一種高精度雙軸太陽能跟蹤系統技術方案

本實用新型專利技術涉及一種高精度雙軸太陽能跟蹤系統，所述系統包含有控制器（101）、模數轉換電路（102）、調理電路（103）、光控跟蹤器（104）、風速傳感器（105）、驅動電路（106）、GPS模塊（107）、顯示模塊（108）、方位角電機（109）和高度角電機（110），所述光控跟蹤器（104）和風速傳感器（105）依次經調理電路（103）和模數轉換電路（102）后與控制器（101）相連，所述控制器（101）經驅動電路（106）后驅動方位角電機（109）和高度角電機（110），所述GPS模塊（107）和顯示模塊（108）與控制器（101）相連。本實用新型專利技術一種高精度雙軸太陽能跟蹤系統，適用范圍廣、精度高其安全性能高。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種太陽能跟蹤系統，尤其是涉及一種可應用于惡劣環境且精度高的高精度雙軸太陽能跟蹤系統。
技術介紹
為了提高光伏發電站對太陽能的利用率，需對太陽位置進行全方位實時精確跟蹤。目前，常規的太陽跟蹤控制方式主要分為兩類:一、利用光控跟蹤器跟蹤控制方式:光控跟蹤器跟蹤方式具有跟蹤精度高的優點，但同時存在抗天氣干擾能力弱的問題，從而使得其在一些氣象環境變化較大的地方，難以應用；二、利用時序跟蹤控制方式:時序跟蹤方式具有不受天氣影響、可靠性強等優點，但其無法自動校正累積誤差；同時，這兩種方式均存在較大的安全隱患:當風速過大，尤其是超過整個太陽能系統的承受能力時，會對整個系統造成災難性的后果。
技術實現思路
本技術的目的在于克服上述不足，提供一種適用范圍廣、精度高其安全性能高的高精度雙軸太陽能跟蹤系統。本技術的目的是這樣實現的:一種高精度雙軸太陽能跟蹤系統，所述系統包含有控制器、模數轉換電路、調理電路、光控跟蹤器、風速傳感器、驅動電路、GPS模塊、顯示模塊、方位角電機和高度角電機，所述光控跟蹤器和風速傳感器依次經調理電路和模數轉換電路后與控制器相連，所述控制器經驅動電路后驅動方位角電機和高度角電機，所述GPS模塊和顯不模塊與控制器相連。本技術一種高精度雙軸太陽能跟蹤系統，所述光控跟蹤器包含有殼體，所述殼體包含有筒體，所述筒體的兩個開口端分別設置有筒蓋和筒底板，所述筒體、筒蓋和筒底板構成一密閉的檢測腔體，所述筒蓋中心設置有一通孔，該通孔內安裝有透鏡，所述筒底板朝向檢測腔體的一面上設置有光敏元件一、光敏元件二、光敏元件三、光敏元件四和光敏元件五，所述光敏元件五設置于筒底板的正中心，且光敏元件五正對透鏡，所述光敏元件一、光敏元件二、光敏元件三和光敏元件四均勻分布于光敏元件五周圍。本技術一種高精度雙軸太陽能跟蹤系統，述筒底板上的光敏元件一、光敏元件二、光敏元件三、光敏元件四和光敏元件五通過連接電纜引出信號線、電源線和接地線，信號線與電動推桿和蝸輪蝸桿相連，所述電源線接入電源取電。與現有技術相比，本技術的有益效果是:本技術采用時序方式和光控跟蹤器方式相結合，可以最大限度地避免天氣干擾，又可以修正累積誤差，使得系統同時具備不受天氣影響和跟蹤精度高的特點，實現對太陽位置的全方位、高精度的自動跟蹤。附圖說明圖1為本技術一種高精度雙軸太陽能跟蹤系統的電路框圖。圖2為本技術一種高精度雙軸太陽能跟蹤系統中的光控跟蹤器的結構示意圖。圖3為本技術一種高精度雙軸太陽能跟蹤系統中的光控跟蹤器中光敏元件的排布示意圖。圖4為本技術一種高精度雙軸太陽能跟蹤系統中光控跟蹤器與其他設備的接線示意圖。其中:控制器101、模數轉換電路102、調理電路103、光控跟蹤器104、風速傳感器105、驅動電路106、GPS模塊107、顯示模塊108、方位角電機109、高度角電機110 ；殼體1、筒體1.1、筒蓋1.2、筒底板1.3 ；光敏元件一 2.1、光敏元件二 2.2、光敏元件三2.3、光敏元件四2.4、光敏元件五2.5 ；透鏡3、連接電纜4、電動推桿5、蝸輪蝸桿6。具體實施方式參見圖f 4，本技術涉及的一種高精度雙軸太陽能跟蹤系統，所述系統包含有控制器101、模數轉換電路102、調理電路103、光控跟蹤器104、風速傳感器105、驅動電路106、GPS模塊107、顯示模塊108、方位角電機109和高度角電機110，所述光控跟蹤器104和風速傳感器105依次經調理電路103和模數轉換電路102后與控制器101相連，用于將光電信息和風速信息傳遞給控制器101，所述控制器101經驅動電路106后驅動方位角電機109和高度角電機110，所述GPS模塊107和顯示模塊108與控制器101相連；所述光控跟蹤器104包含有殼體I，所述殼體I包含有筒體1.1，所述筒體1.1的兩個開口端分別設置有筒蓋1.2和筒底板1.3,所述筒體1.1、筒蓋1.2和筒底板1.3構成一密閉的檢測腔體(密閉的檢測腔體有助于消除外界光線的干擾，有利于提高檢測精度，同時易于在野外風沙等惡劣環境條件下正常工作，提高使用壽命)，所述筒蓋1.2中心設置有一通孔，該通孔內安裝有透鏡3，所述筒底板1.3朝向檢測腔體的一面上設置有光敏元件一2.1、光敏元件二 2.2、光敏元件三2.3、光敏元件四2.4和光敏元件五2.5,所述光敏元件五2.5設置于筒底板1.3的正中心，且光敏元件五2.5正對透鏡3，所述光敏元件一 2.1、光敏元件二 2.2、光敏元件三2.3和光敏元件四2.4均勻分布于光敏元件五2.5周圍，其相鄰的光敏元件之間的間隔為90°，分別代表東南西北四個方向，且光敏元件一 2.1、光敏元件二2.2、光敏元件三2.3和光敏元件四2.4的中心點位于同一圓周上，并且光敏元件五2.5的中心點位于該圓周的圓心上；且在使用時,筒底板1.3上的光敏兀件一 2.1、光敏兀件二 2.2、光敏兀件三2.3、光敏元件四2.4和光敏元件五2.5通過連接電纜4引出信號線、電源線和接地線，信號線與電動推桿5和蝸輪蝸桿6相連，用于控制電動推桿5和蝸輪蝸桿6對太陽能電池板進行調節，使之正對太陽；所述電源線接入電源取電。該光控跟蹤器104的工作原理為:位于筒底板中心的光敏元件五2.5用于檢測太陽光的強弱，當太陽光的強度不足以使光敏元件導通時，經過比較電路之后，運算放大器輸出低電平，單片機判斷為陰雨天氣，此時系統不啟動跟蹤程序，以節省電機消耗的電能；當太陽光的強度足以使光敏元件導通時，經過比較電路之后，運算放大器輸出高電平，單片機判斷為晴天，此時系統啟動跟蹤程序。位于光敏元件五2.5周圍的光敏元件一 2.1、光敏元件二 2.2、光敏元件三2.3和光敏元件四2.4用于檢測東西和南北方向的方位角和高度角；工作時，光束經過透鏡投射到光敏元件一 2.1、光敏元件二 2.2、光敏元件三2.3和光敏元件四2.4的光敏面上,形成一個具有一定尺寸的光斑，假設光斑中心坐標為(X、Y)，4個象限的光敏原件分別輸出光電流I1、12、13、14。由于電流幅值較小，需經過運算放大器轉換為電壓U1、U2、U3、U4。利用電壓UX、UY表達光斑中心偏移信息X和Y，如式:UX = Ul + U4 - U2 - U3 ；UY = Ul + U2 - U3 - U4 ；當X = 0，Y = O時，四個象限光斑面積相同，電流相同，電壓相同，輸出低電平，電機無動作；ix#o,Y#o時，四個象限光斑面積不同，電流不同，電壓不同，輸出高電平，驅動電機向相應方向轉動。本技術的跟蹤方法包含有以下步驟:步驟一、控制器通過內置的時間模塊獲得時間信息，且通過GPS模塊獲得所處經緯度信息； 控制器根據獲得的信息進行計算，太陽的位置可由高度角h和方位角A來確定，計算公式如下:sin h= β ηΨ *sin δ + οοβΨ *cos δ cos Ω ；sin A= (cos δ *sin Ω ) / cos h ；其中:δ為太陽赤緯角；Ψ為當地緯度；Ω為當時太陽的時角；太陽赤緯角δ與時角Ω可以由本地時間確定，緯度Ψ通過GPS模塊獲得；步驟二:根據步驟一所獲得的信息，控制器通過驅動電路對太陽能跟蹤系統的方位角電機和高度角電本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高精度雙軸太陽能跟蹤系統，其特征在于：所述系統包含有控制器（101）、模數轉換電路（102）、調理電路（103）、光控跟蹤器（104）、風速傳感器（105）、驅動電路（106）、GPS模塊（107）、顯示模塊（108）、方位角電機（109）和高度角電機（110），所述光控跟蹤器（104）和風速傳感器（105）依次經調理電路（103）和模數轉換電路（102）后與控制器（101）相連，所述控制器（101）經驅動電路（106）后驅動方位角電機（109）和高度角電機（110），所述GPS模塊（107）和顯示模塊（108）與控制器（101）相連。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉勝華，梅春祥，
申請(專利權)人：蘇州愛康金屬科技有限公司，
類型：新型
國別省市：江蘇;32