一种三维光伏能电池太阳光自动跟踪系统技术方案

本发明专利技术公开了一种三维光伏能电池太阳光自动跟踪系统，依次电连接的CPU控制电路、伺服驱动电路和测光系统，测光系统安装在太阳能光板上，测光系统输出X轴脉冲信号、Y轴脉冲信号和Z轴脉冲信号至CPU控制电路，CPU控制电路通过第一脉冲信号、第一工作状态控制信号和第一方向控制信号控制伺服驱动电路中的第一电机的运转；CPU控制电路通过第二脉冲信号、第二工作状态控制信号和第二方向控制信号控制伺服驱动电路中的第二电机的运转；第一电机和第二电机带动太阳能光板的旋转，CPU控制电路通过Z轴脉冲信号初始化第一脉冲信号、第一方向控制信号、第二脉冲信号和第二方向控制信号。该系统降低了使用成本，提高了工作效率。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种三维光伏能电池太阳光自动跟踪系统，依次电连接的CPU控制电路、伺服驱动电路和测光系统，测光系统安装在太阳能光板上，测光系统输出X轴脉冲信号、Y轴脉冲信号和Z轴脉冲信号至CPU控制电路，CPU控制电路通过第一脉冲信号、第一工作状态控制信号和第一方向控制信号控制伺服驱动电路中的第一电机的运转；CPU控制电路通过第二脉冲信号、第二工作状态控制信号和第二方向控制信号控制伺服驱动电路中的第二电机的运转；第一电机和第二电机带动太阳能光板的旋转，CPU控制电路通过Z轴脉冲信号初始化第一脉冲信号、第一方向控制信号、第二脉冲信号和第二方向控制信号。该系统降低了使用成本，提高了工作效率。【专利说明】一种三维光伏能电池太阳光自动跟踪系统
本专利技术涉及太阳光自动跟踪系统领域，特别涉及一种三维光伏能电池太阳光自动跟踪系统。
技术介绍
太阳能跟踪系统是光热和光伏发电过程中，最优化太阳光使用，达到提高光电转换效率的机械及电控单元系统。在太阳能光伏应用方面:保持太阳能电池板随时正对太阳，让太阳光的光线随时垂直照射太阳能电池板的动力装置，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。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，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。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。现有的太阳能跟踪系统都是依靠GPS定位实现的，通过GPS定位计算太阳每天的水平角和仰角，得到经纬度实现跟踪。但通过GPS定位需要较高的成本，且需要实时的进行跟踪，浪费了资源。
技术实现思路
本专利技术提供了一种三维光伏能电池太阳光自动跟踪系统，该太阳光自动跟踪系统降低了使用成本，提高了工作效率，详见下文描述:一种三维光伏能电池太阳光自动跟踪系统，包括:依次电连接的CPU控制电路、伺服驱动电路和测光系统，其中，所述测光系统安装在太阳能光板上，还包括电源电路，所述电源电路输出5V电源给所述CPU控制电路和所述伺服驱动电路供电；所述电源电路输出所述9V电源给所述测光系统供电；所述测光系统输出X轴脉冲信号、Y轴脉冲信号和Z轴脉冲信号至所述CPU控制电路，所述CPU控制电路接收X轴脉冲信号和Y轴脉冲信号后输出第一脉冲信号、第一工作状态控制信号、第一方向控制信号、第二脉冲信号、第二工作状态控制信号和第二方向控制信号，所述CPU控制电路通过所述第一脉冲信号、所述第一工作状态控制信号和所述第一方向控制信号控制所述伺服驱动电路中的第一电机的运转；所述CPU控制电路通过所述第二脉冲信号、所述第二工作状态控制信号和所述第二方向控制信号控制所述伺服驱动电路中的第二电机的运转；所述第一电机和所述第二电机带动所述太阳能光板的旋转；所述CPU控制电路通过所述Z轴脉冲信号初始化所述第一脉冲信号、所述第一方向控制信号、所述第二脉冲信号和所述第二方向控制信号。所述测光系统包括:X轴测光电路、Y轴测光电路和Z轴测光电路，X轴和Y轴测光电路分别由电压产生电路和电压频率转换电路组成。所述电压产生电路包括:阳极接地的9V稳压管，所述9V稳压管的阴极分别接光敏分压电阻、第一分压电阻和9V电源，所述光敏分压电阻接光敏器件；所述第一分压电阻接第一光度调节电阻，所述第一光度调节电阻连接第二分压电阻，所述第二分压电阻同时连接第二电阻和运算放大器的第一输入引脚的反相输入端；所述光敏分压电阻连接第一电阻，所述第一电阻分别连接运算放大器的第一输入引脚的同相输入端和第三电阻，所述第三电阻接地；运算放大器的第二输入引脚的同相输入端接第一电压反馈采样电阻，运算放大器的第二输入引脚的反相输入端接第四电阻和第五电阻，运算放大器的第一输出引脚接第二光度调节电阻，所述第二光度调节电阻接所述第四电阻，所述第五电阻接第二电压反馈采样电阻，所述第二电压反馈采样电阻接地；运算放大器的第二输出引脚输出二次放大的电压信号至所述电压频率转换电路。所述电压频率转换电路包括:第六电阻，所述第六电阻接所述二次放大的电压信号，所述第六电阻分别接第一电容和转换器的阈值引脚，转换器的电流输出弓I脚接第一电容，转换器的输出基准电流引脚接第七电阻和可变电阻组成的支路；转换器的比较输入引脚接第七电阻，转换器的定时电路引脚分别接第八电阻和第二电容，所述第八电阻和转换器的电源端接9V电源；转换器的频率输出引脚接第九电阻、第十电阻和第十一电阻组成的偏置电路，第十一电阻接三级管的基极，三极管的集电极输出所述X轴脉冲信号。所述Z轴测光电路包括:光敏器件，所述光敏器件接9V电源，所述光敏器件通过第十二电阻接地，所述光敏器件输出所述Z轴脉冲信号。所述伺服驱动电路包括:X轴控制电路和Y轴控制电路，所述X轴控制电路包括:第一电机控制器，所述第一电机控制器的输入端分别接所述第一脉冲信号、所述5V电源、所述第一工作状态控制信号和所述第一方向控制信号，控制所述第一电机内线圈的运转。所述Y轴控制电路包括:第二电机控制器，所述第二电机控制器的输入端分别接所述第二脉冲信号、所述5V电源、所述第二工作状态控制信号和所述第二方向控制信号，控制所述第二电机内线圈的运转。本专利技术提供的技术方案的有益效果是:该三维太阳光自动跟踪系统实现了自动的跟踪，避免了 GPS等成本较贵的器件，且本设计不需要实时的进行跟踪，在太阳下山后，还可以自动停止跟踪，电机将带动的太阳能板回归到初始位置。采用间歇式跟踪可以不让驱动部分一直工作，这样可以节省很多因驱动而带来的不必要的电能损耗，据测试这样可以提升光伏能电池板的总的发电量达到10%。并且设备成本仅为GPS的30%。【专利附图】【附图说明】图1为三维光伏能电池太阳光自动跟踪系统的结构示意图；图2为电源电路的电路原理图；图3为电压产生电路的电路原理图；图4为电压频率转换电路的电路原理图；图5为Z轴测光电路的电路原理图；图6为CPU控制电路的电路原理图；图7为伺服驱动电路的电路原理图。附图中，各部件的标号如下所示:I:CPU控制电路；2:伺服驱动电路；3:测光系统；4:电源电路；CP:第一脉冲信号；FREE:第一工作状态控制信号；DIR:第一方向控制信号；CPl:第二脉冲信号；FREEl:第二工作状态控制信号；DIRl:第二方向控制信号；SUN:光伏电池板；R32:分压电阻；C9:第一滤波电容；Q3、D1:9V稳压管；D3:反向截止二极管；BATTERY:蓄电池；Q4:5V稳压管； C12:第二滤波电容；Rl:光敏分压电阻；R3:第一分压电阻；L1、L3:光敏器件；RWl:第一光度调节电阻；R4:第二分压电阻；R2:第一电阻；LM358:运算放大器；R5:第二电阻；R7:第三电阻；RlO:第一电压反馈采样电阻；R8:第四电阻；R9:第五电阻；Rll:第二电压反馈采样电阻；R12:第六电阻；Cl:第一电容；LM331:转换器；THD:阈值弓丨脚；C/0UT:电流输出引脚；R/C:基准电流引脚；R13:第七电阻；RW3:可变电阻；C/IN:比较输入本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维光伏能电池太阳光自动跟踪系统，其特征在于，包括：依次电连接的CPU控制电路、伺服驱动电路和测光系统，其中，所述测光系统安装在太阳能光板上，还包括电源电路，所述电源电路输出5V电源给所述CPU控制电路和所述伺服驱动电路供电；所述电源电路输出所述9V电源给所述测光系统供电；所述测光系统输出X轴脉冲信号、Y轴脉冲信号和Z轴脉冲信号至所述CPU控制电路，所述CPU控制电路接收X轴脉冲信号和Y轴脉冲信号后输出第一脉冲信号、第一工作状态控制信号、第一方向控制信号、第二脉冲信号、第二工作状态控制信号和第二方向控制信号，所述CPU控制电路通过所述第一脉冲信号、所述第一工作状态控制信号和所述第一方向控制信号控制所述伺服驱动电路中的第一电机的运转；所述CPU控制电路通过所述第二脉冲信号、所述第二工作状态控制信号和所述第二方向控制信号控制所述伺服驱动电路中的第二电机的运转；所述第一电机和所述第二电机带动所述太阳能光板的旋转；所述CPU控制电路通过所述Z轴脉冲信号初始化所述第一脉冲信号、所述第一方向控制信号、所述第二脉冲信号和所述第二方向控制信号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：卜凤悦，
申请(专利权)人：天津市畅悦电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：