專利名稱：分段步進(jìn)智能跟蹤光伏發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種光伏發(fā)電系統(tǒng)，尤其是一種分段步進(jìn)智能跟 蹤光伏發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
為減少工業(yè)化所造成的能源短缺及環(huán)境污染，發(fā)展太陽(yáng)能等清潔 可再生能源已成為可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。近年來(lái)光伏發(fā)電 技術(shù)發(fā)展迅速，其中智能跟蹤光伏發(fā)電技術(shù)因其能有效提高系統(tǒng)功率 而得以迅速發(fā)展。
用戶采用太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)既要滿足用電設(shè)備的正常工作，又 要力求降低成本和使用方便。傳統(tǒng)的跟蹤光伏發(fā)電系統(tǒng)，采用實(shí)時(shí)跟 蹤的方法，即通常所說(shuō)的"向日葵"方式。這種方法固然可以增加輸 出功率，但由于驅(qū)動(dòng)電機(jī)始終處于工作狀態(tài)，難以有效地提高系統(tǒng)輸 出功率，增加發(fā)電量。

實(shí)用新型內(nèi)容
為了克服上述缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供了 一種分段步進(jìn)智能跟蹤光 伏發(fā)電系統(tǒng)，可以使太陽(yáng)能電池陣列在確定的角度范圍內(nèi)跟蹤太陽(yáng)光照，在一天之內(nèi)最大限度地發(fā)揮太陽(yáng)能電池陣列的發(fā)電功能，增加系 統(tǒng)的最大輸出功率，并且能夠大幅度減少跟蹤能耗，節(jié)省系統(tǒng)配置的 高額成本。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為
一種分段步進(jìn)智能跟蹤光伏發(fā)電系統(tǒng)，包括安裝在支撐桿上的若 干組太陽(yáng)能電池陣列，驅(qū)動(dòng)太陽(yáng)能電池陣列跟蹤對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)的機(jī)械傳動(dòng) 機(jī)構(gòu)，控制機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的主控制器，所述太陽(yáng)能電池陣列之間安裝 有可將采集到的光信號(hào)傳送給主控制器的光敏電阻，且該光敏電阻分 為對(duì)比組和采樣組，可根據(jù)光照強(qiáng)度產(chǎn)生不同的電平信號(hào)組合，包括 靜止信號(hào)、轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)和停止信號(hào)。
作為上述方案的進(jìn)一步設(shè)置，所述機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括安裝在支撐 桿底端且由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的支架活動(dòng)軸，其中電機(jī)安置在支架底盤內(nèi)。
所述機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括安裝在支撐桿與支架活動(dòng)軸之間的傾角 調(diào)節(jié)架，該傾角調(diào)節(jié)架包括固裝于支撐桿底端的頂盤、固裝于支架活 動(dòng)軸頂端的頂座，頂盤、頂座上均開設(shè)有相對(duì)應(yīng)的定位孔和角度調(diào)節(jié) 孔。
所述主控制器上安裝有可控制電機(jī)在確定的時(shí)間點(diǎn)上，帶動(dòng)支架 活動(dòng)軸自動(dòng)回轉(zhuǎn)到起點(diǎn)的時(shí)間繼電器。
采用上述方案后，本實(shí)用新型是將光敏電阻作為太陽(yáng)光方位傳感 器的光信號(hào)接受器，且該光敏電阻分為對(duì)比組和采樣組，利用其對(duì)光 照強(qiáng)度進(jìn)行感應(yīng)，產(chǎn)生不同的電平信號(hào)組合，包括靜止信號(hào)、轉(zhuǎn)動(dòng)信 號(hào)和停止信號(hào)，主控制器根據(jù)設(shè)定程序?qū)饷綦娮鑲魉瓦^(guò)來(lái)的電平信 號(hào)進(jìn)行處理，進(jìn)而激發(fā)電信號(hào)控制機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)分段步進(jìn)，具體包括 靜止時(shí)段、轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)段和停止時(shí)段，這樣不僅減少機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)，大大降低能量的消耗，節(jié)省系統(tǒng)配置的高額成本，而且使太陽(yáng) 光始終以接近0度的入射角進(jìn)入太陽(yáng)能電池陣列，提高了太陽(yáng)能電池
陣列的轉(zhuǎn)換效率，增加發(fā)電量。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本實(shí)用新型的電路總圖； 圖3是本實(shí)用新型的傾角調(diào)節(jié)架的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是圖3中傾角調(diào)節(jié)架的頂盤、頂座之間不同傾斜角度的結(jié)構(gòu) 示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖l、圖2所示，本實(shí)用新型分段步進(jìn)智能跟蹤光伏發(fā)電系統(tǒng)， 包括安裝在支撐桿1上的若干組太陽(yáng)能電池陣列2，驅(qū)動(dòng)太陽(yáng)能電池 陣列2跟蹤對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，控制機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的主控制器 12，此為現(xiàn)有結(jié)構(gòu)。
本案的改進(jìn)點(diǎn)在于，太陽(yáng)能電池陣列2之間安裝有可將采集到的
光信號(hào)傳送給主控制器12的光敏電阻3，且該光敏電阻3分為對(duì)比組
和采樣組，可根據(jù)光照強(qiáng)度產(chǎn)生不同的電平信號(hào)組合，包括靜止信號(hào)、
轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)和停止信號(hào)，具體原理如下
光敏電阻3分為對(duì)比組和采樣組，其中對(duì)比組光敏電阻為光強(qiáng)判斷光敏電阻，放置于擋光板(擋光板位于支撐桿1上，四面包圍涂黑 擋光，頂上為圓弧狀開口受光)夕卜，朝向各個(gè)方向以接收各方向的光
照來(lái)產(chǎn)生不同的光強(qiáng)信號(hào)作為對(duì)比信號(hào)；而采樣組光敏電阻為跟蹤光 敏電阻，放置于擋光板內(nèi)，采集當(dāng)前光照強(qiáng)度產(chǎn)生電信號(hào)；釆集的兩 組信號(hào)再輸入到或門和與門電路中，產(chǎn)生不同的信號(hào)組合，分別代表 不同的采樣信號(hào)，主控制器12再通過(guò)程序處理控制機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)分段 步進(jìn)。
本實(shí)用新型將光敏電阻3作為太陽(yáng)光方位傳感器的光信號(hào)接受
器，且將該光敏電阻3分為對(duì)比組和采樣組，利用其對(duì)光照強(qiáng)度進(jìn)行
感應(yīng)，產(chǎn)生不同的電平信號(hào)組合，包括靜止信號(hào)、轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)和停止信
號(hào)，主控制器12根據(jù)設(shè)定程序?qū)饷綦娮?傳送過(guò)來(lái)的電平信號(hào)進(jìn)行
處理，進(jìn)而激發(fā)電信號(hào)控制機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)分段步進(jìn)，具體包括靜止時(shí)
段、轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)段和停止時(shí)段，以實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能電池陣列2水平方向角度偏
轉(zhuǎn)，達(dá)到自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)移動(dòng)的效果，這樣不僅減少機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)
動(dòng)次數(shù)，大大降低能量的消耗，節(jié)省系統(tǒng)配置的高額成本，而且使太
陽(yáng)光始終以接近0度的入射角進(jìn)入太陽(yáng)能電池陣列2，提高了太陽(yáng)能
電池陣列2的轉(zhuǎn)換效率，增加發(fā)電量。
本實(shí)用新型的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括安裝在支撐桿1底端且由電機(jī)6 驅(qū)動(dòng)的支架活動(dòng)軸5，其中電機(jī)6安置在支架底盤7內(nèi)。該支架底盤7 以長(zhǎng)條鋼條14作為其底端固定裝置，以增強(qiáng)系統(tǒng)的抓地力，提高系統(tǒng) 的抗風(fēng)能力。如圖3所示，為了進(jìn)一步增加系統(tǒng)發(fā)電量，該機(jī)械傳動(dòng) 機(jī)構(gòu)還包括安裝在支撐桿1與支架活動(dòng)軸5之間的傾角調(diào)節(jié)架4，該 傾角調(diào)節(jié)架4包括固裝于支撐桿1底端的頂盤41、固裝于支架活動(dòng)軸 5頂端的頂座42，頂盤41、頂座42上均開設(shè)有相對(duì)應(yīng)的定位孔43和角度調(diào)節(jié)孔44。該傾角調(diào)節(jié)架4可在仰俯方向上調(diào)節(jié)太陽(yáng)能電池陣列 2，根據(jù)不同月份適時(shí)調(diào)整傾角，可在一定程度上增加發(fā)電量。頂盤 41、頂座42之間通過(guò)鋼條將對(duì)應(yīng)的定位孔43、角度調(diào)節(jié)孔44相合并 固定；如圖4所示，調(diào)整傾角時(shí)，只需調(diào)節(jié)頂盤41、頂座42之間的 角度調(diào)節(jié)孔44的相對(duì)位置即可。
為實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能電池陣列2的自動(dòng)回轉(zhuǎn)功能，主控制器12上安裝有 可控制電機(jī)6在確定的時(shí)間點(diǎn)上，帶動(dòng)支架活動(dòng)軸5自動(dòng)回轉(zhuǎn)到起點(diǎn) 的時(shí)間繼電器13。利用時(shí)間繼電器13的設(shè)定時(shí)間產(chǎn)生相應(yīng)的電平和 延遲時(shí)間，在確定的時(shí)間點(diǎn)上，通過(guò)主控制器12的程序控制電機(jī)6反 向旋轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)回轉(zhuǎn)角度，從而實(shí)現(xiàn)每天晚上自動(dòng)回轉(zhuǎn)的目的。
如圖2所示，本實(shí)用新型分段步進(jìn)智能跟蹤光伏發(fā)電系統(tǒng)的工作 原理如下
太陽(yáng)能電池陣列2經(jīng)光伏效應(yīng)產(chǎn)生交流電，通過(guò)控制逆變器9實(shí)現(xiàn) 電能的交直流轉(zhuǎn)變，再發(fā)給用戶負(fù)載IO，同時(shí)多余的電能通過(guò)蓄電池 組11儲(chǔ)存起來(lái)；同時(shí)光敏電阻3采集太陽(yáng)角度數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸?shù)街骺刂?器12中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，進(jìn)而激發(fā)電信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)6帶動(dòng)支架活動(dòng)
軸5實(shí)現(xiàn)分段步進(jìn)。
在相同時(shí)間和光照條件下，本實(shí)用新型分段步進(jìn)智能跟蹤光伏發(fā) 電系統(tǒng)，能比固定式系統(tǒng)增加30%以上的平均輸出能量。而相對(duì)于傳 統(tǒng)的實(shí)時(shí)跟蹤光伏發(fā)電系統(tǒng)，本實(shí)用新型采用分段步進(jìn)方式，減少了 機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)，大大降低了因電機(jī)6啟動(dòng)而導(dǎo)致的能量消 耗，節(jié)省了系統(tǒng)配置的高額成本。因此，本實(shí)用新型的分段步進(jìn)智能 跟蹤光伏發(fā)電系統(tǒng)能有效地增加系統(tǒng)發(fā)電量，減少裝置跟蹤能耗，適 用于各類中小型發(fā)電需求，有利于提高國(guó)內(nèi)整體太陽(yáng)能應(yīng)用水平。
上述實(shí)施例僅用于解釋說(shuō)明本實(shí)用新型的發(fā)明構(gòu)思，而非對(duì)本實(shí)用新型權(quán)利保護(hù)的限定，凡利用此構(gòu)思對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行非實(shí)質(zhì)性的 改動(dòng)，均應(yīng)落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1、一種分段步進(jìn)智能跟蹤光伏發(fā)電系統(tǒng)，包括安裝在支撐桿(1)上的若干組太陽(yáng)能電池陣列(2)，驅(qū)動(dòng)太陽(yáng)能電池陣列(2)跟蹤對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，控制機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的主控制器(12)，其特征在于所述太陽(yáng)能電池陣列(2)之間安裝有可將采集到的光信號(hào)傳送給主控制器(12)的光敏電阻(3)，且該光敏電阻(3)分為對(duì)比組和采樣組，可根據(jù)光照強(qiáng)度產(chǎn)生不同的電平信號(hào)組合，包括靜止信號(hào)、轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)和停止信號(hào)。
2、 如權(quán)利要求1所述的分段步進(jìn)智能跟蹤光伏發(fā)電系統(tǒng)，其特征 在于所述機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括安裝在支撐桿(1)底端且由電機(jī)(6) 驅(qū)動(dòng)的支架活動(dòng)軸(5)，其中電機(jī)(6)安置在支架底盤(7)內(nèi)。
3、 如權(quán)利要求2所述的分段步進(jìn)智能跟蹤光伏發(fā)電系統(tǒng)，其特征 在于所述機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括安裝在支撐桿(1)與支架活動(dòng)軸(5) 之間的傾角調(diào)節(jié)架(4)，該傾角調(diào)節(jié)架(4)包括固裝于支撐桿(1) 底端的頂盤(41)、固裝于支架活動(dòng)軸(5)頂端的頂座(42)，頂盤(4D、 頂座(42)上均開設(shè)有相對(duì)應(yīng)的定位孔(43)和角度調(diào)節(jié)孔(44)。
4、 如權(quán)利要求2所述的分段步進(jìn)智能跟蹤光伏發(fā)電系統(tǒng)，其特征 在于所述主控制器(12)上安裝有可控制電機(jī)(6)在確定的時(shí)間點(diǎn) 上，帶動(dòng)支架活動(dòng)軸(5)自動(dòng)回轉(zhuǎn)到起點(diǎn)的時(shí)間繼電器(13)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種光伏發(fā)電系統(tǒng)，尤其是一種分段步進(jìn)智能跟蹤光伏發(fā)電系統(tǒng)，包括安裝在支撐桿上的若干組太陽(yáng)能電池陣列，驅(qū)動(dòng)太陽(yáng)能電池陣列跟蹤對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，控制機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的主控制器，所述太陽(yáng)能電池陣列之間安裝有可將采集到的光信號(hào)傳送給主控制器的光敏電阻，且該光敏電阻分為對(duì)比組和采樣組，可根據(jù)光照強(qiáng)度產(chǎn)生不同的電平信號(hào)組合，包括靜止信號(hào)、轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)和停止信號(hào)。本實(shí)用新型可以使太陽(yáng)能電池陣列在確定的角度范圍內(nèi)跟蹤太陽(yáng)光照，在一天之內(nèi)最大限度地發(fā)揮太陽(yáng)能電池陣列的發(fā)電功能，增加系統(tǒng)的最大輸出功率，并且能夠大幅度減少跟蹤能耗，節(jié)省系統(tǒng)配置的高額成本。
文檔編號(hào)H02N6/00GK201256371SQ200820163898
公開日2009年6月10日 申請(qǐng)日期2008年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月11日
發(fā)明者游黎瓊 申請(qǐng)人:浙江環(huán)球光伏科技有限公司