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(shè)備的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

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(zhuǎn)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(zhuǎn)，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(dǎo)致太陽能電池板能量轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)復(fù)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(qū)動，而其電機驅(qū)動信號轉(zhuǎn)換復(fù)雜，且電機的驅(qū)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(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，成本高昂、驅(qū)動源耗能高且驅(qū)動結(jié)構(gòu)復(fù)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(shù)方案為：

一種太陽能跟蹤裝置，包括基座、旋轉(zhuǎn)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(shè)有成對的第一電磁鐵和第二電磁鐵，

所述旋轉(zhuǎn)盤的采光面上設(shè)置有光伏板和兩個對稱設(shè)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(zhuǎn)盤的背光面的兩側(cè)具有磁盤，并且所述旋轉(zhuǎn)盤上設(shè)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(zhuǎn)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(gòu)，第一電磁鐵與第二電磁鐵受驅(qū)于所述光電信號比機構(gòu)。

優(yōu)選地，所述連接桿支撐部上包括復(fù)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(zhuǎn)盤為非磁性旋轉(zhuǎn)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(guān)，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(guān)，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(qū)動單元，其驅(qū)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是陽光垂直照射時太陽能跟蹤裝置的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)合附圖本實新型技術(shù)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(zhuǎn)盤2和連接桿3，旋轉(zhuǎn)盤2為非磁性旋轉(zhuǎn)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(shè)有成對的第一電磁鐵7和第二電磁鐵8，旋轉(zhuǎn)盤2的采光面上設(shè)置有光伏板11和兩個對稱設(shè)置的第一光敏傳感系統(tǒng)和第二光敏傳感系統(tǒng)，旋轉(zhuǎn)盤2的背光面的兩側(cè)具有磁盤6，磁盤為鐵質(zhì)材料等，并且旋轉(zhuǎn)盤2上設(shè)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(dāng)然連接桿支撐部可優(yōu)化，其上包括復(fù)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(zhuǎn)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(gòu)，第一電磁鐵與第二電磁鐵受驅(qū)于光電信號比機構(gòu)，即通過兩個光敏傳感系統(tǒng)的光信號或其轉(zhuǎn)換信號進行對比分析，實現(xiàn)對電磁鐵的驅(qū)動，通過旋轉(zhuǎn)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?；鶓?yīng)當(dāng)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(dāng)?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(guān)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(guān)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(dāng)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(zhuǎn)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(dāng)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(dāng)?shù)谝回撦d開關(guān)15和第二負載開關(guān)16輸入為邏輯1時，開關(guān)閉合，電流可以通過。當(dāng)?shù)谝贿\算放大器14的輸出為邏輯1時，第一負載開關(guān)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(zhuǎn)盤2轉(zhuǎn)動。

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

K 為旋轉(zhuǎn)盤朝向第一電磁鐵轉(zhuǎn)動的閾值，數(shù)值上等于 。設(shè)計中，K應(yīng)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(zhuǎn)盤朝向第二電磁鐵轉(zhuǎn)動的閾值為。本設(shè)計中，旋轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的閾值設(shè)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(dāng)比值大于閾值K時，光伏板朝向第二電磁鐵轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(qū)動單元，其驅(qū)動量可靠，誤差??；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；電磁鐵及光敏傳感器成本均較為低廉、且傳動結(jié)構(gòu)簡單且動能損失小。

以上對本實用新型的技術(shù)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(lǐng)域的普通技術(shù)人員依據(jù)本實用新型的精神實質(zhì)在結(jié)構(gòu)、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(shù)方案，均落在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。