專利名稱：一種太陽能追光方法和系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及太陽能技術領域，特別涉及一種雙模式控制的太陽能追光方法和系統(tǒng)。
背景技術：
隨著煤、石油、天然氣等非可再生能源的不斷消耗，人類在使用能源的過程中更加注重能源效率問題，節(jié)能減排已成為各國政府面臨的重要問題，我國也不例外。我國在《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要O006-2020年)》中已明確提出要大力開展可再生能源低成本規(guī)?；_發(fā)利用和間歇式電源并網(wǎng)及輸配技術，而采用分布式發(fā)電技術，充分利用清潔、可再生能源，是實現(xiàn)節(jié)能減排目標的重要舉措。目前，傳統(tǒng)的太陽能系統(tǒng)主要采用固定式安裝或采用光學傳感器實現(xiàn)追光。采用固定式安裝的產(chǎn)品不能根據(jù)太陽位置的變化調(diào)整太陽能系統(tǒng)的姿態(tài)，從而太陽能的采集及利用率較低，長遠投資成本大，性價比較低。而采用光學傳感器技術的產(chǎn)品雖然可以實現(xiàn)太陽能系統(tǒng)姿態(tài)的調(diào)整，但因為產(chǎn)品一般安裝在室外，自然環(huán)境條件對光學傳感器的靈敏度影響非常大。同時，現(xiàn)有的使用固定軌道算法的追光控制模式的，雖然對于自然因素的干擾有一定的效果，但是由于按固定軌道調(diào)整時會涉及一個追光調(diào)整間斷時間，故此導致追光效果逐漸降低，同時追光效率低、太陽能利用率也不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題是提供一種太陽能追光方法和系統(tǒng)，以克服現(xiàn)有技術的太陽能系統(tǒng)追光效率和太陽能利用率低的缺陷。為達到上述目的，本發(fā)明提供一種太陽能追光方法，所述方法包括以下步驟
A、復位太陽能電池板的初始位置；
B、通過光敏傳感器獲取光線強度信號；
C、根據(jù)所述光線強度信號選擇追光控制模式，所述追光控制模式包括固定公轉(zhuǎn)軌道追光控制模式和光敏傳感器追光控制模式；
D、根據(jù)選擇的追光控制模式及太陽能電池板的當前位置對電機進行控制，驅(qū)動活動支撐底座完成追光動作。其中，所述步驟A具體包括通過限位開關限定所述太陽能電池板的初始位置，所述初始位置是固定的。其中，所述步驟C具體包括判斷所述光敏傳感器獲取的光線強度信號是否有效且可識別，如果是，則選擇光敏傳感器追光控制模式，否則選擇固定公轉(zhuǎn)軌道追光控制模式。其中，當選擇光敏傳感器追光控制模式時，所述步驟D包括
根據(jù)所述光敏傳感器的輸出信號，對電機進行控制，驅(qū)動活動支撐底座完成追光動作， 并轉(zhuǎn)步驟B。
其中，當選擇固定公轉(zhuǎn)軌道追光控制模式時，所述步驟D包括 D21、通過GPS組件獲取太陽赤緯δ、觀測地地理緯度φ ；
D22、根據(jù)公式SinH=CosCii-^計算獲取太陽高度角，其中，H為太陽高度角，δ為太陽
赤緯，Φ為觀測地地理緯度；
D23、判斷太陽高度角是否大于0，如果是，則轉(zhuǎn)步驟D24，否則轉(zhuǎn)步驟D21 ； D24、通過電子羅盤獲取太陽方位角；
D25、根據(jù)所述太陽高度角和太陽方位角，對電機進行控制，驅(qū)動活動支撐底座完成追光動作，并轉(zhuǎn)步驟B。本發(fā)明還提供一種太陽能追光系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括活動支撐底座(1)、太陽能電池板(2)、智能控制器(3)和執(zhí)行部件(4);所述太陽能電池板(2)和智能控制器(3)放置在所述活動支撐底座(1)上；所述執(zhí)行部件(4)的輸入端與所述智能控制器(3)連接，輸出端與所述活動支撐底座(1)連接；所述智能控制器(3 )通過所述執(zhí)行部件(4 )控制所述活動支撐底座(1)進行自動追光。其中，所述智能控制器(3)包括GPS組件、電子羅盤、光敏傳感器、單片機及其外圍電路，所述單片機及其外圍電路分別與所述GPS組件、電子羅盤和光敏傳感器連接。其中，所述單片機及其外圍電路包括
光強檢測單元，由于檢測光線強度是否有效使光敏傳感器工作； 追光控制模式選擇單元，用于根據(jù)所述光敏傳感器獲取的光線強度信號和所述光強檢測單元的輸出信號，選擇追光控制模式；所述追光控制模式包括固定公轉(zhuǎn)軌道追光控制模式和光敏傳感器追光控制模式；
固定公轉(zhuǎn)軌道追光控制單元，用于在所述追光控制模式選擇單元選擇固定公轉(zhuǎn)軌道追光控制模式時，對電機進行控制，驅(qū)動活動支撐底座完成追光動作；
光敏傳感器追光控制單元，用于在所述追光控制模式選擇單元選擇光敏傳感器追光控制模式時，對電機進行控制，驅(qū)動活動支撐底座完成追光動作。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果
本發(fā)明可以根據(jù)實際的太陽光照情況選擇不同的追光控制模式，從而有效地提高了追光效率和太陽能的利用率，增大了輸出功率。同時，本發(fā)明的太陽能追光系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，制作成本低，電路簡單，工作可靠，穩(wěn)定性高。


圖1是本發(fā)明實施例的一種太陽能追光方法的流程圖； 圖2是本發(fā)明實施例的一種太陽能追光系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本發(fā)明實施例的智能控制器的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，1.活動支撐底座，2.太陽能電池板，3.智能控制器，4.執(zhí)行部件。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
做進一步詳細地說明。實施例1
本發(fā)明實施例的一種太陽能追光方法如圖1所示，包括以下步驟步驟SlOl，復位太陽能電池板的初始位置。本實施例中，通過限位開關限定所述太陽能電池板的初始位置，所述初始位置是固定的。步驟S102，通過光敏傳感器獲取光線強度信號。步驟S103，根據(jù)所述光線強度信號選擇追光控制模式。所述追光控制模式包括固定公轉(zhuǎn)軌道追光控制模式和光敏傳感器追光控制模式。本實施例中，具體包括判斷所述光敏傳感器的信號是否有效且可識別，如果是，則選擇光敏傳感器追光控制模式，轉(zhuǎn)步驟 sl08 ；否則，選擇固定公轉(zhuǎn)軌道追光控制模式，轉(zhuǎn)步驟sl04。步驟sl04，獲取太陽高度角。本實施例中，具體包括首先通過GPS組件獲取太陽赤緯δ、觀測地地理緯度Φ ；然后根據(jù)公式SinH=Cos(Si-J)計算獲取太陽高度角，其中，H
為太陽高度角，S為太陽赤緯，Φ為觀測地地理緯度。太陽高度角是指某地太陽光線與該地作垂直于地心的地表切線的夾角；太陽赤緯是地球赤道平面與太陽和地球中心的連線之間的夾角。步驟S105，判斷所述太陽高度角是否大于0，如果是，則轉(zhuǎn)步驟sl06，否則轉(zhuǎn)步驟 sl04。步驟sl06，通過電子羅盤獲取太陽方位角，轉(zhuǎn)步驟sl07。步驟sl07，根據(jù)所述太陽高度角和太陽方位角參數(shù)，按照智能控制器中所儲存的固定公轉(zhuǎn)軌道追光程序，在二自由上對電機進行控制，驅(qū)動活動支撐底座完成追光動作，并轉(zhuǎn)步驟sl02。步驟sl08，根據(jù)光敏傳感器信號，按照智能控制器中所儲存的光敏傳感器追光程序，在二自由上對電機進行控制，驅(qū)動活動支撐底座完成追光動作，并轉(zhuǎn)步驟s 102。本實施例可以根據(jù)實際的太陽光照情況選擇不同的追光控制模式，從而有效地提高了追光效率和太陽能的利用率，增大了輸出功率。實施例2
本發(fā)明實施例的一種太陽能追光系統(tǒng)如圖2所示，包括活動支撐底座1、太陽能電池板 2、智能控制器3和執(zhí)行部件4 ；所述太陽能電池板2和智能控制器3放置在所述活動支撐底座1上；所述執(zhí)行部件4的輸入端與所述智能控制器3連接，輸出端與所述活動支撐底座 1連接；所述智能控制器3通過所述執(zhí)行部件4控制所述活動支撐底座1進行自動追光。所述智能控制器3的結(jié)構(gòu)如圖3所示，包括GPS組件、電子羅盤、光敏傳感器、單片機及其外圍電路，所述單片機及其外圍電路分別與所述GPS組件、電子羅盤和光敏傳感器連接。所述單片機及其外圍電路包括光強檢測單元、追光控制模式選擇單元、固定公轉(zhuǎn)軌道追光控制單元和光敏傳感器追光控制單元，所述追光控制模式選擇單元分別與所述光強檢測單元、固定公轉(zhuǎn)軌道追光控制單元和光敏傳感器追光控制單元連接。光強檢測單元用于檢測光線強度是否有效并可以使光敏傳感器工作。追光控制模式選擇單元用于根據(jù)所述光敏傳感器獲取的光線強度信號和所述光強檢測單元的輸出信號，選擇追光控制模式；所述追光控制模式包括固定公轉(zhuǎn)軌道追光控制模式和光敏傳感器追光控制模式。固定公轉(zhuǎn)軌道追光控制單元用于在所述追光控制模式選擇單元選擇固定公轉(zhuǎn)軌道追光控制模式時，對電機進行控制，驅(qū)動活動支撐底座完成追光動作。光敏傳感器追光控制單元用于在所述追光控制模式選擇單元選擇光敏傳感器追光控制模式時，對電機進行控制，驅(qū)動活動支撐底座完成追光動作。智能控制器3工作過程是利用其中儲存的控制模式選擇程序判斷當前時刻的控制方式，按上述判斷的工作模式選擇是以光敏傳感器追光控制程序還是以地球公轉(zhuǎn)軌道公式程序處理、分析光敏傳感器或GPS組件及電子羅盤組件的輸入數(shù)據(jù)，將最終結(jié)果輸出給執(zhí)行部件4中的步進電機，驅(qū)動承載太陽能電池板2的活動支撐底座1，在兩個自由度方向上轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)自動智能追光。活動支撐底座1根據(jù)太陽能電池板2的重量要求設計。本實施例的太陽能追光系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，制作成本低，電路簡單，工作可靠，穩(wěn)定性尚ο以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)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(fā)明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和替換，這些改進和替換也應視為本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種太陽能追光方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟A、復位太陽能電池板的初始位置；B、通過光敏傳感器獲取光線強度信號；C、根據(jù)所述光線強度信號選擇追光控制模式，所述追光控制模式包括固定公轉(zhuǎn)軌道追光控制模式和光敏傳感器追光控制模式；D、根據(jù)選擇的追光控制模式及太陽能電池板的當前位置對電機進行控制，驅(qū)動活動支撐底座完成追光動作。
2.如權利要求1所述的太陽能追光方法，其特征在于，所述步驟A具體包括通過限位開關限定所述太陽能電池板的初始位置，所述初始位置是固定的。
3.如權利要求1或2所述的太陽能追光方法，其特征在于，所述步驟C具體包括判斷所述光敏傳感器獲取的光線強度信號是否有效且可識別，如果是，則選擇光敏傳感器追光控制模式，否則選擇固定公轉(zhuǎn)軌道追光控制模式。
4.如權利要求3所述的太陽能追光方法，其特征在于，當選擇光敏傳感器追光控制模式時，所述步驟D包括根據(jù)所述光敏傳感器的輸出信號，對電機進行控制，驅(qū)動活動支撐底座完成追光動作， 并轉(zhuǎn)步驟B。
5.如權利要求3所述的太陽能追光方法，其特征在于，當選擇固定公轉(zhuǎn)軌道追光控制模式時，所述步驟D包括D21、通過GPS組件獲取太陽赤緯δ、觀測地地理緯度φ ；D22、根據(jù)公式sinH=cos({i-句計算獲取太陽高度角，其中，H為太陽高度角，δ為太陽赤緯，Φ為觀測地地理緯度；D23、判斷太陽高度角是否大于0，如果是，則轉(zhuǎn)步驟D24，否則轉(zhuǎn)步驟D21 ；D24、通過電子羅盤獲取太陽方位角；D25、根據(jù)所述太陽高度角和太陽方位角，對電機進行控制，驅(qū)動活動支撐底座完成追光動作，并轉(zhuǎn)步驟B。
6.一種太陽能追光系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括活動支撐底座(1)、太陽能電池板 (2)、智能控制器(3)和執(zhí)行部件(4)；所述太陽能電池板(2)和智能控制器(3)放置在所述活動支撐底座(1)上；所述執(zhí)行部件(4)的輸入端與所述智能控制器(3)連接，輸出端與所述活動支撐底座(1)連接；所述智能控制器(3)通過所述執(zhí)行部件(4)控制所述活動支撐底座(1)進行自動追光。
7.如權利要求6所述的太陽能追光系統(tǒng)，其特征在于，所述智能控制器(3)包括GPS組件、電子羅盤、光敏傳感器、單片機及其外圍電路，所述單片機及其外圍電路分別與所述GPS 組件、電子羅盤和光敏傳感器連接。
8.如權利要求7所述的太陽能追光系統(tǒng)，其特征在于，所述單片機及其外圍電路包括光強檢測單元，由于檢測光線強度是否有效使光敏傳感器工作；追光控制模式選擇單元，用于根據(jù)所述光敏傳感器獲取的光線強度信號和所述光強檢測單元的輸出信號，選擇追光控制模式；所述追光控制模式包括固定公轉(zhuǎn)軌道追光控制模式和光敏傳感器追光控制模式；固定公轉(zhuǎn)軌道追光控制單元，用于在所述追光控制模式選擇單元選擇固定公轉(zhuǎn)軌道追光控制模式時，對電機進行控制，驅(qū)動活動支撐底座完成追光動作；光敏傳感器追光控制單元，用于在所述追光控制模式選擇單元選擇光敏傳感器追光控制模式時，對電機進行控制，驅(qū)動活動支撐底座完成追光動作。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種太陽能追光方法，包括以下步驟A、復位太陽能電池板的初始位置；B、通過光敏傳感器獲取光線強度信號；C、根據(jù)所述光線強度信號選擇追光控制模式，所述追光控制模式包括固定公轉(zhuǎn)軌道追光控制模式和光敏傳感器追光控制模式；D、根據(jù)選擇的追光控制模式及太陽能電池板的當前位置對電機進行控制，驅(qū)動活動支撐底座完成追光動作。本發(fā)明還公開了一種太陽能追光系統(tǒng)。本發(fā)明可以根據(jù)實際的太陽光照情況選擇不同的追光控制模式，從而有效地提高了追光效率和太陽能的利用率，增大了輸出功率。同時，本發(fā)明的太陽能追光系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，制作成本低，電路簡單，工作可靠，穩(wěn)定性高。
文檔編號G05D3/12GK102541092SQ20121001023
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月13日 優(yōu)先權日2012年1月13日
發(fā)明者呼忠權, 張麗麗, 徐丹琴, 溫銀堂, 潘月, 王洪斌, 賀晙華, 陳利敏 申請人:燕山大學