專利名稱:一種太陽能板自動轉(zhuǎn)向裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種太陽能板自動轉(zhuǎn)向裝置，包括順次連接的傳感裝置、信號處理裝置和傳動裝置。所述傳感裝置為半球體結(jié)構(gòu)，所述半球體表面覆蓋感光外殼，所述半球體底部設(shè)置空心基座，所述基座外表面設(shè)置屏蔽層，所述信號處理裝置設(shè)置于基座內(nèi)部。所述感光外殼由光伏材料制成，以豎直球徑為中心均分為八個板塊。所述信號處理裝置包括順次連接的A/D單元、單片機單元和D/A單元。所述傳動裝置包括步進電機以及與電機轉(zhuǎn)軸相連接的傳動軸。本裝置不必人工干預(yù)，特別適合天氣變化比較復(fù)雜和無人值守的情況，有效地提高了太陽能的利用率，有較好的推廣應(yīng)用價值和市場應(yīng)用前景。
【專利說明】一種太陽能板自動轉(zhuǎn)向裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種發(fā)電系統(tǒng)的輔助控制裝置，尤其涉及一種太陽能板自動轉(zhuǎn)向
>J-U ρ?α裝直。

【背景技術(shù)】
[0002]光伏太陽能發(fā)電技術(shù)在國外已得到深入研究和推廣，我國在技術(shù)上也已基本成熟，并已進入推廣應(yīng)用階段，不僅建成了一大批太陽能發(fā)電廠，同時也將太陽能發(fā)電應(yīng)用到了居民小區(qū)、學校等場所的照明、報警及信號指示中，但太陽能存在著密度低、間歇性、光照方向和強度隨時間不斷變化的問題，這對太陽能的收集和利用裝置提出了很高的要求。
[0003]目前很多太陽能電池板陣列都是固定的，發(fā)電效率低下，即使存在一些自轉(zhuǎn)向裝置，也多是在電池板陣列面上集成光敏元件與控制器，不僅增加制造難度，而且也只能實現(xiàn)小幅度的前后左右移動，并不能實現(xiàn)太陽光照的有效利用。據(jù)據(jù)實驗統(tǒng)計，在太陽能發(fā)電相同條件下，采取良好跟蹤比固定位置發(fā)電效率會提高35 %左右。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的是提供一種太陽能板自動轉(zhuǎn)向裝置，它能夠?qū)崿F(xiàn)太陽能發(fā)電板隨太陽位置與光強的變化進行360度水平自動轉(zhuǎn)動的功能，并將傳感裝置與發(fā)電面板隔離開，減少集成難度，避免相互干擾。
[0005]為實現(xiàn)本實用新型的目的所采用的技術(shù)方案是:一種太陽能板自動轉(zhuǎn)向裝置，包括傳感裝置、信號處理裝置和轉(zhuǎn)向裝置，各裝置間采用屏蔽信號線連接，所述傳感裝置為半球體結(jié)構(gòu)，所述傳感裝置通過空心立桿間隔設(shè)置在太陽能板的一側(cè)，所述半球體表面覆蓋感光外殼，所述感光外殼由光伏材料制成，以豎直球徑為中心均分為八個板塊，各版塊相交于球冠頂部的中心點，所述半球體底部設(shè)置空心基座，所述基座外表面設(shè)置屏蔽層，所述信號處理裝置設(shè)置于基座內(nèi)部；。所述傳動裝置包括步進電機以及與電機轉(zhuǎn)軸相連接的傳動軸，所述傳動軸連接所述太陽能電池板的支撐點。
[0006]所述信號處理裝置包括順次連接的A/D單元、單片機單元和D/A單元。
[0007]所述傳動裝置包括步進電機以及與電機轉(zhuǎn)軸相連接的傳動軸。
[0008]所述傳動軸連接所述太陽能電池板的支撐點。
[0009]所述步進電機采用直流型。
[0010]傳感裝置所分八個板塊依地理水平方向的八個方位劃分，即正東、正南、正西、正北、東南、西南、東北、西北，每方位所占轉(zhuǎn)角均為45度,共覆蓋360度成一圓周。
[0011]當太陽方位發(fā)生變化時，八個感光板塊之間會產(chǎn)生電勢差，將每個板塊感生電壓大小分別傳入A/D單元，經(jīng)A/D單元處理變?yōu)閿?shù)字信號進入單片機執(zhí)行比較程序，找出電壓最大板塊，以確定轉(zhuǎn)向方位，并通過與當前所處方位比較，計算方位差與轉(zhuǎn)角角度，將轉(zhuǎn)角角度信息通過D/A單元轉(zhuǎn)換為4至20毫安電流驅(qū)動信號以控制電機轉(zhuǎn)向，電機帶動傳動軸控制太陽能板的轉(zhuǎn)向。
[0012]該裝置不必人工干預(yù)，特別適合天氣變化比較復(fù)雜和不便維護的情況，可根據(jù)實際需要適用于各種太陽能發(fā)電場合，能有效地提高太陽能的利用率，有較好的推廣應(yīng)用價值和市場應(yīng)用前景。

【附圖說明】

[0013]下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步的說明:
[0014]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2是本實用新型的工作流程圖。

【具體實施方式】
[0016]實施例
[0017]如圖1、圖2所示，一種太陽能板自動轉(zhuǎn)向裝置，包括順次連接傳感裝置的、信號處理裝置和傳動裝置，各裝置間采用屏蔽信號線13連接。所述傳感裝置為半球體結(jié)構(gòu)1，所述半球體表面覆蓋感光外殼2，所述半球體底部設(shè)置空心基座3，所述基座外表面設(shè)置屏蔽層4，所述信號處理裝置設(shè)置于基座內(nèi)部。
[0018]所述感光外殼由光伏材料制成，為保證精確性，可以選取與太陽能電池板的光伏陣列相同的材料，半球外殼以豎直球徑為中心均分為八個板塊，八個板塊的共同交點位于球冠頂部的中心點位置。
[0019]所述信號處理裝置包括順次線接的A/D單元5、單片機單元6和D/A單元7，各單元的核心在于其各自所選用的專用芯片?？紤]成本因素，單片機可以采用比較普遍的89C51系列芯片，A/D單元可選用8位80MSPS高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器TLV5580芯片，D/A單元可選用12位電壓輸出型的數(shù)模轉(zhuǎn)換器TLV5616芯片。由于各芯片均屬于微電工作狀態(tài),且工作電源范圍大致相同，所以可取±5V的鋰電池供源，無需頻繁更換、持久耐用。
[0020]所述傳動裝置包括步進電機8以及與電機轉(zhuǎn)軸相連接的傳動軸9，步進電機可選用直流型供源，驅(qū)動信號采用4至20毫安的電流信號，其特點是行程準確、行進穩(wěn)定，適合于本裝置的小幅度調(diào)整方案。其電源既可采用普通直流蓄電池，例如可根據(jù)電機的大小及需要，選用24V、36V、48V等；也可以就近采用太陽能蓄電池供源。所述傳動軸連接太陽能電池板10的支撐點11，電池板能以支撐點為中心，調(diào)整左右上下的具體角度和方位。
[0021]傳感裝置和信號處理裝置為一個密封整體，呈蘑菇形結(jié)構(gòu)。本實施例中，其安放在與太陽能電池板相鄰近的測量竿12頂部，以便于全方位無阻礙地感受光照。其中，半球形傳感裝置所分八個板塊依地理水平向的八個方位劃分，即正東、正南、正西、正北、東南、西南、東北、西北，每方位所占轉(zhuǎn)角均為45度,共覆蓋360度成一圓周。
[0022]當太陽方位發(fā)生變化時，八個感光板塊之間因所受光照強弱差異，會產(chǎn)生電勢差。A/D單元接收到每個板塊的感生電壓，經(jīng)處理將模擬量信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號。單片機每隔一定時間對A/D單元輸出端進行采樣，對采樣得到的八組數(shù)據(jù)執(zhí)行循環(huán)比較程序，從而找出電壓最大板塊并保存，對當前數(shù)據(jù)與上組保存數(shù)據(jù)進行比對，計算方位差與轉(zhuǎn)角角度，將轉(zhuǎn)角角度信息通過D/A單元轉(zhuǎn)換為4至20毫安電流驅(qū)動信號，與電機正反轉(zhuǎn)信號通過屏蔽線傳送給步進電機，電機動作并帶動傳動軸控制太陽能板的轉(zhuǎn)向。
[0023]下面舉例具體說明，可以規(guī)定正北方位為第I板塊，東北為第2板塊，順時針依此類推，單片機采用89C51系列，采樣時間為15分鐘，電機順時針為正轉(zhuǎn)，逆時針為反轉(zhuǎn)。在采樣開始時，單片機引入八組采樣數(shù)據(jù)，通過循環(huán)比較，若其得到最大數(shù)據(jù)組為第5組，SP正南方位，而其所存儲的上組數(shù)據(jù)為第3組，即正東方位，此時方位差為+2，方位差前的正負號代表步進電機的正反轉(zhuǎn)方式，此時角度計算為2*45度，即正轉(zhuǎn)90度，D/A單元將單片機輸出的O到360度的角度信號線性轉(zhuǎn)換成4至20毫安電流驅(qū)動信號，那么此次控制過程電機接收信號即為正轉(zhuǎn)，控制電流為8mA，電機動作帶動傳動機構(gòu)，完成整個采樣控制過程。
[0024]該裝置不必人工干預(yù)，特別適合天氣變化比較復(fù)雜和無人值守的情況，可根據(jù)實際需要適用于各種太陽能發(fā)電場合，有效地提高了太陽能的利用率，有較好的推廣應(yīng)用價值和市場應(yīng)用前景。
【權(quán)利要求】
1.一種太陽能板自動轉(zhuǎn)向裝置，包括傳感裝置、信號處理裝置和傳動裝置，各裝置間采用屏蔽信號線連接，所述傳感裝置為半球體結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述傳感裝置通過空心立桿間隔設(shè)置在太陽能板的一側(cè)，所述半球體表面覆蓋感光外殼，所述感光外殼由光伏材料制成，以豎直球徑為中心均分為八個板塊，各版塊相交于球冠頂部的中心點，所述半球體底部設(shè)置空心基座，所述基座外表面設(shè)置屏蔽層，所述信號處理裝置設(shè)置于基座內(nèi)部；所述傳動裝置包括步進電機以及與電機轉(zhuǎn)軸相連接的傳動軸，所述傳動軸連接所述太陽能電池板的支撐點。2.如權(quán)利要求1所述的太陽能板自動轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于:所述信號處理裝置包括順次連接的A/D單元、單片機單元和D/A單元。3.如權(quán)利要求1所述的太陽能板自動轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于:所述步進電機采用直流型。
【文檔編號】G05D3-12GK204270154SQ201420237124
【發(fā)明者】陳陽 [申請人]陳陽