本發(fā)明涉及太陽能發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種太陽能電池板光線方向自動跟隨系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

當(dāng)今社會，化石能源這種傳統(tǒng)能源逐漸枯竭，人類越來越關(guān)注全球環(huán)境的現(xiàn)狀及其趨勢。目前世界環(huán)境、資源退化有兩個(gè)主因：貧困和高速的人口增長率(主要是在亞非拉)；資源的低效使用，高消費(fèi)量、高廢物生成量以及工業(yè)污染。因此我們急需尋找一些新能源來實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。太陽能作為一種新興的綠色能源正得到迅速的發(fā)展和應(yīng)用。由于輻射到地面的光受到氣候、緯度、經(jīng)度等自然條件的影響，存在著間歇性、光照方向和強(qiáng)度隨時(shí)間不斷變化的問題，對太陽能的收集和利用提出了更高的要求。香港大學(xué)建筑系研究了太陽光角度與太陽能接收率的關(guān)系，理論分析表明：太陽的跟蹤與非跟蹤，能量的接收率相差37.7％，精確地跟蹤太陽可使接收器的熱效率大大提高，進(jìn)而提高了太陽能發(fā)電系統(tǒng)的太陽能利用率，拓寬了太陽能的利用領(lǐng)域。

目前世界上通用的太陽能跟蹤器都需要根據(jù)安放點(diǎn)的經(jīng)緯度等信息計(jì)算一年中的每一天的不同時(shí)刻太陽所在的角度，將一年中每個(gè)時(shí)刻的太陽位置存儲到PLC、單片機(jī)或電腦軟件中，也就是靠計(jì)算太陽位置以實(shí)現(xiàn)跟蹤。采用的是電腦數(shù)據(jù)理論，需要地球經(jīng)緯度地區(qū)的的數(shù)據(jù)和設(shè)定，一旦安裝，就不便移動或裝拆，每次移動完就必須重新設(shè)定數(shù)據(jù)和調(diào)整各個(gè)參數(shù)；原理、電路、技術(shù)、設(shè)備都很復(fù)雜，非專業(yè)人士不能夠隨便操作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明設(shè)計(jì)開發(fā)了一種太陽能電池板光線方向自動跟隨系統(tǒng)，始終使太陽能電池板朝向太陽的方向，最大限度的接收太陽能。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：

一種太陽能電池板光線方向自動跟隨系統(tǒng)，其特征在于，包括：

旋轉(zhuǎn)底座，其上表面呈水平面，并且能夠繞豎直的軸線旋轉(zhuǎn)；所述旋轉(zhuǎn)底座上設(shè)置有太陽能電池板；

驅(qū)動裝置，其設(shè)置于所述旋轉(zhuǎn)底座下方并且與所述旋轉(zhuǎn)底座連接，能夠帶動所述旋轉(zhuǎn)底座旋轉(zhuǎn)；

光線方向檢測裝置，其設(shè)置于所述旋轉(zhuǎn)底座上表面處，用于檢測太陽光線方向，所述光線方向檢測裝置包括：

投影桿，其呈細(xì)長圓柱桿狀，所述投影桿垂直固定于所述旋轉(zhuǎn)底座上表面上；

第一光線傳感器，其設(shè)置于所述旋轉(zhuǎn)底座上表面上，并且從所述第一光線傳感器指向投影桿底面圓心的方向與所述太陽能電池板法線的方向重合；

第二光線傳感器，其設(shè)置于所述旋轉(zhuǎn)底座上表面上，并且位于第一光線傳感器和投影桿底面圓心連線的上方；

第三光線傳感器，其設(shè)置于所述旋轉(zhuǎn)底座上表面上，并且位于第一光線傳感器和投影桿底面圓心連線的下方；

其中，太陽光照射投影桿產(chǎn)生的陰影覆蓋到第一光線傳感器、第二光線傳感器、第三光線傳感器上時(shí)，所述第一光線傳感器、第二光線傳感器、第三光線傳感器能夠輸出信號；

驅(qū)動電路，其通過第一光線傳感器、第二光線傳感器、第三光線傳感器輸出的信號控制驅(qū)動裝置工作，帶動所述旋轉(zhuǎn)底座旋轉(zhuǎn)使太陽能電池板的方向與太陽光的方向重合。

優(yōu)選的是，還包括固定底座，所述固定底座固定于地面上，所述旋轉(zhuǎn)底座設(shè)置于固定底座上方，并且所述固定底座和旋轉(zhuǎn)底座之間設(shè)置有軸承，以支撐所述旋轉(zhuǎn)底座的轉(zhuǎn)動。

優(yōu)選的是，所述旋轉(zhuǎn)底座下方與固定底座之間設(shè)置有空腔，以安裝驅(qū)動裝置。

優(yōu)選的是，所述光線方向檢測裝置，設(shè)置有兩套，分別位于所述太陽能電池板的前后兩側(cè)，以防止太陽能電池板的陰影覆蓋到所述光線方向檢測裝置。

優(yōu)選的是，所述驅(qū)動裝置為三相異步電動機(jī)；所述第一光線傳感器、第二光線傳感器、第三光線傳感器均為常開式光控開關(guān)；所述驅(qū)動電路為三相異步電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路，其中停止按鈕替換成第一光線傳感器，正轉(zhuǎn)按鈕替換為第二光線傳感器，反轉(zhuǎn)按鈕替換為第三光線傳感器。

優(yōu)選的是，所述驅(qū)動裝置包括旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)和三位四通電磁閥，所述三位四通電磁閥包括第一電磁線圈和第二電磁線圈；所述第一光線傳感器為常閉式光控開關(guān)，所述第二光線傳感器和第三光線傳感器均為常開式光控開關(guān)；所述驅(qū)動電路包括第一電磁線圈供電電路和第二線圈供電電路，所述第一電磁線圈供電路包括第一光線傳感器和第二光線傳感器，所述第二電磁線圈供電路包括第一光線傳感器和第三光線傳感器，所述第二光線傳感器出觸發(fā)時(shí)實(shí)現(xiàn)為第一線圈供電，所述第三光線傳感器出觸發(fā)時(shí)實(shí)現(xiàn)為第二線圈供電，所述第一光線傳感器觸發(fā)時(shí)使第一電磁線圈和第二電磁線圈均斷電。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供了一種太陽能電池板光線方向自動跟隨系統(tǒng)，通過不斷修正太陽能電池板的方向角，使太陽能電池板始終朝著光線的方向，使太陽光的利用率達(dá)到最大。本發(fā)明采用了純機(jī)械和電路式的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了太陽能電池板方向的修正，沒有使用可編程式控制器，不會發(fā)生程序跑飛等現(xiàn)象，大大增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述的太陽能電池板光線方向自動跟隨系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明所述的光線方向檢測裝置總體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明所述的光線方向檢測裝置俯視圖。

圖4為本發(fā)明所述的。

圖5為本發(fā)明所述的。

圖6為本發(fā)明所述的電機(jī)正反轉(zhuǎn)電路示意圖。

圖7為本發(fā)明所述的第一電磁線圈供電電路和第二線圈供電電路示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實(shí)施。

如圖1所示，本發(fā)明提供了一種太陽能電池板光線方向自動跟隨系統(tǒng)，包括底座、太陽能電池板120、驅(qū)動裝置130、光線方向檢測裝置140以及驅(qū)動電路。

所述底座包括固定底座111和旋轉(zhuǎn)底座112。其中固定底座111固定于地面上，旋轉(zhuǎn)底座112設(shè)置于固定底座111的上方。在固定底座111和旋轉(zhuǎn)底座112之間設(shè)置有軸承113，以支撐旋轉(zhuǎn)底座112在固定底座111上旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)底座112的上表面呈水平面，并且能夠繞豎直的軸線旋轉(zhuǎn)。

太陽能電池板120安裝于旋轉(zhuǎn)底座112上。太陽能電池板120上表面與旋轉(zhuǎn)底座112上表面呈一定的角度。在太陽能電池板120和旋轉(zhuǎn)底座112之間可以加裝角度調(diào)節(jié)裝置，根據(jù)不同的光照角度來調(diào)節(jié)太陽能電池板120上表面與旋轉(zhuǎn)底座112上表面之間的角度。當(dāng)然也可以采用一固定的角度，達(dá)到節(jié)約成本的目的。一般可將太陽能電池板120上表面與旋轉(zhuǎn)底座112之間的角度設(shè)定為45°，也具有較好的接收陽光的效果。由于太陽能電池板120安裝于旋轉(zhuǎn)底座112上，因此太陽能電池板120會隨著旋轉(zhuǎn)底座112一同繞豎直的軸線旋轉(zhuǎn)。

在旋轉(zhuǎn)底座112下方與固定底座111之間設(shè)置有空腔，在該空腔內(nèi)安裝有驅(qū)動裝置130。驅(qū)動裝置130與旋轉(zhuǎn)底座112固定連接，所述驅(qū)動裝置130能夠輸出旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，從而帶動旋轉(zhuǎn)底座112繞著豎直的軸線旋轉(zhuǎn)。來改變太陽能電池板120的方向角。

如圖2所示，所述光線方向檢測裝置140設(shè)置于所述旋轉(zhuǎn)底座112上表面處。所述光線方向檢測裝置140包括投影桿141、第一光線傳感器142、第二光線傳感器143、第三光線傳感器144。

一并參閱圖3，所述投影桿141為呈細(xì)長圓柱桿狀，其垂直固定于旋轉(zhuǎn)底座112的上表面上。第一光線傳感器142、第二光線傳感器143、第三光線傳感器144均設(shè)置在旋轉(zhuǎn)底座112的上表面上，從所述第一光線傳感器142指向投影桿141底面圓心的方向與所述太陽能電池板120法線的方向重合。第二光線傳感器143位于第一光線傳感器142和投影桿141底面圓心連線的上方，第三光線傳感器144位于第一光線傳感器142和投影桿141底面圓心連線的下方。太陽光照射投影桿141產(chǎn)生的陰影覆蓋到第一光線傳感器142、第二光線傳感器143、第三光線傳感器144上時(shí)，所述第一光線傳感器142、第二光線傳感器143、第三光線傳感器144能夠輸出信號。

驅(qū)動電路通過第一光線傳感器142、第二光線傳感器143、第三光線傳感器144輸出的信號控制驅(qū)動裝置130工作，帶動所述旋轉(zhuǎn)底座112旋轉(zhuǎn)使太陽能電池板120的方向與太陽光的方向重合。如圖4所示，當(dāng)太陽光的方向與太陽能電池板120的方向重合時(shí)，太陽光照射投影桿141產(chǎn)生的陰影正好覆蓋在第一光線傳感器142上。如圖5所示，隨著太陽自東向西的移動，陰影的位置也會發(fā)生變化，而當(dāng)陰影覆蓋在第二光線傳感器143時(shí)，第二光線傳感器143會輸出信號，使驅(qū)動電路控制驅(qū)動裝置130與太陽運(yùn)動方向相反的反向運(yùn)動，直到陰影重新覆蓋在第一光線傳感器142上時(shí)驅(qū)動裝置130停止工作。

通過上述的布置，只要陽光的方向與太陽能電池板120的方向偏離一定的角度，驅(qū)動裝置130就會開始工作，使陽光的方向重新與太陽能電池板120的重合，從而使太陽能電池板始終能夠最大限度地接收太陽光。

在另一實(shí)施例中，所述光線方向檢測裝置140設(shè)置有兩套，分別位于所述太陽能電池板120的前后兩側(cè)，以防止太陽能電池板120的陰影覆蓋到所述光線方向檢測裝置140。

在另一實(shí)施例中，所述驅(qū)動裝置130為三相異步電動機(jī)；所述第一光線傳感器142、第二光線傳感器143、第三光線傳感器144均為光照開路遮擋閉合式的光控開關(guān)。如圖6所示，所述驅(qū)動電路為三相異步電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路，其中停止按鈕替換成第一光線傳感器142，正轉(zhuǎn)按鈕替換為第二光線傳感器143，反轉(zhuǎn)按鈕替換為第三光線傳感器144。當(dāng)?shù)谝还饩€傳感器142被遮擋住時(shí)，陽光的方向與太陽能電池板120的方向重合。隨著太陽自東向西的移動，當(dāng)?shù)诙饩€傳感器143被遮擋時(shí)，觸發(fā)三相異步電動機(jī)正轉(zhuǎn)，修正太陽能電池板120的方向，直到第一光線傳感器142再次被遮擋時(shí)，三相異步電動機(jī)停止轉(zhuǎn)動。

在另一實(shí)施例中，所述驅(qū)動裝置130包括旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)和三位四通電磁閥，所述三位四通電磁閥包括第一電磁線圈131和第二電磁線圈132。所述第一光線傳感器142為光照閉合遮擋開路式的光控開關(guān)，所述第二光線傳感器143和第三光線傳感器144均為光照開路遮擋閉合式的光控開關(guān)。如圖7所示，所述驅(qū)動電路包括第一電磁線圈供電電路和第二線圈供電電路，所述第一電磁線圈供電路包括第一光線傳感器142和第二光線傳感器143，所述第二電磁線圈供電路包括第一光線傳感器142和第三光線傳感器144，所述第二光線傳感器143出觸發(fā)時(shí)實(shí)現(xiàn)為第一線圈供電，所述第三光線傳感器144出觸發(fā)時(shí)實(shí)現(xiàn)為第二線圈供電，所述第一光線傳感器142觸發(fā)時(shí)使第一電磁線圈和第二電磁線圈均斷電。當(dāng)?shù)谝还饩€傳感器142被遮擋住時(shí)，陽光的方向與太陽能電池板120的方向重合。隨著太陽自東向西的移動，當(dāng)?shù)诙饩€傳感器143被遮擋時(shí)，第一電磁線圈供電路處于閉合狀態(tài)，第一電磁線圈131通電，使三位四通電磁閥控制旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)動，修正太陽能電池板120的方向，直到第一光線傳感器142再次被遮擋時(shí)，第一電磁線圈131和第二電磁線圈132均斷電，液壓馬達(dá)保持當(dāng)前位置。

盡管本發(fā)明的實(shí)施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實(shí)施方式中所列運(yùn)用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實(shí)現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。