專利名稱：雙軸太陽能跟蹤裝置的控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種太陽能的跟蹤裝置，尤其涉及一種雙軸太陽能跟蹤裝置的控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著能源的日益緊張，太陽能作為一種可再生能源，受到越來越多研究人員的重視。太陽能光伏組件作為一種太陽能應(yīng)用工具，受到越來越廣泛的應(yīng)用和推廣。同時(shí)人們對(duì)太陽能電站的要求也越來越高，一是要求提高大陽能發(fā)電效率，特別是希望太陽能電池板能夠滿足有效日照時(shí)間內(nèi)的全程跟蹤；二是能夠具有避風(fēng)功能，也就是遭遇到大風(fēng)時(shí)，太陽能電池板旋轉(zhuǎn)到最小的迎風(fēng)位置，降低故障發(fā)生率；三是希望提高其遠(yuǎn)程監(jiān)控監(jiān)測自動(dòng)化水平，具備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和現(xiàn)場控制能力?，F(xiàn)有的大部分太陽能電站安裝的太陽能電池板，其朝向是固定的，不能跟隨太陽照射位置的變化而變化，有限時(shí)間內(nèi)損失了大量的太陽能量，降低了太陽能電池板的發(fā)電效率；即使采用了太陽自動(dòng)跟蹤裝置，也是小型化及分散性的，但因沒有測風(fēng)避風(fēng)功能，不能抵擋大風(fēng)大雪的襲擊，一旦遭遇大風(fēng)大雪，損壞嚴(yán)重；再就太陽能電站的監(jiān)測監(jiān)控仍然采用傳統(tǒng)的人工記錄方式，費(fèi)人耗時(shí)，不能及時(shí)監(jiān)測到整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，尤其在邊遠(yuǎn)地區(qū)，太陽能電站經(jīng)常處于無人監(jiān)管的狀態(tài)之中。針對(duì)以上太陽能電站使用中存在的問題，迫切需要開發(fā)研制具有太陽能同步跟蹤功能、抗風(fēng)避風(fēng)和遠(yuǎn)程監(jiān)測監(jiān)控的太陽能能源站同步跟蹤控制系統(tǒng)。在現(xiàn)在公開的文件中，有公開如下專利文件，中國專利:“ 一種太陽能跟蹤控制系統(tǒng)(CN202058040U)”，此系統(tǒng)包括光電傳感器，控制器，限位開關(guān)，直流電機(jī)。傳感器通過光強(qiáng)減弱裝置將強(qiáng)烈的陽光減弱使光敏器件能感知太陽運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的光強(qiáng)變化，將此信號(hào)傳給控制器，控制器在微處理器的管理下綜合各位置信號(hào)和光強(qiáng)信號(hào)發(fā)出對(duì)電機(jī)的控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽的實(shí)時(shí)跟蹤。但是該結(jié)構(gòu)對(duì)于天氣情況和電機(jī)情況沒有及時(shí)的監(jiān)控和反饋，同時(shí)布線多，會(huì)有誤差積累定時(shí)不準(zhǔn)確的問題，地理信息也是人為測得的。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供了一種增強(qiáng)了太陽能跟蹤器的智能化和追蹤精度，布線成本低，施工調(diào)試難度低的雙軸太陽能跟蹤裝置的控制系統(tǒng)；解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的太陽能追蹤控制系統(tǒng)布線成本高，施工調(diào)試難度高，時(shí)間地理信息會(huì)有誤差，定時(shí)不準(zhǔn)確的技術(shù)問題。本實(shí)用新型的上述技術(shù)問題是通過下述技術(shù)方案解決的:一種雙軸太陽能跟蹤裝置的控制系統(tǒng)，包括主控板，主控板連接有供電電路，其特征在于:所述的主控板通過電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)控制模塊驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，電機(jī)上的霍爾傳感器和太陽能跟蹤裝置上的傾角傳感器分別與主控板連接，主控板、霍爾傳感器、傾角傳感器和電機(jī)形成一個(gè)閉環(huán)控制，主控板同時(shí)通過Zigbee無線傳輸模塊連接有上位機(jī)，主控板上還連接有天氣傳感器和GPS校準(zhǔn)模塊。天氣傳感器、霍爾傳感器、傾角傳感器等均將信號(hào)傳輸給主控板，然后經(jīng)過主控板控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。電機(jī)和傾角傳感器均安裝在太陽能跟蹤裝置上，電機(jī)的運(yùn)作能帶動(dòng)太陽能跟蹤裝置跟蹤太陽的角度進(jìn)行調(diào)整。采用GPS校準(zhǔn)模塊能有效的確定太陽能追蹤的兩個(gè)計(jì)算參數(shù):時(shí)間和地理位置信息，提高太陽能跟蹤系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。Zigbee無線傳輸能將主控板和上位機(jī)之間的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸交換，節(jié)省了布線成本，減輕了施工調(diào)試的難度。作為優(yōu)選，所述的電機(jī)上的電機(jī)驅(qū)動(dòng)板設(shè)有電流判斷信號(hào)電路，在電機(jī)上同時(shí)連接有電機(jī)硬保護(hù)模塊。在電機(jī)驅(qū)動(dòng)板上設(shè)置電流判斷信號(hào)電路根據(jù)電機(jī)上的電流的大小來診斷電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，同時(shí)在電機(jī)外連接有電機(jī)硬保護(hù)模塊，電機(jī)硬保護(hù)模塊可以是限位開關(guān)，當(dāng)電機(jī)出現(xiàn)故障自動(dòng)斷電，通過上述兩種對(duì)電機(jī)實(shí)現(xiàn)雙保護(hù)，提高電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)可能性和安全性。作為優(yōu)選，所述的Zigbee無線傳輸模塊包括時(shí)間和地理位置信息單元、電流大小單元、太陽能方位角高度角理論值和實(shí)際值的計(jì)算單元、運(yùn)行模式信息單元和電機(jī)的控制信息單元。無線傳輸模塊內(nèi)的各個(gè)單元儲(chǔ)存各種信息，將信息在上位機(jī)和主控板之間輸送，可以通過上位機(jī)遠(yuǎn)程控制主控板，同時(shí)也可以將主控板內(nèi)的信息反應(yīng)在上位機(jī)上，實(shí)時(shí)進(jìn)行檢監(jiān)測。作為優(yōu)選，所述的主控板外接有按鍵板。按鍵板上設(shè)定了 6個(gè)按鍵，分別是手動(dòng)、自動(dòng)2個(gè)按鍵和東、南、西、北4個(gè)按鍵，按其中的按鍵電機(jī)會(huì)有相應(yīng)的動(dòng)作。作為優(yōu)選，所述的天氣傳感器包括風(fēng)速傳感器和雨雪傳感器。實(shí)時(shí)檢測風(fēng)速和雨雪天氣，有助于太陽能跟蹤器更好的運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，本實(shí)用新型的雙軸太陽能跟蹤裝置的控制系統(tǒng)具備下述優(yōu)點(diǎn):太陽能追蹤主要的計(jì)算參數(shù)有2個(gè):時(shí)間和地理位置信息，大部分設(shè)計(jì)理念是用定時(shí)芯片，但是會(huì)有誤差積累定時(shí)不準(zhǔn)確的問題，另外地理信息是人為測得的。本實(shí)用新型改為GPS定時(shí)校準(zhǔn)增強(qiáng)了太陽能跟蹤器智能化和提高了追蹤精度。物聯(lián)網(wǎng)zigbee無線通信技術(shù)成功應(yīng)用于太陽能產(chǎn)業(yè)，節(jié)省了布線成本，減輕施工調(diào)試的難度，實(shí)現(xiàn)了無線監(jiān)控太陽能追蹤系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)。

圖1是本實(shí)用新型的雙軸太陽能跟蹤裝置的控制系統(tǒng)的原理框圖。
具體實(shí)施方式
下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。實(shí)施例:如圖1所示，雙軸太陽能跟蹤裝置的控制系統(tǒng)，包括一 MCU主控板8，MCU主控板8通過Zigbee無線傳輸模塊5與上位機(jī)6實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。主控板8通過供電電源I給予供電，主控板8通過電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)控制模塊10驅(qū)動(dòng)電機(jī)11運(yùn)作，電機(jī)11上的霍爾傳感器13和太陽能跟蹤裝置上的傾角傳感器14分別與主控板8連接，主控板8、霍爾傳感器13、傾角傳感器14和電機(jī)11形成一個(gè)閉環(huán)控制。電機(jī)11和傾角傳感器14都按照在太陽能跟蹤裝置上，電機(jī)11控制太陽能跟蹤裝置進(jìn)行旋轉(zhuǎn)跟蹤太陽的位置。主控板8上同時(shí)還連接有天氣傳感器2和GPS校準(zhǔn)模塊9，天氣傳感器2包括風(fēng)速傳感器3和雨雪傳感器4，各傳感器將信號(hào)傳輸?shù)街骺匕?上，主控板8根據(jù)接受到的數(shù)據(jù)對(duì)電機(jī)11進(jìn)行控制，同時(shí)將相應(yīng)的數(shù)據(jù)在上位機(jī)6上顯示出來，上位機(jī)6也可以通過Zigbee無線傳輸模塊5將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街骺匕?，從而控制電機(jī)11的運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽能的跟蹤。在電機(jī)11上的電機(jī)驅(qū)動(dòng)板設(shè)有電流判斷信號(hào)電路15，在電機(jī)11上同時(shí)連接有電機(jī)硬保護(hù)模塊12，對(duì)電機(jī)實(shí)現(xiàn)雙重保護(hù)。在主控板外的按鍵板7上設(shè)定6個(gè)按鍵，分別是手動(dòng)、自動(dòng)2個(gè)按鍵和東、南、西、北4個(gè)按鍵，按其中的按鍵電機(jī)會(huì)有相應(yīng)的動(dòng)作。
權(quán)利要求1.一種雙軸太陽能跟蹤裝置的控制系統(tǒng)，包括主控板，主控板連接有供電電路，其特征在于:所述的主控板通過電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)控制模塊驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，電機(jī)上的霍爾傳感器和太陽能跟蹤裝置上的傾角傳感器分別與主控板連接，主控板、霍爾傳感器、傾角傳感器和電機(jī)形成一個(gè)閉環(huán)控制，主控板同時(shí)通過Zigbee無線傳輸模塊連接有上位機(jī)，主控板上還連接有天氣傳感器和GPS校準(zhǔn)模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙軸太陽能跟蹤裝置的控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的電機(jī)上的電機(jī)驅(qū)動(dòng)板設(shè)有電流判斷信號(hào)電路，在電機(jī)上同時(shí)連接有電機(jī)硬保護(hù)模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙軸太陽能跟蹤裝置的控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的主控板外接有按鍵板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙軸太陽能跟蹤裝置的控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的天氣傳感器包括風(fēng)速傳感器和雨雪傳感器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種太陽能的跟蹤裝置。一種雙軸太陽能跟蹤裝置的控制系統(tǒng)，包括主控板，主控板連接有供電電路，主控板通過電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)控制模塊驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，電機(jī)上的霍爾傳感器和太陽能跟蹤裝置上的傾角傳感器分別與主控板連接，主控板、霍爾傳感器、傾角傳感器和電機(jī)形成一個(gè)閉環(huán)控制，主控板同時(shí)通過Zigbee無線傳輸模塊連接有上位機(jī)，主控板上還連接有天氣傳感器和GPS校準(zhǔn)模塊。本實(shí)用新型提供了一種增強(qiáng)了太陽能跟蹤器的智能化和追蹤精度，布線成本低，施工調(diào)試難度低的雙軸太陽能跟蹤裝置的控制系統(tǒng)；解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的太陽能追蹤控制系統(tǒng)布線成本高，施工調(diào)試難度高，時(shí)間地理信息會(huì)有誤差，定時(shí)不準(zhǔn)確的技術(shù)問題。
文檔編號(hào)G05D3/12GK203054609SQ20122066694
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2012年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月7日
發(fā)明者張勝海, 朱建靜, 王士弓, 于子一 申請(qǐng)人:杭州帷盛太陽能科技有限公司