半圓柱面透鏡式單軸太陽跟蹤器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種單軸太陽跟蹤器，尤其涉及一種半圓柱面透鏡式單軸太陽跟蹤器。
【背景技術(shù)】
[0002]在能源危機(jī)和環(huán)境問題的雙重壓力下，國際社會掀起了開發(fā)利用太陽能的熱潮。各種太陽能產(chǎn)品已經(jīng)得到大量應(yīng)用，但太陽能產(chǎn)品的跟蹤技術(shù)的不完善一直是制約各種太陽能設(shè)備最大效率地利用太陽能的關(guān)鍵。
[0003]現(xiàn)有的單軸太陽自動跟蹤技術(shù)運行精度低，可靠性較低，所以急需一種運行可靠、定位精準(zhǔn)的自動太陽位置確定技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是為了解決目前太陽跟蹤器結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，運行精度及可靠性較差等問題，提供一種半圓柱面透鏡式單軸太陽跟蹤器，它能自動判斷出太陽光線的強弱及直射位置，并輸出位置控制信號，使太陽能設(shè)備自動精確跟隨太陽直射光線的軌跡運動。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種半圓柱面透鏡式單軸太陽跟蹤器，包括GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)、角度傳感器、智能化測量控制裝置、外殼、設(shè)置在外殼頂部的半圓柱面透鏡以及設(shè)置在所述半圓柱面透鏡下方的光電檢測元件組件；光電檢測元件組件、GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)和角度傳感器均與智能化測量控制裝置連接。
[0007]優(yōu)選的，所述光電檢測元件組件包括第一光電檢測元件和第二光電檢測元件。
[0008]優(yōu)選的，第一光電檢測元件和第二光電檢測元件在東西方向相對分布。
[0009]優(yōu)選的，第一光電檢測元件和第二光電檢測元件在南北方向相對分布。
[0010]優(yōu)選的，所述智能化測量控制裝置由單片機(jī)和驅(qū)動裝置組成，驅(qū)動裝置為繼電器驅(qū)動電路或光耦驅(qū)動電路。
[0011]優(yōu)選的，所述第一光電檢測元件和第二光電檢測元件接入單片機(jī)A/D輸入引腳，進(jìn)行光電檢測。
[0012]優(yōu)選的，所述第一光電檢測元件和第二光電檢測元件采用光電二級管或線性光電元件的任何一種。
[0013]優(yōu)選的，所述光電檢測元件組件設(shè)置在柱面透鏡下方的聚焦線位置。
[0014]優(yōu)選的，所述太陽跟蹤器外殼上方還設(shè)有外殼上罩。
[0015]本發(fā)明的半圓柱面透鏡式單軸太陽跟蹤器，解決了太陽光單軸跟蹤的跟蹤精度低和跟蹤成本高等技術(shù)難題，加上半圓柱面透鏡的精確跟蹤，形成了一套完善的太陽能全自動高精度單軸跟蹤控制方案。它采用線性光電元件組件檢測太陽光聚焦強度，光電元件的輸出電壓與光強成正比。
[0016]所述GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)的定位數(shù)據(jù)和角度傳感器數(shù)據(jù)輸入單片機(jī)；經(jīng)單片機(jī)計算出太陽相對于太陽跟蹤器的位置角度并輸出位置控制信號。所述第一光電檢測元件和第二光電檢測元件接入單片機(jī)A/D輸入引腳，進(jìn)行光電檢測。
[0017]其中，半圓柱面透鏡、第一光電檢測元件、第二光電檢測元件，角度傳感器與GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)構(gòu)成了太陽相對于太陽跟蹤器的位置檢測裝置，將太陽位置信號輸入智能化測量控制裝置，并由智能化測量裝置輸出太陽位置控制信號，經(jīng)用戶的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使太陽能設(shè)備正對太陽方向。
[0018]本發(fā)明的有益技術(shù)效果為:
[0019]本發(fā)明采用半圓柱面透鏡、線性光電元件組件、GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)以及角度傳感器對太陽位置及太陽光照度進(jìn)行測量，測量太陽光照度值準(zhǔn)確，輸出控制信號精度高。跟蹤靈敏度(即太陽位移角度)可通過程序設(shè)定，適應(yīng)任何天氣情況，全自動運行，跟蹤穩(wěn)定性強，適用于任何太陽能單軸跟蹤產(chǎn)品，便于推廣應(yīng)用。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2為電路原理框圖。
[0022]其中，I半圓柱面透鏡、2GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)、3角度傳感器、4第一光電檢測元件、5第二光電檢測元件、6外殼上罩、7外殼、8單片機(jī)、9驅(qū)動裝置、10電源。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0024]如圖1和圖2所示，一種半圓柱面透鏡式單軸太陽跟蹤器，包括GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)2、角度傳感器3、智能化測量控制裝置、外殼7、設(shè)置在所述外殼7頂部的半圓柱面透鏡I以及設(shè)置在所述半圓柱面透鏡I下方的光電檢測元件組件；光電檢測元件組件、GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)2和角度傳感器3均與智能化測量控制裝置連接。
[0025]所述光電檢測元件組件包括第一光電檢測元件4和第二光電檢測元件5。第一光電檢測元件4和第二光電檢測元件5在東西方向相對分布；或者第一光電檢測元件4和第二光電檢測元件5在南北方向相對分布。所述光電檢測元件組件設(shè)置在所述半圓柱面透鏡I下方的聚焦線位置。
[0026]智能化測量控制裝置由單片機(jī)8和驅(qū)動裝置9組成，驅(qū)動裝置9為繼電器驅(qū)動電路或光耦驅(qū)動電路；其中，(I)電阻、三極管和繼電器組成的繼電器驅(qū)動電路，優(yōu)點是成本低、過載能力強。(2)光耦驅(qū)動電路，優(yōu)點是抗干擾能力強，適合遠(yuǎn)距離信號輸出。單片機(jī)8與電源10連接。
[0027]各光電檢測元件可選擇:(I)光電二極管；(2)線性光電元件。
[0028]所述GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)2獲取衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)，角度傳感器3測量實際位置數(shù)據(jù)，智能化測量控制裝置的單片機(jī)8接收GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)2的定位數(shù)據(jù)和角度傳感器3的實際位置數(shù)據(jù)，計算并輸出太陽位置控制信號，驅(qū)動裝置9驅(qū)動使太陽能設(shè)備接近正對太陽方向，然后切入精密光跟蹤模式；所述第一光電檢測元件4和第二光電檢測元件5接入單片機(jī)8A/D輸入引腳，進(jìn)行光電檢測。
[0029]第一光電檢測元件4和第二光電檢測元件5將太陽輻射強度轉(zhuǎn)換為電壓，單片機(jī)8測量第一光電檢測元件4與第二光電檢測元件5的電壓值，當(dāng)太陽運行一定高度，第一光電檢測元件4與第二光電檢測元件5的差動電壓大于設(shè)定數(shù)值時，輸出驅(qū)動信號，通過用戶的執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動太陽能設(shè)備旋轉(zhuǎn)，直到第一光電檢測元件4與第二光電檢測元件5的差動電壓為OV時停止輸出。經(jīng)過驅(qū)動裝置的驅(qū)動，保證太陽能設(shè)備精確對準(zhǔn)太陽。
[0030]上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進(jìn)行了描述，但并非對發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種半圓柱面透鏡式單軸太陽跟蹤器，其特征在于:包括GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)、角度傳感器、智能化測量控制裝置、外殼、設(shè)置在所述外殼頂部的半圓柱面透鏡以及設(shè)置在所述半圓柱面透鏡下方的光電檢測元件組件；所述光電檢測元件組件、所述GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)和所述角度傳感器均與所述智能化測量控制裝置連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半圓柱面透鏡式單軸太陽跟蹤器，其特征在于:所述光電檢測元件組件設(shè)置在所述柱面透鏡下方的聚焦線位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半圓柱面透鏡式單軸太陽跟蹤器，其特征在于:所述光電檢測元件組件包括第一光電檢測元件和第二光電檢測元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半圓柱面透鏡式單軸太陽跟蹤器，其特征在于:所述第一光電檢測元件和第二光電檢測元件在東西方向相對分布。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半圓柱面透鏡式單軸太陽跟蹤器，其特征在于:所述第一光電檢測元件和第二光電檢測元件在南北方向相對分布。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半圓柱面透鏡式單軸太陽跟蹤器，其特征在于:所述智能化測量控制裝置由單片機(jī)和驅(qū)動裝置組成，所述驅(qū)動裝置為繼電器驅(qū)動電路或光耦驅(qū)動電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的半圓柱面透鏡式單軸太陽跟蹤器，其特征在于:所述第一光電檢測元件和第二光電檢測元件接入單片機(jī)A/D輸入引腳，進(jìn)行光電檢測。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半圓柱面透鏡式單軸太陽跟蹤器，其特征在于:所述第一光電檢測元件和第二光電檢測元件分別采用光電二級管或線性光電元件中的任何一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半圓柱面透鏡式單軸太陽跟蹤器，其特征在于:所述太陽跟蹤器外殼上方還設(shè)有外殼上罩。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種半圓柱面透鏡式單軸太陽跟蹤器，包括GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)、角度傳感器、智能化測量控制裝置、外殼、設(shè)置在所述外殼頂部的半圓柱面透鏡以及設(shè)置在所述線聚焦透鏡下方的光電檢測元件組件；光電檢測元件組件、GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)和角度傳感器均與智能化測量控制裝置連接。發(fā)明采用半圓柱面透鏡、線性光電元件組件、GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)以及角度傳感器對太陽位置及太陽光照度進(jìn)行測量，測量太陽光照度值精度高，輸出控制信號準(zhǔn)確。跟蹤靈敏度可在程序中設(shè)定，適應(yīng)任何天氣情況，全自動運行，跟蹤穩(wěn)定性強，適用于任何太陽能單軸跟蹤產(chǎn)品，便于推廣應(yīng)用。
【IPC分類】G05D3-12
【公開號】CN104571147
【申請?zhí)枴緾N201510041774
【發(fā)明人】程林剛
【申請人】程林剛
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年1月27日