半圓柱面透鏡式單軸太陽跟蹤器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種單軸太陽跟蹤器，尤其涉及一種半圓柱面透鏡式單軸太陽跟蹤器。
【背景技術】
[0002]在能源危機和環境問題的雙重壓力下，國際社會掀起了開發利用太陽能的熱潮。各種太陽能產品已經得到大量應用，但太陽能產品的跟蹤技術的不完善一直是制約各種太陽能設備最大效率地利用太陽能的關鍵。
[0003]現有的單軸太陽自動跟蹤技術運行精度低，可靠性較低，所以急需一種運行可靠、定位精準的自動太陽位置確定技術。
【發明內容】
[0004]本發明的目的就是為了解決目前太陽跟蹤器結構較為復雜，運行精度及可靠性較差等問題，提供一種半圓柱面透鏡式單軸太陽跟蹤器，它能自動判斷出太陽光線的強弱及直射位置，并輸出位置控制信號，使太陽能設備自動精確跟隨太陽直射光線的軌跡運動。
[0005]為實現上述目的，本發明采用如下技術方案:
[0006]一種半圓柱面透鏡式單軸太陽跟蹤器，包括GPS衛星定位系統、角度傳感器、智能化測量控制裝置、外殼、設置在外殼頂部的半圓柱面透鏡以及設置在所述半圓柱面透鏡下方的光電檢測元件組件；光電檢測元件組件、GPS衛星定位系統和角度傳感器均與智能化測量控制裝置連接。
[0007]優選的，所述光電檢測元件組件包括第一光電檢測元件和第二光電檢測元件。
[0008]優選的，第一光電檢測元件和第二光電檢測元件在東西方向相對分布。
[0009]優選的，第一光電檢測元件和第二光電檢測元件在南北方向相對分布。
[0010]優選的，所述智能化測量控制裝置由單片機和驅動裝置組成，驅動裝置為繼電器驅動電路或光耦驅動電路。
[0011]優選的，所述第一光電檢測元件和第二光電檢測元件接入單片機A/D輸入引腳，進行光電檢測。
[0012]優選的，所述第一光電檢測元件和第二光電檢測元件采用光電二級管或線性光電元件的任何一種。
[0013]優選的，所述光電檢測元件組件設置在柱面透鏡下方的聚焦線位置。
[0014]優選的，所述太陽跟蹤器外殼上方還設有外殼上罩。
[0015]本發明的半圓柱面透鏡式單軸太陽跟蹤器，解決了太陽光單軸跟蹤的跟蹤精度低和跟蹤成本高等技術難題，加上半圓柱面透鏡的精確跟蹤，形成了一套完善的太陽能全自動高精度單軸跟蹤控制方案。它采用線性光電元件組件檢測太陽光聚焦強度，光電元件的輸出電壓與光強成正比。
[0016]所述GPS衛星定位系統的定位數據和角度傳感器數據輸入單片機；經單片機計算出太陽相對于太陽跟蹤器的位置角度并輸出位置控制信號。所述第一光電檢測元件和第二光電檢測元件接入單片機A/D輸入引腳，進行光電檢測。
[0017]其中，半圓柱面透鏡、第一光電檢測元件、第二光電檢測元件，角度傳感器與GPS衛星定位系統構成了太陽相對于太陽跟蹤器的位置檢測裝置，將太陽位置信號輸入智能化測量控制裝置，并由智能化測量裝置輸出太陽位置控制信號，經用戶的執行機構，使太陽能設備正對太陽方向。
[0018]本發明的有益技術效果為:
[0019]本發明采用半圓柱面透鏡、線性光電元件組件、GPS衛星定位系統以及角度傳感器對太陽位置及太陽光照度進行測量，測量太陽光照度值準確，輸出控制信號精度高。跟蹤靈敏度(即太陽位移角度)可通過程序設定，適應任何天氣情況，全自動運行，跟蹤穩定性強，適用于任何太陽能單軸跟蹤產品，便于推廣應用。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發明的結構示意圖。
[0021]圖2為電路原理框圖。
[0022]其中，I半圓柱面透鏡、2GPS衛星定位系統、3角度傳感器、4第一光電檢測元件、5第二光電檢測元件、6外殼上罩、7外殼、8單片機、9驅動裝置、10電源。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖與實施例對本發明做進一步說明。
[0024]如圖1和圖2所示，一種半圓柱面透鏡式單軸太陽跟蹤器，包括GPS衛星定位系統2、角度傳感器3、智能化測量控制裝置、外殼7、設置在所述外殼7頂部的半圓柱面透鏡I以及設置在所述半圓柱面透鏡I下方的光電檢測元件組件；光電檢測元件組件、GPS衛星定位系統2和角度傳感器3均與智能化測量控制裝置連接。
[0025]所述光電檢測元件組件包括第一光電檢測元件4和第二光電檢測元件5。第一光電檢測元件4和第二光電檢測元件5在東西方向相對分布；或者第一光電檢測元件4和第二光電檢測元件5在南北方向相對分布。所述光電檢測元件組件設置在所述半圓柱面透鏡I下方的聚焦線位置。
[0026]智能化測量控制裝置由單片機8和驅動裝置9組成，驅動裝置9為繼電器驅動電路或光耦驅動電路；其中，(I)電阻、三極管和繼電器組成的繼電器驅動電路，優點是成本低、過載能力強。(2)光耦驅動電路，優點是抗干擾能力強，適合遠距離信號輸出。單片機8與電源10連接。
[0027]各光電檢測元件可選擇:(I)光電二極管；(2)線性光電元件。
[0028]所述GPS衛星定位系統2獲取衛星定位數據，角度傳感器3測量實際位置數據，智能化測量控制裝置的單片機8接收GPS衛星定位系統2的定位數據和角度傳感器3的實際位置數據，計算并輸出太陽位置控制信號，驅動裝置9驅動使太陽能設備接近正對太陽方向，然后切入精密光跟蹤模式；所述第一光電檢測元件4和第二光電檢測元件5接入單片機8A/D輸入引腳，進行光電檢測。
[0029]第一光電檢測元件4和第二光電檢測元件5將太陽輻射強度轉換為電壓，單片機8測量第一光電檢測元件4與第二光電檢測元件5的電壓值，當太陽運行一定高度，第一光電檢測元件4與第二光電檢測元件5的差動電壓大于設定數值時，輸出驅動信號，通過用戶的執行機構驅動太陽能設備旋轉，直到第一光電檢測元件4與第二光電檢測元件5的差動電壓為OV時停止輸出。經過驅動裝置的驅動，保證太陽能設備精確對準太陽。
[0030]上述雖然結合附圖對本發明的【具體實施方式】進行了描述，但并非對發明保護范圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本發明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發明的保護范圍以內。
【主權項】
1.一種半圓柱面透鏡式單軸太陽跟蹤器，其特征在于:包括GPS衛星定位系統、角度傳感器、智能化測量控制裝置、外殼、設置在所述外殼頂部的半圓柱面透鏡以及設置在所述半圓柱面透鏡下方的光電檢測元件組件；所述光電檢測元件組件、所述GPS衛星定位系統和所述角度傳感器均與所述智能化測量控制裝置連接。
2.根據權利要求1所述的半圓柱面透鏡式單軸太陽跟蹤器，其特征在于:所述光電檢測元件組件設置在所述柱面透鏡下方的聚焦線位置。
3.根據權利要求2所述的半圓柱面透鏡式單軸太陽跟蹤器，其特征在于:所述光電檢測元件組件包括第一光電檢測元件和第二光電檢測元件。
4.根據權利要求3所述的半圓柱面透鏡式單軸太陽跟蹤器，其特征在于:所述第一光電檢測元件和第二光電檢測元件在東西方向相對分布。
5.根據權利要求3所述的半圓柱面透鏡式單軸太陽跟蹤器，其特征在于:所述第一光電檢測元件和第二光電檢測元件在南北方向相對分布。
6.根據權利要求3所述的半圓柱面透鏡式單軸太陽跟蹤器，其特征在于:所述智能化測量控制裝置由單片機和驅動裝置組成，所述驅動裝置為繼電器驅動電路或光耦驅動電路。
7.根據權利要求4或5所述的半圓柱面透鏡式單軸太陽跟蹤器，其特征在于:所述第一光電檢測元件和第二光電檢測元件接入單片機A/D輸入引腳，進行光電檢測。
8.根據權利要求3所述的半圓柱面透鏡式單軸太陽跟蹤器，其特征在于:所述第一光電檢測元件和第二光電檢測元件分別采用光電二級管或線性光電元件中的任何一種。
9.根據權利要求1所述的半圓柱面透鏡式單軸太陽跟蹤器，其特征在于:所述太陽跟蹤器外殼上方還設有外殼上罩。
【專利摘要】本發明涉及一種半圓柱面透鏡式單軸太陽跟蹤器，包括GPS衛星定位系統、角度傳感器、智能化測量控制裝置、外殼、設置在所述外殼頂部的半圓柱面透鏡以及設置在所述線聚焦透鏡下方的光電檢測元件組件；光電檢測元件組件、GPS衛星定位系統和角度傳感器均與智能化測量控制裝置連接。發明采用半圓柱面透鏡、線性光電元件組件、GPS衛星定位系統以及角度傳感器對太陽位置及太陽光照度進行測量，測量太陽光照度值精度高，輸出控制信號準確。跟蹤靈敏度可在程序中設定，適應任何天氣情況，全自動運行，跟蹤穩定性強，適用于任何太陽能單軸跟蹤產品，便于推廣應用。
【IPC分類】G05D3-12
【公開號】CN104571147
【申請號】CN201510041774
【發明人】程林剛
【申請人】程林剛
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年1月27日