有多个不共线的光强传感器，光强传感器用于获取光强数据；角度调节机构与太阳能光伏板连接并调节太阳能光伏板的角度；时间芯片用于获取实时时间和视日运动轨迹；控制器包括控制单元、判断单元、天气检测单元。本发明专利技术可以实现当天气为阴天时使用视日运动轨迹跟踪，天晴时可以使用光电检测追踪，这样一来避免了阴天或阳光不佳时耗电量的增加且不会受阴天光源变化的干扰，而天晴时使用光电检测追踪则是利用它跟踪的高灵敏度和精确度，在阳光条件好的时间里能够高效率地持续工作，在晴天受到天气影响也较少。在晴天受到天气影响也较少。在晴天受到天气影响也较少。

【技术实现步骤摘要】
一种双模式太阳能自动追踪系统


[0001]本专利技术涉及新能源
，尤其是指一种双模式太阳能自动追踪系统。

技术介绍

[0002]太阳能是一种可再生的洁净的能源，比传统化石能源环保。太阳每天东升西落，传统的固定式太阳能电池板，太阳光光线就不能始终与之保持垂直照射，导致太阳能效率低。采用太阳跟踪装置，可以使太阳光线与接收面始终垂直，提高太阳能的利用率。理论分析表明，太阳跟踪与非跟踪；其能量的接收率相差37.7％。
[0003]现有的太阳能跟踪系统在主控单元上可以分为单片机控制和可编程逻辑控制器(PLC)控制。PLC控制程序在出厂时由专业人员编写开发，技术成本比较高，不适合大批量定制生产。而单片机学习使用较为容易，一般有多个子函数模块，可以直接调用，并且单片机能够提供多种通讯接口，可以比较方便地建立通讯组网。罗维平等研究了基于PLC构建的太阳能电池板自动跟踪系统，由PLC控制和监控程序以及PC监控和数据处理程序构成。高磊等搭建了以单片机为核心的太阳自动跟踪系统，分析了细分驱动和步进电机驱动对太阳能自动跟踪精度的影响。
[0004]现有的太阳跟踪主要有太阳角度跟踪和光电检测跟踪两种，其中，太阳角度跟踪(也称视日运动轨迹跟踪)，即根据系统时钟获取实时时间，再通过预先设定的函数计算出太阳当前所处位置的高度角和方位角；光电检测跟踪，即通过实时检测入射太阳光进行跟踪。光电检测系统结构比较简单，跟踪灵敏度较高，但易受天气变化的影响，从而造成跟踪失灵或误判，且实时跟踪耗电量比较大；而太阳角度跟踪稳定度比较高，控制过程简单，不受天气及其他光源的干扰，但可能会累积一定误差。

技术实现思路

[0005]为此，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种能耗低、准确度高的双模式太阳能自动追踪系统。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种双模式太阳能自动追踪系统，该双模式太阳能自动追踪系统包括：
[0007]太阳能光伏板，所述太阳能光伏板上设有多个不共线的光强传感器，所述光强传感器用于获取光强数据；
[0008]角度调节机构，所述角度调节机构与太阳能光伏板连接并调节所述太阳能光伏板的角度；
[0009]时间芯片，用于获取实时时间和视日运动轨迹；
[0010]控制器，包括控制单元、判断单元、天气检测单元；
[0011]所述光强传感器和角度调节机构均与所述控制单元电连接，所述判断单元用于结合时间芯片获取的时间和当天视日运动轨迹获得的日出或日落的时间来判定为白天还是黑夜；若是黑夜，系统会进行休眠；若是白天，继续通过所述天气检测单元来确定当前为晴
天还是阴天；若为晴天，所述控制单元通过角度调节机构实时调节所述太阳能光伏板的角度，使多个光强传感器的光强数据相同，实现太阳追踪；若为阴天，所述控制单元通过角度调节机构根据当天视日运动轨迹实时调节所述太阳能光伏板的角度，实现太阳追踪。
[0012]在本专利技术的一个实施例中，所述太阳能光伏板包括聚光区和外圈，所述外圈围绕所述聚光区设置，所述外圈呈向内倾斜的弧形，以实现聚光。
[0013]在本专利技术的一个实施例中，所述聚光区为单晶硅的太阳能薄膜电池材料，所述外圈为多晶硅材料。
[0014]在本专利技术的一个实施例中，所述角度调节机构包括驱动源和减速机构，所述驱动源与减速机构连接，所述减速机构与所述太阳能光伏板连接。
[0015]在本专利技术的一个实施例中，所述角度调节机构还包括万向节，所述太阳能光伏板与万向节连接，所述万向节用于调节所述太阳能光伏板的角度。
[0016]在本专利技术的一个实施例中，所述驱动源包括伺服电机，所述减速机构包括减速机。
[0017]在本专利技术的一个实施例中，所述角度调节机构还包括传动机构，所述传动机构包括主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮与所述伺服电机的主轴键槽配合，所述从动齿轮与主动齿轮啮合，所述减速机的输入端与所述从动齿轮连接。
[0018]在本专利技术的一个实施例中，所述光强传感器的数量为四，四个光强传感器呈矩形设置在所述太阳能光伏板上。
[0019]在本专利技术的一个实施例中，所述控制器为STC89052单片机。
[0020]在本专利技术的一个实施例中，所述时间芯片为DS1287。
[0021]本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
[0022]本专利技术的一种双模式太阳能自动追踪系统可以实现当天气为阴天时使用视日运动轨迹跟踪，天晴时可以使用光电检测追踪，这样一来避免了阴天或阳光不佳时耗电量的增加且不会受阴天光源变化的干扰，而天晴时使用光电检测追踪则是利用它跟踪的高灵敏度和精确度，在阳光条件好的时间里能够高效率地持续工作，在晴天受到天气影响也较少。
[0023]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
[0024]为了使本专利技术的内容更容易被清楚的理解，下面根据本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明。
[0025]图1是本专利技术双模式太阳能自动追踪系统的示意图
[0026]图2是图1沿A
‑
A的剖视图。
[0027]标记说明：
[0028]11、聚光区；12、外圈；2、伺服电机；21、伺服电机主轴；3、减速机构；4、万向节；5、传动机构；51、传动机构机箱；52、主动齿轮；53、从动齿轮；6、底板。
具体实施方式
[0029]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，以使本领域的技术人员可以
更好地理解本专利技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。
[0030]本实施例公开了一种双模式太阳能自动追踪系统，该双模式太阳能自动追踪系统包括太阳能光伏板、角度调节机构、时间芯片和控制器。
[0031]太阳能光伏板上设有多个不共线的光强传感器，光强传感器用于获取光强数据；角度调节机构与太阳能光伏板连接并调节太阳能光伏板的角度；时间芯片用于获取实时时间和视日运动轨迹；控制器包括控制单元、判断单元、天气检测单元。
[0032]其中，光强传感器和角度调节机构均与控制单元电连接，判断单元用于结合时间芯片获取的时间和当天视日运动轨迹获得的日出或日落的时间来判定为白天还是黑夜；若是黑夜，系统会进行休眠；若是白天，继续通过天气检测单元来确定当前为晴天还是阴天；若为晴天，控制单元通过角度调节机构实时调节太阳能光伏板的角度，使多个光强传感器的光强数据相同，实现太阳追踪；若为阴天，控制单元通过角度调节机构根据当天视日运动轨迹实时调节太阳能光伏板的角度，实现太阳追踪。可选地，控制器为STC89052单片机。时间芯片为DS1287。
[0033]参照图1，在其中一实施例中，太阳能光伏板包括聚光区11和外圈12，外圈12围绕所述聚光区11设置，外圈12呈向内倾斜的弧形，以实现本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双模式太阳能自动追踪系统，其特征在于，包括：太阳能光伏板，所述太阳能光伏板上设有多个不共线的光强传感器，所述光强传感器用于获取光强数据；角度调节机构，所述角度调节机构与太阳能光伏板连接并调节所述太阳能光伏板的角度；时间芯片，用于获取实时时间和视日运动轨迹；控制器，包括控制单元、判断单元、天气检测单元；所述光强传感器和角度调节机构均与所述控制单元电连接，所述判断单元用于结合时间芯片获取的时间和当天视日运动轨迹获得的日出或日落的时间来判定为白天还是黑夜；若是黑夜，系统会进行休眠；若是白天，继续通过所述天气检测单元来确定当前为晴天还是阴天；若为晴天，所述控制单元通过角度调节机构实时调节所述太阳能光伏板的角度，使多个光强传感器的光强数据相同，实现太阳追踪；若为阴天，所述控制单元通过角度调节机构根据当天视日运动轨迹实时调节所述太阳能光伏板的角度，实现太阳追踪。2.根据权利要求1所述的一种双模式太阳能自动追踪系统，其特征在于，所述太阳能光伏板包括聚光区和外圈，所述外圈围绕所述聚光区设置，所述外圈呈向内倾斜的弧形，以实现聚光。3.根据权利要求2所述的一种双模式太阳能自动追踪系统，其特征在于，所述聚光区为单晶硅的太阳能薄膜电池材料，所述外圈为...

【专利技术属性】
技术研发人员：王卫华，曾琪康，陈泳，彭芳，雷鸣，吴颖，
申请(专利权)人：苏州城市学院，
类型：发明
国别省市：