本實用新型涉及一種太陽能裝置，尤其涉及一種太陽能跟蹤裝置，屬于太陽能設備的技術領域。

背景技術：

隨著清潔能源的大力發(fā)展，小型太陽能系統(tǒng)的用途越來越廣泛。太陽能電池板將其接受的太陽光能轉化為電能，是太陽能系統(tǒng)的核心。通常情況下，太陽能電池板只有在陽光垂直射入時才有最大的輸出電能，但由于地球自轉，相對于電池板來說，太陽的位置是時刻移動的，一天中大多數(shù)時間陽光并不能垂直射入電池板，從而導致太陽能電池板能量轉化效率較低。

公布號為CN105939145A的中國專利公開了一種具有追蹤功能的太陽能電板裝置，其通過第一電機、第二電機、第一繩索、第二繩索、連接軸、齒輪、齒軌和連接桿配合，達到帶動太陽能電板沿東西軸線運動。其結構復雜，傳動耗能高，成本高昂。

公布號為CN105929857A的中國專利公布了一種太陽能全景自動跟蹤系統(tǒng)，其亦采用電機實現(xiàn)了對光伏板的驅動，而其電機驅動信號轉換復雜，且電機的驅動量控制偏差大，而采用精密控制件會使得產(chǎn)品價格高昂。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是解決上述現(xiàn)有技術的不足，成本高昂、驅動源耗能高且驅動結構復雜，提供一種太陽能跟蹤裝置。

為了達到上述目的，本實用新型所采用的技術方案為：

一種太陽能跟蹤裝置，包括基座、旋轉盤和連接桿，

所述基座包括連接桿固定部和連接桿支撐部，

所述連接桿包括軸桿及動力源固定部，所述動力源固定部上設有成對的第一電磁鐵和第二電磁鐵，

所述旋轉盤的采光面上設置有光伏板和兩個對稱設置的第一光敏傳感系統(tǒng)和第二光敏傳感系統(tǒng)，所述旋轉盤的背光面的兩側具有磁盤，并且所述旋轉盤上設有用于活動裝配于所述軸桿上的軸孔，

所述連接桿的一端與所述連接桿固定部相連，所述軸桿的自由端固定于所述連接桿支撐部上，所述旋轉盤通過所述軸孔活動穿接于所述軸桿上，并且所述第一電磁鐵、第二電磁鐵分別與所述磁盤一一匹配相對，

所述光伏板分別與第一電磁鐵、第二電磁鐵、第一光敏傳感系統(tǒng)、第二光敏傳感系統(tǒng)供電相連，并且第一光敏傳感系統(tǒng)與第二光敏傳感系統(tǒng)形成光電信號比機構，第一電磁鐵與第二電磁鐵受驅于所述光電信號比機構。

優(yōu)選地，所述連接桿支撐部上包括復數(shù)調(diào)節(jié)固定位，所述軸桿的自由端與任意一個調(diào)節(jié)固定位相固接。

優(yōu)選地，所述連接桿的一端與所述連接桿固定部相樞軸連接。

優(yōu)選地，所述旋轉盤為非磁性旋轉盤。

優(yōu)選地，所述第一光敏傳感系統(tǒng)包括第一光敏傳感器、第一電阻、第二電阻、第一運算放大器和第一負載開關，所述第二光敏傳感系統(tǒng)包括第二光敏傳感器、第三電阻、第四電阻、第二運算放大器和第二負載開關，所述第一光敏傳感系統(tǒng)與所述第二光敏傳感系統(tǒng)形成差分對比電路。

本實用新型的有益效果主要體現(xiàn)在：

1.以電磁鐵作為太陽能跟蹤器的驅動單元，其驅動量可靠，誤差小；

2.電磁鐵及光敏傳感器耗能低，直接由太陽能電池板供電，無需外接電源；

3.電磁鐵及光敏傳感器成本均較為低廉、且傳動結構簡單且動能損失小。

附圖說明

圖1是本實用新型一種太陽能跟蹤裝置的結構示意圖；

圖2是陽光垂直照射時太陽能跟蹤裝置的結構示意圖；

圖3是光伏板、第一電磁鐵、第二電磁鐵、第一光敏傳感系統(tǒng)和第二光敏傳感系統(tǒng)所形成的電路結構示意圖。

具體實施方式

本實用新型提供一種太陽能跟蹤裝置。以下結合附圖本實新型技術方案進行詳細描述，以使其更易于理解和掌握。

一種太陽能跟蹤裝置，如圖1和圖2所示，包括基座1、旋轉盤2和連接桿3，旋轉盤2為非磁性旋轉盤，基座1包括連接桿固定部和連接桿支撐部，連接桿3包括軸桿4及動力源固定部5，動力源固定部5上設有成對的第一電磁鐵7和第二電磁鐵8，旋轉盤2的采光面上設置有光伏板11和兩個對稱設置的第一光敏傳感系統(tǒng)和第二光敏傳感系統(tǒng)，旋轉盤2的背光面的兩側具有磁盤6，磁盤為鐵質材料等，并且旋轉盤2上設有用于活動裝配于軸桿4上的軸孔，連接桿的一端與連接桿固定部相連，優(yōu)選為兩者樞軸連接，方便調(diào)整軸桿角度，軸桿的自由端固定于連接桿支撐部上，當然連接桿支撐部可優(yōu)化，其上包括復數(shù)調(diào)節(jié)固定位，軸桿的自由端與任意一個調(diào)節(jié)固定位相固接，旋轉盤2通過軸孔活動穿接于軸桿4上，并且第一電磁鐵7、第二電磁鐵8分別與磁盤一一匹配相對。

需要說明的是，光伏板分別與第一電磁鐵、第二電磁鐵、第一光敏傳感系統(tǒng)、第二光敏傳感系統(tǒng)供電相連，即實現(xiàn)光伏板對元器件的全部供電，無需連接外部供電源。并且第一光敏傳感系統(tǒng)與第二光敏傳感系統(tǒng)形成光電信號比機構，第一電磁鐵與第二電磁鐵受驅于光電信號比機構，即通過兩個光敏傳感系統(tǒng)的光信號或其轉換信號進行對比分析，實現(xiàn)對電磁鐵的驅動，通過旋轉實現(xiàn)光敏傳感系統(tǒng)的信號對等，可以采用單片機采集數(shù)據(jù)對比、亦可采用差分對比電路實現(xiàn)對比。

具體使用時，首先調(diào)整基座的朝向，使光伏板朝陽。基座應當放置在正南正北方向，保證連接桿固定部朝向，通過軸桿的上下位移可調(diào)整光伏板的縱向角度，該縱向角度等于或小于當?shù)氐木S度。

具體實施例中，如圖3所示，第一光敏傳感系統(tǒng)包括第一光敏傳感器9、第一電阻12、第二電阻13、第一運算放大器14和第一負載開關15，第二光敏傳感系統(tǒng)包括第二光敏傳感器10、第三電阻18、第四電阻19、第二運算放大器17和第二負載開關16，第一光敏傳感系統(tǒng)與第二光敏傳感系統(tǒng)形成差分對比電路。

第一光敏傳感器9和第二光敏傳感器10由光伏板供電，它們輸出的電流與其接收的光強度成正比。當陽光垂直射向光伏板時，如圖2所示，上述兩個光敏傳感器輸出電流相等。如果陽光傾斜一定角度，那么第一光敏傳感器9和第二光敏傳感器10輸出的電流就會不等。

如圖3所示，第一電阻12和第二電阻13組成一個分壓電路，將第一光敏傳感器9輸出的電流I₉轉化為電壓V₁₃。根據(jù)歐姆定律，下式成立：

分壓電路的輸出V₁₃接入第一運算放大器14的正輸入端，相同的，另外一端的輸出V₁₀接入第一運算放大器14的負輸入端。

根據(jù)歐姆定律，V₁₀與第二光敏傳感器10的輸出電流I₁₀成正比，并滿足：

第一運算放大器14比較V₁₃與V₁₀的大小，如果前者大于后者，則輸出邏輯1；反之，則輸出邏輯0。也就是說，當大于時，運算放大器14的輸出是邏輯1，反之，輸出是邏輯0。證明如下：

當?shù)谝回撦d開關15和第二負載開關16輸入為邏輯1時，開關閉合，電流可以通過。當?shù)谝贿\算放大器14的輸出為邏輯1時，第一負載開關15連通，電流通過第一電磁鐵7，產(chǎn)生磁力，吸引磁盤，進而帶動旋轉盤2轉動。

當?shù)谝贿\算放大器14的輸出邏輯為0時，第一負載開關15閉合，無電流通過第一電磁鐵7，無磁力產(chǎn)生，旋轉盤2停止轉動。

K 為旋轉盤朝向第一電磁鐵轉動的閾值，數(shù)值上等于 。設計中，K應該略大于1，以防止不必要的抖動。

因為追蹤裝置的機制完全對稱，旋轉盤朝向第二電磁鐵轉動的閾值為。本設計中，旋轉盤轉動的閾值設為同一值K。

綜上，跟蹤裝置運行方式如下：

若太陽直射角偏向第一電磁鐵方向時，第一光敏傳感器9接受的陽光強度大于第二光敏傳感器10，因此前者的輸出電流I₉大于后者的I₁₀。當比值大于閾值K時，光伏板朝向第二電磁鐵轉動，直到比值等于閾值K時停止，此時太陽光基本直射到光伏板上。直射角偏向相反時，光伏板反向轉動。

通過以上描述可以發(fā)現(xiàn)，本實用新型以電磁鐵作為太陽能跟蹤器的驅動單元，其驅動量可靠，誤差?。浑姶盆F及光敏傳感器耗能低，直接由太陽能電池板供電，無需外接電源；電磁鐵及光敏傳感器成本均較為低廉、且傳動結構簡單且動能損失小。

以上對本實用新型的技術方案進行了充分描述，需要說明的是，本實用新型的具體實施方式并不受上述描述的限制，本領域的普通技術人員依據(jù)本實用新型的精神實質在結構、方法或功能等方面采用等同變換或者等效變換而形成的所有技術方案，均落在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。