專利名稱：太陽能光伏發電自動跟蹤系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及太陽能光伏發電領域，具體涉及一種太陽能光伏發電自動跟蹤 系統。
背景技術：
通常太陽能光伏發電系統的太陽能電池組件都是采用固定角度集收太陽 能量，由于一天當中只有極少部分時間太陽能電池組件是正對太陽照射的， 所以一天的太陽能量集收少，發電量低。
專利"可自動跟蹤太陽的聚能裝置"(專利號:91103247. 9 )解決此問題 的技術方案為使一個拋物面聚能鏡24小時勻速轉動；與此相類似的，專利 "用同步電機自動跟蹤太陽的太陽能裝置"(專利號01214070.8 )則直接使 太陽能裝置每小時旋轉15度。但是，在不同的季節，不同的天氣，太陽東升 西落的時間是不同的，使用此種方法并不能保證聚能鏡或太陽能裝置每一刻 都正對太陽；并且電機轉動時消耗的功率比較大，兼之24小時轉動，能量耗 費嚴重。
發明內容
本發明的目的在于提供一種太陽能光伏發電系統中的太陽能電池組件自 動跟蹤太陽能信號的系統。
為解決上述發明的目的，本發明提供的太陽能光伏發電自動跟蹤系統，包
括
太陽能電池組件，用于接收太陽光照并將太陽能轉換為電能； 高靈每丈度光探頭，用于采集光信號；
底面支撐固定架，為三棱柱形，在三棱柱兩端面相互對應的頂點處裝有軸承；
太陽能電池組件固定架，為三棱柱形，其與所述底面支撐固定架共用一條
橫邊，該橫邊通過兩個軸承連接為共同轉動軸；底面支撐固定架與太陽能電 池組件固定架的截面為兩個共頂點的三角形；
絲桿伸縮結構，包括絲桿、連接裝置，所述絲桿的兩端連接太陽能電池組 件固定架的一條橫邊和底面支撐固定架的 一條橫邊，其中 一端為固定連接， 另一端為活接；
低速直流電機，其轉動軸連接絲桿活接的一端，這樣低速直流電機的轉動 將帶動絲桿轉動；
自動跟蹤控制器，用于根據高靈敏度光探頭采集的信號，對太陽偏移方向 及角度的大小做出判斷，控制低速直流電機的開關、轉動方向和轉速。
進一步地，絲桿伸縮結構還包括一個機械減速器，位于絲桿與低速直流電 機之間，連接絲桿的轉動軸和低速直流電機的轉動軸，用于降低從低速直流 電機傳遞給絲桿的轉速。
可選地，機械減速器是由若干的機械齒輪按一定減速比組合而成。
進一步地，自動跟蹤控制器包括
信號采集轉換器，用于采集高靈敏度光探頭所探測的太陽能模擬信號，把
此信號轉換為數字信號并輸出；
數據處理控制器，用于控制信號采集轉換電路的工作狀態，對信號采集轉
換電路所輸出的數字信號進行判斷處理，根據結果輸出電機轉動控制信號； 直流電機驅動器，根據數據處理控制電路所輸出的控制信號驅動直流電機
轉動，并且控制其轉動狀態。
可選地，底面支撐固定架的橫截面為等腰三角形。 可選地，太陽能電池組件固定架的橫截面為等腰三角形。 該系統的工作原理和工作過程是早上太陽升起時，高靈敏度光探頭檢測
5到太陽的照射達到一定亮度，控制軟件自動啟動自動跟蹤控制系統工作，自 動跟蹤控制系統通過判斷太陽照射信號的強弱控制低速直流電機轉動，通過 機械減速器的連接帶動絲桿轉動實現上升和下降，使太陽電池組件繞轉軸旋 轉到能夠正對太陽直射太陽電池組件的理想位置，然后低速直流電機斷電使
絲桿伸縮結構處于自鎖狀態；當太陽照射偏離太陽電池組件正面一定角度時 重新啟動低速直流電機來調整位置；下午太陽落山后，太陽照射強度低于高 靈敏度光探頭所能檢測的太陽光強預定值，此時系統自動關閉自動跟蹤控制 器及電機，以節約電能。
與現有技術相比，本發明的有益效果是
1、 控制角度精確，能很快將太陽能組件轉到能夠輸出最大功率的位置；
2、 采用較小功率電機即可驅動太陽能組件平衡穩定地旋轉；
3、 遇到黑夜、陰雨等不適宜太陽能光伏系統工作的天氣時自動休眠以節 省電能。
圖1是本發明太陽能光伏發電自動跟蹤系統具體實施例結構示意圖的立 體圖2是本發明太陽能光伏發電自動跟蹤系統具體實施例結構示意圖的右 視圖3是本發明太陽能光伏發電自動跟蹤系統具體實施例的轉動示意圖； 圖4是本發明太陽能光伏發電自動跟蹤系統具體實施例的自動控制器結 構關系示意圖5是本發明太陽能光伏發電自動跟蹤系統具體實施例的 統組成結構 關系示意圖。
具體實施方式
如圖1和圖2所示，本發明太陽能光伏發電自動跟蹤系統的具體實施例包 括太陽能電池組件l、高靈敏度光探頭IO、底面支撐固定架2、太陽能電池組 件固定架9、絲桿伸縮結構、低速直流電機5、機械減速器6、自動跟蹤控制 器。其中，底面支撐固定架2為三棱柱形，其截面為等腰三角形，在三棱柱 兩端面的頂角處裝有軸承；太陽能電池組件固定架9亦為三棱柱形，其截面 為等腰三角形，與底面支撐固定架2共用一條橫邊，并且這條橫邊通過兩個 軸承連接為二者的共同轉動軸3;絲桿伸縮結構包括絲桿4、固接裝置7和活 接裝置8 ，絲桿4的一端固定連接太陽能電池組件固定架9的一條橫邊的中點， 另一端用活接底面支撐固定架2的一條橫邊的中點；低速直流電機5的轉動 軸通過機械減速器6連接絲桿4活接的一端，這樣低速直流電機5的轉動即 可帶動絲桿4轉動。
如圖4所示，本發明太陽能光伏發電自動跟蹤系統的具體實施例的自動 跟蹤控制器包括信號采集轉換器11、數據處理控制器13、直流電機驅動器12。 其中，信號采集轉換器11用于采集高靈敏度光探頭所探測的太陽能模擬信號， 把此信號轉換為數字信號并輸出；數據處理控制器13用于控制信號采集轉換 電路的工作狀態，對信號采集轉換電路所輸出的數字信號進行判斷處理，根 據結果輸出電機轉動控制信號；直流電機驅動器12用于根據數據處理控制電 路所輸出的控制信號驅動直流電機轉動，并且控制其轉動狀態。整個自動跟 蹤控制器的作用是根據高靈敏度光探頭采集的信號，對太陽偏移方向及角度 的大小做出判斷，控制低速直流電機5的開關、轉動方向和轉速。其工作原 理為高靈敏度光探頭IO把太陽光能信號轉換成電信號通過信號采集轉換器 11轉換為可控的邏輯信號，數據處理控制器13對此邏輯信號進行運算處理， 通過數據處理控制器13的控制端對直流電機驅動器12輸出控制信號，控制 低速直流電機5正轉或反轉；控制軟件是鑲嵌在數據處理控制器13內部的命令，采用模糊控制技術對本系統工作狀態進行實時監控。
如圖3和圖5所示，該系統的工作原理和工作過程是早上太陽升起時， 高靈敏度光探頭IO檢測到太陽的照射達到一定亮度，控制軟件自動啟動自動 跟蹤控制系統工作，自動跟蹤控制系統通過判斷太陽照射信號的強弱控制低 速直流電機5轉動，通過機械減速器6的連接帶動絲桿4轉動實現上升和下 降，使太陽電池組件1繞轉軸3旋轉到能夠正對太陽直射太陽電池組件1的 理想位置，然后低速直流電機5斷電使絲桿伸縮結構處于自鎖狀態；當太陽 照射偏離太陽電池組件1正面一定角度時重新啟動低速直流電機來調整位置； 下午太陽落山后，太陽照射強度低于高靈敏度光探頭IO所能檢測的太陽光強 預定值，此時系統自動關閉自動跟蹤控制器及電機，以節約電能。
以上所述是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通 技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾， 這些改進和潤飾也視為本發明的保護范圍。
權利要求1、一種太陽能光伏發電自動跟蹤系統，包括太陽能電池組件(1)和高靈敏度光探頭(10)，其特征在于，該系統還包括底面支撐固定架(2)，為三棱柱形，在三棱柱兩端面相互對應的頂點處裝有軸承；太陽能電池組件固定架(9)，為三棱柱形，其與所述底面支撐固定架(2)共用一條橫邊，該橫邊通過兩個軸承連接為共同轉動軸(3)；絲桿伸縮結構，包括絲桿(4)、連接裝置，所述絲桿(4)的兩端連接太陽能電池組件固定架(9)的一條橫邊和底面支撐固定架(2)的一條橫邊，其中一端為固定連接，另一端為活接；低速直流電機(5)，其轉動軸連接絲桿(4)活接的一端，這樣低速直流電機(5)的轉動即可帶動絲桿(4)轉動；自動跟蹤控制器，用于根據高靈敏度光探頭采集的信號，對太陽偏移方向及角度的大小做出判斷，控制低速直流電機(5)的開關、轉動方向和轉速。
2、 根據權利要求1所述的太陽能光伏發電自動跟蹤系統，其特征在于， 所述絲桿伸縮結構還包括一個機械減速器(6)，位于絲桿(4)與低速直流電 機(5 )之間，連接絲桿(4 )的轉動軸和低速直流電機(5 )的轉動軸。
3、 根據權利要求2所述的太陽能光伏發電自動跟蹤系統，其特征在于， 所述機械減速器(6)是由若干的機械齒輪按一定減速比組合而成。
4、 根據權利要求1所述的太陽能光伏發電自動跟蹤系統，其特征在于， 所述自動跟蹤控制器包括信號采集轉換器(11)，用于采集高靈敏度光探頭所探測的太陽能模擬信 號，把此信號轉換為數字信號并輸出；數據處理控制器(12)，用于控制信號采集轉換電路的工作狀態，對信號 采集轉換電路所輸出的數字信號進行判斷處理，根據結果輸出電機轉動控制 信號；直流電機驅動器(12),根據數據處理控制電路所輸出的控制信號驅動直 流電機轉動，并且控制其轉動狀態。
5、 根據權利要求1所述的太陽能光伏發電自動跟蹤系統，其特征在于， 所述底面支撐固定架(2)的橫截面為等腰三角形。
6、 根據權利要求1所述的太陽能光伏發電自動跟蹤系統，其特征在于， 所述太陽能電池組件固定架(9)的橫截面為等腰三角形。
專利摘要本實用新型涉及太陽能光伏發電領域，提供一種太陽能光伏發電自動跟蹤系統。其包括太陽能電池組件1、高靈敏度光探頭10、底面支撐固定架2、太陽能電池組件固定架9、絲桿伸縮結構、低速直流電機5、自動跟蹤控制器。根據高靈敏度光探頭10采集的光照信號，自動跟蹤控制器做出判斷，控制低速直流電機5正向或反向轉動，帶動絲桿伸縮，從而使太陽能電池組件1繞固定軸轉動，達到跟蹤目的。控制角度精確并且節省能量。
文檔編號H02N6/00GK201383768SQ20092005521
公開日2010年1月13日 申請日期2009年4月23日 優先權日2009年4月23日
發明者訓 張 申請人:訓 張