專利名稱：太陽光線自動跟蹤裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種太陽光線自動跟蹤裝置，特別涉及一種用于調整光伏電池支 架方位角和高度角的太陽光線自動跟蹤裝置。
背景技術：
太陽能是未來人類將主要依賴的能源之一，取之不盡用之不竭，而且是綠色可再 生能源，不會造成環境污染。因此，對太陽能的如何利用的研究顯得尤為重要。原有的太陽 能發電時將光伏電池支架朝南傾斜一定角度固定設置。當太陽光線垂直照射到光伏電池表 面時，光伏電池接收的能量最強，而太陽光線的方向在一天之內，不僅方位角要自東向西發 生變化，高度角也會從小到大，再從大到小發生變化，方位角和高度角均固定的光伏電池無 法一直最大限度地接收輻射光線，大大降低了發電效率，無形中提高了成本。之后通過技術的改進，出現了太陽光線自動跟蹤裝置，為光伏電池支架安裝方位 角調節裝置和高度角調節裝置，實現光伏電池支架角度可變，提高了發電效率，但是光線傳 感器的設置不夠合理，只能使光伏電池朝向光照強烈的一方，仍然不能保持太陽光線的垂 直入射。因此，需要一種太陽光線自動跟蹤裝置，對光線傳感器作出改進，能夠根據光線方 位角和高度角的改變，即時調節光伏電池的角度，使太陽光線始終垂直照射到光伏電池上， 進一步提高光伏電池的發電效率，降低太陽能發電的成本。
實用新型內容有鑒于此，本實用新型提供一種太陽光線自動跟蹤裝置，對光線傳感器作出改進， 能夠根據光線方位角和高度角的改變，即時調節光伏電池的角度，使太陽光線始終垂直照 射到光伏電池上，進一步提高光伏電池的發電效率，降低太陽能發電的成本。本實用新型的太陽光線自動跟蹤裝置，包括控制系統、底座、設置于底座上的光伏 電池支架以及光伏電池支架的方位角調節裝置和高度角調節裝置，所述控制系統包括光線 傳感器和單片機，所述光線傳感器包括垂直于光伏電池支架板面設置的圓筒形筒體，筒體 底端與一底板固定連接，筒體頂端沿內圓周向固定設置一凸透鏡，與筒體內腔對應的底板 上沿筒體軸線周向均布設置四個光敏電阻組成電橋I，與筒體外部對應的的底板上沿筒體 軸線周向均布設置四個光敏電阻組成電橋II，筒體頂端外圓表面沿軸線周向均布設置四個 光敏電阻組成電橋III，電橋I、電橋II和電橋III的信號輸出端分別與單片機的信號輸入 端連接，單片機的指令輸出端與方位角調節裝置和高度角角調節裝置的指令輸入端分別連 接。進一步，所述方位角調節裝置包括轉盤和轉盤驅動裝置，高度角調節裝置為氣缸， 轉盤水平設置于底座上與底座轉動配合，轉盤驅動裝置設置有繞轉盤轉軸旋轉的圓周運動 動力輸出端，圓周運動動力輸出端與轉盤沿圓周方向固定配合；所述光伏電池支架的一板 邊與轉盤鉸接，下板面通過氣缸與轉盤連接，形成可繞鉸接軸轉動的斜面結構；[0008]進一步，電橋III、電橋II和電橋I的靈敏度依次增加；進一步，所述光伏電池支架上固定設置光伏電池陣列。本實用新型的有益效果通過與三組電橋相互配合，單片機接收光線的方位角和高度角信號，通過運算后控制光伏電池的方位角調節裝置和高度角調節裝置，調整光伏電 池的角度使其與入射光線垂直，最大程度的利用光照強度，提高發電效率，降低太陽能發電 成本。
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步描述。
圖1為本實用新型的結構主視圖；圖2為本實用新型的結構左視圖；圖3為本實用新型光線傳感器的結構剖視圖；圖4為圖3的A-A向剖視圖。
具體實施方式
圖1為本實用新型的結構主視圖；圖2為本實用新型的結構左視圖；圖3為本實用 新型光線傳感器的結構剖視圖；圖4為圖3的A-A向剖視圖。如圖所示本實施例的太陽光 線自動跟蹤裝置，包括控制系統、水平設置的底座1、設置于底座1上的光伏電池支架2，以 及光伏電池支架2的方位角調節裝置和高度角調節裝置，光伏電池支架2上固定設置光伏 電池陣列，方位角調節裝置和高度角調節裝置分別各自的驅動機構驅動光伏電池支架2作 方位角和高度角的改變。所述控制系統包括光線傳感器和單片機，光線傳感器包括垂直于 光伏電池支架2板面設置的圓筒形筒體3，筒體3底端與一底板4固定連接，底板可以與光 伏電池支架集成為一體，也可以通過可拆卸的方式，如采用螺栓、螺釘與光伏電池支架固定 連接，光線傳感器在光伏電池支架上的安裝位置可根據美觀和安裝方便的需要確定；與筒 體3頂端沿內圓周向固定設置一凸透鏡5，與筒體3內腔對應的底板4上沿筒體軸線周向均 布設置四個光敏電阻組成電橋I 6，與筒體3外部對應的的底板4上沿筒體軸線周向均布 設置四個光敏電阻組成電橋II 7，筒體3頂端外圓表面沿軸線周向均布設置四個光敏電阻 組成電橋1118，電橋I 6、電橋II 7和電橋III 8的信號輸出端分別與單片機的信號輸入 端連接，單片機的指令輸出端與方位角調節裝置和高度角角調節裝置的指令輸入端分別連 接。當光伏電池與光線偏角較大時，筒體外的光敏電阻發揮作用，電橋III和電橋II用于 粗調，將接收到的光照強度信號轉換為電信號，輸入到單片機中，依靠單片機控制方位角調 節裝置和高度角調節裝置較快速的改變光伏電池支架的方位角和高度角，使光伏電池朝向 光照較強的方向，再利用電橋I進行微調，當有平行光直射筒體頂端端面時，經過凸透鏡折 射后的光剛好可以將筒的下底面全部照亮，在底板上電橋I四個方向的光敏電阻會隨光斑 移動改變阻值，當光線出現較小偏差時，筒內光斑會發生較大幅度移動，內部光敏電阻電阻 顯著變化，相比電橋II和電橋III精度更高，可以調節光伏電池板面與入射光線垂直。本實施例中，所述方位角調節裝置包括轉盤9和轉盤驅動裝置，高度角調節裝置 為氣缸10，轉盤9水平設置于底座1上與底座1轉動配合，轉盤驅動裝置設置有繞轉盤轉軸 旋轉的圓周運動動力輸出端，轉盤驅動裝置采用電機，圓周運動動力輸出端可以是電機轉軸，也可以是傳動機構的動力輸出端，圓周運動動力輸出端與轉盤9沿圓周方向固定配合， 使轉盤在轉盤驅動裝置的驅動下可做圓周運動；所述光伏電池支架2的一板邊與轉盤9鉸 接，下板面通過氣缸10與轉盤9連接，形成可繞鉸接軸轉動的斜面結構，單片機通過控制電 機和氣缸，實現對方位角和高度角的調節。本實施例中，所述電橋III 8、電橋II 7和電橋I 6的靈敏度依次增加，因為電橋 III、電橋II和電橋I分別控制光伏電池做大范圍調整_粗調_微調，于是對精度的要求是 依次遞增，可提高大范圍調整-粗調的調整速度，提高裝置的響應速度。最后說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，盡管參 照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本 實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的宗旨和范 圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求范圍當中。
權利要求一種太陽光線自動跟蹤裝置，包括控制系統、底座(1)、設置于底座(1)上的光伏電池支架(2)以及光伏電池支架(2)的方位角調節裝置和高度角調節裝置，其特征在于所述控制系統包括光線傳感器和單片機，所述光線傳感器包括垂直于光伏電池支架(2)板面設置的圓筒形筒體(3)，筒體(3)底端與一底板(4)固定連接，筒體(3)頂端沿內圓周向固定設置一凸透鏡(5)，與筒體(3)內腔對應的底板(4)上沿筒體軸線周向均布設置四個光敏電阻組成電橋I(6)，與筒體(3)外部對應的的底板(4)上沿筒體軸線周向均布設置四個光敏電阻組成電橋II(7)，筒體(3)頂端外圓表面沿軸線周向均布設置四個光敏電阻組成電橋III(8)，電橋I(6)、電橋II(7)和電橋III(8)的信號輸出端分別與單片機的信號輸入端連接，單片機的指令輸出端與方位角調節裝置和高度角角調節裝置的指令輸入端分別連接。
2.根據權利要求1所述的太陽光線自動跟蹤裝置，其特征在于所述方位角調節裝置 包括轉盤(9)和轉盤驅動裝置，高度角調節裝置為氣缸(10)，轉盤(9)水平設置于底座(1) 上與底座(1)轉動配合，轉盤驅動裝置設置有繞轉盤轉軸旋轉的圓周運動動力輸出端，圓 周運動動力輸出端與轉盤(9)沿圓周方向固定配合；所述光伏電池支架(2)的一板邊與轉 盤(9)鉸接，下板面通過氣缸(10)與轉盤(9)連接，形成可繞鉸接軸轉動的斜面結構。
3.根據權利要求2所述的太陽光線自動跟蹤裝置，其特征在于所述電橋111(8)、電橋 11(7)和電橋I (6)的靈敏度依次增加。
4.根據權利要求1至3任一項所述的太陽光線自動跟蹤裝置，其特征在于所述光伏 電池支架(2)上固定設置光伏電池陣列。
專利摘要本實用新型公開了一種太陽光線自動跟蹤裝置，包括控制系統、底座、設置于底座上的光伏電池支架以及光伏電池支架的方位角調節裝置和高度角調節裝置，控制系統包括光線傳感器和單片機，所述光線傳感器包括垂直于光伏電池支架板面設置的圓筒形筒體，筒體底端與一底板固定連接，筒體頂端沿內圓周向固定設置一凸透鏡，通過在筒體內外用光敏電阻組成的三組電橋相互配合，單片機接收光線的方位角和高度角信號，通過運算后控制光伏電池的方位角調節裝置和高度角調節裝置，調整光伏電池的角度使其與入射光線垂直，最大程度的利用光照強度，提高發電效率，降低太陽能發電成本。
文檔編號H02N6/00GK201594798SQ20092029381
公開日2010年9月29日 申請日期2009年12月15日 優先權日2009年12月15日
發明者何玉林, 李衍, 杜靜, 金鑫, 陸雪蘭, 龔國偉 申請人:重慶大學