專利名稱：太陽能板定位系統(tǒng)及其測控方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽能板定位系統(tǒng)及其測控方法，尤其是用于太陽能發(fā)電 裝置。
背景技術(shù)：
太陽能發(fā)電裝置利用太陽能板吸收照射在它表面的陽光進而轉(zhuǎn)化為電能， 太陽能板垂直陽光設(shè)置時發(fā)電效率最高，為了提高發(fā)電率，現(xiàn)有技術(shù)普遍釆用 通過輸入在計算機內(nèi)的太陽坐標(biāo)變化程序控制太陽能板翻轉(zhuǎn)的方法來實現(xiàn)，這 種方法的缺點在于，每個區(qū)域需要設(shè)計適合于當(dāng)?shù)氐奶栕鴺?biāo)變化數(shù)據(jù)，所以
可移植性較差；并且，即便設(shè)計好的數(shù)據(jù)也是通過具體的時間點的太陽坐標(biāo)變 化規(guī)律模糊設(shè)定時間段的變化模式，所以精確度不夠高。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種移植性較好、精確度更高 的太陽能板定位系統(tǒng)及其測控方法和太陽能板定位器。
為了達到上述目的，本發(fā)明的太陽能板定位系統(tǒng)由多個相互獨立的感光元 件、控制裝置、轉(zhuǎn)動裝置、傳感器和太陽能板構(gòu)成，所述感光元件位置呈幾何 關(guān)系設(shè)置，表面圍成一個縱截面呈倒U型曲線的曲面體，所述控制裝置與曲面 體、轉(zhuǎn)動裝置、傳感器連接，使太陽能板轉(zhuǎn)動至與所述接收太陽光照射最強的 感光元件所在平面一致。
為了達到上述目的，本發(fā)明的太陽能板定位器，由多個相互獨立的感光元 件構(gòu)成，所述感光元件位置呈幾何關(guān)系設(shè)置，表面圍成一個縱截面呈倒U型曲 線的曲面體。特別是，所述曲面體可以設(shè)置為半球面體或半橢圓球面體。定位 準(zhǔn)確度更高，并且便于生產(chǎn)。
進一步地，圍繞所述感光元件邊緣向外設(shè)置有位置呈幾何關(guān)系的桶體遮光
壁。遮光壁優(yōu)化有效照射光線，使太陽能板定位系統(tǒng)精確度更高；遮光壁越長，
精確度越高。
其中，所述的遮光壁呈喇叭狀。 其中，所述的遮光壁呈直桶狀。
進一步地，所述感光元件形狀為正多邊形。形狀規(guī)則，便于生產(chǎn)加工，制 造成本低。
上述結(jié)構(gòu)的太陽能板定位系統(tǒng)，分布在曲面體表面的多個不同角度設(shè)置的 感光元件，總有一個所在的平面與太陽光線保持垂直或近似垂直，曲面體相同， 感光元件的面積越小，曲面體表面越接近光滑曲面，精確度越高。
為了達到上述目的，本發(fā)明的太陽能定位測控方法，由多個相互獨立的感 光元件、控制裝置、轉(zhuǎn)動裝置、傳感器和太陽能板構(gòu)成，所述感光元件位置呈
幾何關(guān)系設(shè)置，表面圍成一個縱截面呈倒U型曲線的曲面體，所述控制裝置與 曲面體、轉(zhuǎn)動裝置、傳感器相連，使太陽能板轉(zhuǎn)動至與所述接收太陽光照射最 強的感光元件所在平面一致；所述每個感光元件經(jīng)光照射均輸出一個信號給控 制裝置，控制裝置根據(jù)接收到的最強或最弱的信號發(fā)出指令給轉(zhuǎn)動裝置，所述 轉(zhuǎn)動裝置驅(qū)動太陽能板轉(zhuǎn)動，至與所述輸出最強或最弱的信號對應(yīng)的感光元件 所在平面一致時，傳感器發(fā)出信號給控制裝置，控制裝置接收到信號后結(jié)束本 次指令。此時，太陽能板發(fā)電效率最高。
特別是，所述的控制裝置是CPU，所述每個感光元件在CPU內(nèi)對應(yīng)設(shè)置有一 個位置坐標(biāo)；感光元件經(jīng)光照射均輸出一個信號給CPU, CPU對所述信號進行計 算比較處理；確定最大或最小值所對應(yīng)的位置坐標(biāo)；并指令轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動裝置調(diào)整 太陽能板轉(zhuǎn)動，至與所述位置坐標(biāo)所在平面一致時，傳感器發(fā)出信號給CPU, CPU 接收到信號后結(jié)束本次指令。
進一步地，所述感光元件輸出的信號經(jīng)放大器放大后進入CPU。曲面體可以
制作的體積更小、更精致。
所述控制裝置前端設(shè)置有比較器，所述比較器對接收到的感光元件輸入的 信號進行比較，將最強或最弱的信號傳輸給控制裝置中后端。
與現(xiàn)有技術(shù)通過事先將設(shè)計好的某一區(qū)域的太陽坐標(biāo)變化程序輸入計算 機，通過計算機模擬太陽坐標(biāo)變化來控制太陽能板轉(zhuǎn)動與其垂直的方法不同； 上述的太陽能板定位系統(tǒng)測控方法，當(dāng)太陽光線照射設(shè)置在曲面體表面的感光 元件時，感光元件輸出不同強度的信號，當(dāng)太陽光線垂直照射某一感光元件時， 該感光元件輸出的信號最強或最弱，控制裝置根據(jù)該最強或最弱的信號發(fā)出指 令給轉(zhuǎn)動系統(tǒng)，轉(zhuǎn)動系統(tǒng)接到指令后調(diào)整太陽能板轉(zhuǎn)動，至與發(fā)出該最強或最
弱的信號所對應(yīng)的感光元件所在平面一致(平行或重合)時，傳感器發(fā)出信號， 控制裝置結(jié)束本次指令，隨著太陽光線照射角度改變，與其垂直的感光元件隨 之改變，控制裝置也隨之發(fā)出不同指令，從而控制轉(zhuǎn)動裝置調(diào)整太陽能板轉(zhuǎn)動 到相應(yīng)的位置，發(fā)電效率始終保持最高。本發(fā)明可以有效的解決以上問題，使 發(fā)電率提高，減少了繁重的前期投入和后期的管理費用，使太陽能發(fā)電裝置適 合于任何地方，從而"l是高了可移植性。


圖1為本發(fā)明的太陽能板定位器的俯視示意圖。 圖2為本發(fā)明的太陽能板定位器的剖視示意圖。 圖3為本發(fā)明的太陽能板定位器的左視示意圖。
圖4為本發(fā)明的太陽能板定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明的太陽能板定位系統(tǒng)及其測控方法作 進一步詳細說明。
如圖1-4所示，本發(fā)明的太陽能板定位系統(tǒng)由多個相互獨立的感光元件1、控制裝置、轉(zhuǎn)動裝置、傳感器和太陽能板構(gòu)成，所述感光元件1位置呈幾何關(guān) 系設(shè)置及可以通過幾何方法描述，表面圍成一個縱截面呈倒U型曲線的曲面體 (可以是由多個感光元件1圍成一個曲面體，也可是在一個曲面體表面分布設(shè) 置多個感光元件l，圖示為半球體，當(dāng)然還可以設(shè)置為半橢圓球面體或截面為拋 物線形旋轉(zhuǎn)曲面體等)，所述控制裝置與曲面體、轉(zhuǎn)動裝置、傳感器連接，使太 陽能板轉(zhuǎn)動至與所述接收太陽光照射最強的感光元件1所在平面一致。
根據(jù)感光元件1本身感光特性，在所述所有圍成半球面體的感光元件1中， 查找并確定某一感光元件1所在的平面接收太陽光垂直照射。而分布在半球面 體表面的多個不同角度設(shè)置的感光元件1中，總有一個所在的平面與太陽光線 保持垂直或近似垂直，半球面體半徑相同，感光元件1的面積越小，半球面體 表面越接近理想球面，精確度越高。
特別是，圍繞所述感光元件1邊緣向外設(shè)置有位置呈幾何關(guān)系的桶體遮光
壁2。遮光壁2用于擋光，優(yōu)化有效照射光線，使太陽能板定位系統(tǒng)精確度更高； 遮光壁越長，精確度越高。其中，所述的遮光壁2呈喇叭狀。圖示遮光壁2形 狀、尺寸相同，喇叭口邊緣形成包圍在感光元件1表面圍成的半球面體外的一 個大球面體。便于測量計算。其中，所述的遮光壁2還可以呈直桶狀。遮光效 果更好，精確度更高。
進一步地，所述感光元件1為大小相同的正多邊形，例如可以是正三角形、 正方形、正六邊形等。圖示為正六邊形，形狀規(guī)則,大小相同，便于于生產(chǎn)加工， 制造成本低。
所述的感光元件1可以是光敏電阻、光電二極管、光電三極管或太陽能電 池板等?？梢愿鶕?jù)半球體的大小或?qū)嶋H需要來選擇不同的感光元件1。
本發(fā)明的太陽能定位測控方法，所述每個感光元件1經(jīng)光照射均輸出一個 信號給控制裝置，所述控制裝置前端可以設(shè)置比較器，所述比較器對接收到的 感光元件1輸入的信號進行比較，將最強或最弱的信號傳輸給控制裝置中后端， 控制裝置根據(jù)接收到的最強或最弱的信號發(fā)出指令給轉(zhuǎn)動裝置，所述轉(zhuǎn)動裝置
驅(qū)動太陽能板轉(zhuǎn)動，至與所述輸出最強或最弱的信號對應(yīng)的感光元件1所在平 面一致時，傳感器發(fā)出信號給控制裝置，控制裝置接收到信號后結(jié)束本次指令。
當(dāng)太陽光線以一定角度照射感光元件1時，感光元件1由于與太陽光線角 度不同而接收陽光照射強度不同，所以輸出不同強度或大小的信號(電阻、電 壓或電流等)，其中，光線越強，輸出的信號(電流或電壓等)越強或者(電阻 等)越弱，當(dāng)太陽光線垂直照射某一感光元件1時，該感光元件1輸出的信號 最強或最弱，所述感光元件1輸出的信號經(jīng)比較器比較后得到最強或最弱的信 號，控制裝置根據(jù)該最強或最弱的信號生成一條控制指令，使轉(zhuǎn)動裝置按照該 指令執(zhí)行動作(調(diào)整太陽能板轉(zhuǎn)動)，與所述輸出最強或最弱的信號對應(yīng)的感光 元件1所在平面一致時，傳感器發(fā)出信號給控制裝置，控制裝置接收到信號后 結(jié)束本次指令。隨著太陽光線照射角度改變，與其垂直的感光元件1隨之改變， 控制裝置也隨之發(fā)出指令，結(jié)合傳感器從而控制轉(zhuǎn)動裝置調(diào)整太陽能板轉(zhuǎn)動到 相應(yīng)的4立置。
特別是，所述的控制裝置是CPU，所述每個感光元件1在CPU內(nèi)對應(yīng)設(shè)置有 一個位置坐標(biāo)；感光元件1經(jīng)光照射均輸出一個信號給CPU， CPU對所述信號進 行計算比較處理；確定最大或最小值所對應(yīng)的位置坐標(biāo)；并指令轉(zhuǎn)動裝置調(diào)整 太陽能板轉(zhuǎn)動，至與所述位置坐標(biāo)所在平面一致時，傳感器發(fā)出信號給CPU, CPU 接收到信號后結(jié)束本次指令。
考慮到感光元件l采用光敏電阻或光電二極管、三級管時，輸出信號微弱， 進一步地，所述感光元件1輸出的信號經(jīng)放大器放大后進入CPU。這樣即便曲面
體體積很小、很精致同樣可以達到準(zhǔn)確定位的要求。
所述感光元件1輸出的信號經(jīng)放大器放大后由CPU對所對應(yīng)的信號進行計 算比較處理，反饋最大值或最小值所對應(yīng)的感光元件1的位置坐標(biāo)，即接收太 陽光線照射最強的感光元件1的位置坐標(biāo)，指令轉(zhuǎn)動裝置調(diào)整太陽能板轉(zhuǎn)動， 其中，太陽能板起始位置與半球體相對固定，至與該位置坐標(biāo)所在平面一致即 平行或重合時，傳感器發(fā)出信號給控制裝置，控制裝置結(jié)束當(dāng)前指令，太陽光
線照射角度改變，與其垂直的感光元件l隨之改變，控制裝置也隨之發(fā)出指令， 結(jié)合傳感器從而控制轉(zhuǎn)動裝置調(diào)整太陽能板轉(zhuǎn)動到相應(yīng)的位置，始終使太陽能 板與太陽光照射保持垂直，保障發(fā)電效率最高。若感光元件1的面積不等時， 設(shè)定CPU將所述感應(yīng)元件1輸出信號所對應(yīng)值與其面積的比值進行計算比較處 理，反饋該比值的最大值或最小值所對應(yīng)的感光元件1的位置坐標(biāo)。
本發(fā)明不局限于上述實施方式，不論在其形狀或結(jié)構(gòu)上做任何變化，凡是 利用上述結(jié)構(gòu)的太陽能板定位系統(tǒng)、太陽能板定位器或采用上述步驟的太陽能 板定位系統(tǒng)測控方法都是本發(fā)明的一種變形，均應(yīng)認(rèn)為落在本發(fā)明保護范圍之 內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種太陽能板定位系統(tǒng)，其特征在于，由多個相互獨立的感光元件、控制裝置、轉(zhuǎn)動裝置、傳感器和太陽能板構(gòu)成，所述感光元件位置呈幾何關(guān)系設(shè)置，表面圍成一個縱截面呈倒U型曲線的曲面體，所述控制裝置與曲面體、轉(zhuǎn)動裝置、傳感器連接，使太陽能板轉(zhuǎn)動至與所述接收太陽光照射最強的感光元件所在平面一致。
2、 如權(quán)利要求1所述的太陽能板定位器，其特征在于，由多個相互獨立的 感光元件構(gòu)成，所述感光元件位置呈幾何關(guān)系設(shè)置，表面圍成一個縱截面呈倒U 型曲線的曲面體。
3、 如權(quán)利要求2所述的太陽能板定位器，其特征在于，圍繞所述感光元件 邊緣向外設(shè)置有位置呈幾何關(guān)系的桶體遮光壁。
4、 如權(quán)利要求3所迷的太陽能板定位器，其特征在于，所述的遮光壁呈喇 叭狀。
5、 如權(quán)利要求3所述的太陽能板定位器，其特征在于，所述的遮光壁呈直 桶狀。
6、 如權(quán)利要求2-5任一所述的太陽能板定位系統(tǒng)，其特征在于，所述感光 元件形狀為正多邊形。
7、 一種太陽能板定位系統(tǒng)的測控方法，其特征在于，由多個相互獨立的感 光元件、控制裝置、轉(zhuǎn)動裝置、傳感器和太陽能板構(gòu)成，所述感光元件位置呈 幾何關(guān)系設(shè)置，表面圍成一個縱截面呈倒U型曲線的曲面體，所述控制裝置與 曲面體、轉(zhuǎn)動裝置、傳感器相連，使太陽能板轉(zhuǎn)動至與所述接收太陽光照射最 強的感光元件所在平面一致；所述每個感光元件經(jīng)光照射均輸出一個信號給控 制裝置，控制裝置根據(jù)接收到的最強或最弱的信號發(fā)出指令給轉(zhuǎn)動裝置，所述 轉(zhuǎn)動裝置驅(qū)動太陽能板轉(zhuǎn)動，至與所述輸出最強或最弱的信號對應(yīng)的感光元件 所在平面一致時，傳感器發(fā)出信號給控制裝置，控制裝置接收到信號后結(jié)束本 次指令。
8、 如權(quán)利要求7所述的太陽能板定位系統(tǒng)的測控方法，其特征在于，所述的控制裝置是CPU,所述每個感光元件在CPU內(nèi)對應(yīng)設(shè)置有一個位置坐標(biāo)；感光 元件經(jīng)光照射均輸出一個信號給CPU， CPU對所述信號進行計算比較處理；確定 最大或最小值所對應(yīng)的位置坐標(biāo)；并指令轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動裝置調(diào)整太陽能板轉(zhuǎn)動，至 與所述位置坐標(biāo)所在平面一致時，傳感器發(fā)出信號給CPU， CPU接收到信號后結(jié) 束本次指令。
9、 如權(quán)利要求8所述的太陽能板定位系統(tǒng)的測控方法，其特征在于，所述 感光元件輸出的信號經(jīng)放大器放大后進入CPU。
10、 如權(quán)利要求7所述的太陽能板定位系統(tǒng)的測控方法，其特征在于，所 述控制裝置前端設(shè)置有比較器，所述比較器對接收到的感光元件輸入的信號進 行比較，將最強或最弱的信號傳輸給控制裝置中后端。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種太陽能板定位系統(tǒng)及其測控方法，為解決現(xiàn)有技術(shù)中可移植性差、精確度不高等問題而發(fā)明。定位系統(tǒng)由多個相互獨立的感光元件、控制裝置、轉(zhuǎn)動裝置、傳感器和太陽能板構(gòu)成，感光元件位置呈幾何關(guān)系設(shè)置，表面圍成縱截面呈倒U型曲線的曲面體，使太陽能板轉(zhuǎn)動至與接收太陽光照射最強的感光元件所在平面一致。測控方法如下感光元件輸出信號給控制裝置，控制裝置根據(jù)接收到的最強或最弱的信號發(fā)出指令給轉(zhuǎn)動裝置驅(qū)動太陽能板轉(zhuǎn)動，至與所述輸出最強或最弱的信號對應(yīng)的感光元件所在平面一致，傳感器發(fā)出信號給控制裝置結(jié)束本次指令。本發(fā)明使發(fā)電率提高，減少前期投入和后期管理費用，使太陽能發(fā)電裝置適合于任何地方，提高可移植性。
文檔編號H02N6/00GK101339436SQ200810146540
公開日2009年1月7日 申請日期2008年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月2日
發(fā)明者葉爾肯·拜山 申請人:葉爾肯·拜山