專利名稱：太陽能采光板的太陽角度跟蹤系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種太陽能采光板的太陽角度跟蹤系統。
背景技術：
隨著煤炭、石油、天然氣、鈾等常規能源供給的即將枯竭和環保壓力的增加，能源供給轉向利用太陽能電池，它是一種能把光能直接轉化為電能的清潔能源。盡管太陽照射到地球的能量非常巨大，但是具體到某一時刻某一小面積內，太陽能量不高并且不穩定，這就限制了太陽能電池這種清潔能源的應用。因此，進一步提高太陽能電池效率，達到廣泛應用的目的就顯得非常有意義。很直觀簡便的方法就是設計一種高效的太陽能電池跟蹤系統以便跟蹤太陽變化角度，并且它的運行及維護成本都較低，但是現有的太陽能電池跟蹤系統存在不夠實用和結構復雜等不足。太陽能電池采光面自動跟蹤可以有效提高太陽能電池輸出功率，但目前的自動跟蹤技術不是太成熟，特別是后期維護成本比較大。因此，有一些為了降低安裝成本而直接水平安裝或安裝在房頂上、外墻上，大部分太陽能電池陣列采光面采用固定仰角方式，不多的一部分會采用單軸自動跟蹤方式，只有很小一部分太陽能電池陣列采光面才采取雙軸自動跟蹤方式。對于雙軸自動跟蹤系統，目前市面上主要采用3種自動跟蹤技術立軸轉動式跟蹤器、齒圈轉動式跟蹤器和陀螺儀式跟蹤器，它們都是采用雙電機驅動，當采光面的姿態固定時，電機需要保持力矩，電機同樣還處于耗能狀態。另外，由于電機及機械部分需要維護和防沙防塵以及電機磨損等問題，因此很多太陽能電池采光面板都采用固定架方式安裝，沒有進行太陽角度跟蹤。
實用新型內容本實用新型針對上述現有技術存在的問題作出改進，即本實用新型要解決的技術問題是提供一種結構簡單、成本低、耗能低且跟蹤效果理想的太陽能采光板的太陽角度跟蹤系統。為了解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是一種太陽能采光板的太陽角度跟蹤系統，包括多塊陣列布置的采光板，所述采光板的仰角和方位角分別由各自的液壓泵驅動液壓油缸頂桿控制，所述采光板中的任意一塊選定為主板，其余采光板為從板，所述主板上安裝有一個太陽角度檢測器；還包括控制液壓泵工作的單片機和將主板的仰角、方位角轉化為兩個不同頻率電壓信號的主板角度傳感器，所述主板角度傳感器通過單片機將兩個不同頻率電壓信號分時送到每塊從板的控制模塊上，每塊從板的控制模塊分別連接有將從板姿態與主板姿態相比較的從板角度傳感器以及用于調整從板姿態以保持與主板有相同的仰角和方位角的由液壓泵驅動的液壓油缸。與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果該太陽能采光板的太陽角度跟蹤系統結構簡單，制作、安裝、運行和維護等成本均較低，耗能少，可以有效地跟蹤太陽角度的變化，大大提高太陽能的利用率，有利于太陽能這種清潔能源的推廣應用，節能環保。[0007]
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的說明。
圖1為本實用新型實施例的連接示意圖。圖2為采光板三點支撐的位置示意圖。圖中1_采光板，1-1-主板，1-2-從板，2-太陽角度檢測器，3-單片機，4-角度傳感器，5-液壓泵，6-液壓油缸，7-儲油罐，8-配重，9-防護套，10-風速傳感器，11-支桿，12-控制模塊，A-第一支撐點，B-第二支撐點，C-第三支撐點。
具體實施方式
如圖廣2所示，一種太陽能采光板的太陽角度跟蹤系統，包括多塊陣列布置的采光板I，所述采光板I的仰角和方位角分別由各自的液壓泵5驅動液壓油缸6頂桿控制，所述采光板I中的任意一塊選定為主板1-1，其余采光板I為從板1-2，所述主板1-1上安裝有一個用于檢測太陽光線照射的太陽角度檢測器2，所述太陽角度檢測器2可以是四象限傳感器、五象限傳感器或通光筒等，所述太陽角度檢測器2也可以是只檢測有沒有光線照射的光電檢測傳感器，所述太陽角度檢測器2的感光元件可以用光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管或硅光電池等；還包括控制液壓泵5工作的單片機3和將主板1-1的仰角、方位角轉化為兩個不同頻率電壓信號的主板角度傳感器4，所述主板角度傳感器4通過單片機3將兩個不同頻率電壓信號分時送到每塊從板1-2的控制模塊12上，每塊從板1-2的控制模塊12利用相應的從板角度傳感器4與主板1-1姿態相比較，并通過相應的液壓泵5驅動液壓油缸6頂桿來調整其姿態以保持與主板1-1有相同的仰角和方位角。在本實施例中，在第一安裝時調整好每塊采光板I的姿態；在單片機3電路設計時，可以設計有延時及窗口比較功能，防止采光板I受到外界干擾時產生顫抖。當太陽偏移至太陽角度檢測器2感應不到光線照射時，單片機3控制主板1-1的液壓泵5驅動液壓油缸6頂桿，通過調整主板1-1的仰角和方位角跟隨太陽角度變化來保持主板1-1上的太陽角度檢測器2能夠接收到光線照射，主板角度傳感器4將主板1-1的仰角、方位角轉化為兩個不同頻率電壓信號并分時送到每塊從板1-2的控制模塊12上，每塊從板1-2的控制模塊12根據分時送到的仰角電壓信號和不同頻率的方位角電壓信號進行整流，進而控制液壓泵5驅動液壓油缸6頂桿以調整從板1-2的姿態，使得從板1-2保持與主板1-1有相同的仰角和方位角。在本實施例中，所述采光板I的底邊與地面相平行，所述采光板I采取三點支撐，其中第一支撐點A位于采光板I的中心位置，第二支撐點B和第一支撐點A之間的連線與采光板I的底邊平行，第三支撐點C和第一支撐點A之間的連線與采光板I的底邊相垂直，三個支撐點構成直角等腰三角形，所述第一支撐點A由支桿11支撐，所述第二支撐點B和第三支撐點C分別由相應的液壓油缸6頂桿支撐，各支撐點的支撐連接結構均為萬向節結構。所述第一支撐點A的高度固定，但是第二支撐點B和第三支撐點C可以通過液壓泵5調整液壓油缸6頂桿高度；當第三支撐點C高度不變，改變第二支撐點B高度可以調整采光板I的方位角；同樣當第二支撐點B高度不變，改變第三支撐點C的高度可以調整采光板I的仰角。[0014]在本實施例中，所述采光板I在第二支撐點B和第三支撐點C的附近均設置有使得油液自動壓回儲油罐7內的配重8，使得每天晚上打開位于液壓油缸6到儲油罐7的油路上的電磁閥后，采光板I上的配重8就可以把泵油自動壓回到儲油罐7，這個回流的儲油罐7可以是很多塊采光板I共用，采光板I自動回復到早晨太陽升起正對的位置。當然，泵油的回流方式并不局限于此，還可以是單片機3配置有定時打開回流電磁閥以將泵油自動壓回到儲油罐7的時鐘芯片，例如在夜里12點左右打開回流電磁閥，將所有泵油自動壓回到儲油罐7，全部自動回復到早晨太陽升起正對的位置。簡單估算一下，單片機3每天有不大于2秒的誤差，對于單片機3來說這是很容易達到的，這樣30年它的累積誤差也只是6小時，也就是說最早是在晚上18點，最晚是在早上6點，太陽能電池采光板I自動復位。因此，該太陽角度跟蹤系統的太陽能電池采光板I陣列可以30年不用人工進行調整。在本實施例中，所述液壓油缸6頂桿外安裝有可伸縮的防護套9，所述防護套9隨著液壓油缸6頂桿的伸縮而伸縮，可以防止液壓油缸6頂桿受到風沙雨水的侵蝕。所述主板1-1上還安裝有一個風速傳感器10，所述風速傳感器10將風速信號送到單片機3，所述單片機3通過電磁閥控制采光板I的復位定位銷。當風速足夠大時，這時單片機3控制電磁閥抽起采光板I的復位定位銷，送出采光板I水平位置信號，同時打開液壓泵5讓使得全部陣列采光板I快速調整到水平位置，不被風給刮壞。在本實施例中，所述液壓泵5為微型液壓泵，由于微型液壓泵采用單向供油結構，油路內有滾珠頂球，當微型液壓泵壓油時，在錐形漏斗內的滾珠頂球升起，油液壓進液壓油缸6，頂桿升起，當微型液壓泵在回程或不工作時，滾珠頂球靠自身的重力落回錐形漏斗底部，加上油缸油壓，滾珠頂球就堵住錐形漏斗底部的孔，因此當采光板I的姿態固定時，微型液壓泵的油不會回流，也就不耗能。由于微型液壓泵活塞的面積比液壓油缸6活塞的面積小了很多，因此只要用很小的電機就可以帶動微型液壓泵工作，就能產生很大的力量來調整面積很大、重量很重的太陽能電池采光板I的姿態。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，凡依本實用新型申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本實用新型的涵蓋范圍。
權利要求1.一種太陽能采光板的太陽角度跟蹤系統，包括多塊陣列布置的采光板，其特征在于:所述采光板的仰角和方位角分別由各自的液壓泵驅動液壓油缸頂桿控制，所述采光板中的任意一塊選定為主板，其余采光板為從板，所述主板上安裝有一個太陽角度檢測器；還包括控制液壓泵工作的單片機和將主板的仰角、方位角轉化為兩個不同頻率的電壓信號的主板角度傳感器，所述主板角度傳感器通過單片機將兩個不同頻率電壓信號分時送到每塊從板的控制模塊上，每塊從板的控制模塊分別連接有將從板姿態與主板姿態相比較的從板角度傳感器以及用于調整從板姿態以保持與主板有相同的仰角和方位角的由液壓泵驅動的液壓油缸。
2.根據權利要求1所述的太陽能采光板的太陽角度跟蹤系統，其特征在于:所述采光板的底邊與地面相平行，所述采光板采取三點支撐，其中第一支撐點位于采光板的中心位置，第二支撐點和第一支撐點之間的連線與采光板的底邊平行，第三支撐點和第一支撐點之間的連線與采光板的底邊相垂直，三個支撐點構成直角等腰三角形，所述第一支撐點由支桿支撐，所述第二支撐點和第三支撐點分別由相應的液壓油缸頂桿支撐，各支撐點的支撐連接結構均為萬向節結構。
3.根據權利要求2所述的太陽能采光板的太陽角度跟蹤系統，其特征在于:所述采光板在第二支撐點和第三支撐點的附近均設置有使得泵油自動壓回儲油罐內的配重。
4.根據權利要求2所述的太陽能采光板的太陽角度跟蹤系統，其特征在于:所述單片機配置有定時打開回流電磁閥以將泵油自動壓回到儲油罐的時鐘芯片。
5.根據權利要求2或3所述的太陽能采光板的太陽角度跟蹤系統，其特征在于:所述液壓油缸頂桿外安裝有可伸縮的防護套。
6.根據權利要求1所述的太陽能采光板的太陽角度跟蹤系統，其特征在于:所述主板上還安裝有一個風速傳感器，所述風速傳感器將風速信號送到單片機，所述單片機通過電磁閥控制采光板的復位定位銷。
7.根據權利要求1所述的太陽能采光板的太陽角度跟蹤系統， 其特征在于:所述液壓泵為微型液壓泵。
專利摘要本實用新型涉及一種太陽能采光板的太陽角度跟蹤系統，包括多塊陣列布置的采光板，所述采光板的仰角和方位角分別由各自的液壓泵驅動液壓油缸頂桿控制，所述采光板中的任意一塊選定為主板，其余采光板為從板，所述主板上安裝有一個太陽角度檢測器；還包括控制液壓泵工作的單片機和將主板的仰角、方位角轉化為兩個不同頻率電壓信號的主板角度傳感器，所述主板角度傳感器通過單片機將兩個不同頻率電壓信號分時送到每塊從板的控制模塊上，每塊從板的控制模塊通過相應的液壓泵驅動液壓油缸頂桿來調整其姿態以保持與主板有相同的仰角和方位角。本實用新型結構簡單、成本低、耗能低且跟蹤效果好，大大提高太陽能的利用率，節能環保。
文檔編號G05D3/12GK202916709SQ20122062112
公開日2013年5月1日 申請日期2012年11月22日 優先權日2012年11月22日
發明者吳瑞坤, 吳承燕 申請人:福建恒昌電子科技有限公司