對太陽進行跟蹤的方法以及太陽跟蹤器技術

一種對太陽進行跟蹤的方法以及太陽跟蹤器。其特點是包括太陽上偏、下偏的設定步驟；太陽左偏、右偏的設定步驟；信號放大處理步驟；伺服控制步驟；白天和晚上判斷步驟；復位指令輸出步驟；間歇驅動定精度跟蹤步驟；間歇伺服驅動跟蹤步驟；超前驅動跟蹤步驟，當檢測跟蹤滯后偏差達到設定的角度φ時，發出指令驅動支架朝安裝修正方向旋轉2φ角度，產生超前的偏差角度φ，然后關閉伺服驅動電路，直至再次產生滯后的偏差角φ，又啟動伺服驅動電路，在跟蹤過程中，伺服驅動電路只在短暫的啟動時間里是消耗電能的，其余較長的時間里是不耗電的。其優點是實時檢測太陽位置，實現了間歇驅動，既保證了跟蹤精度，有減少了電能消耗，從而提高了效率。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術是涉及一種太陽能利用領域，特別是涉及一種對太陽進行跟蹤的方法以及太陽跟蹤器。
技術介紹
在太陽能發電系統中，采用太陽跟蹤器技術可以使太陽能電池板始終正對著太陽，這樣就可以最大程度地獲取太陽光能，提高發電效率。目前，應用最廣泛的太陽跟蹤方法有光電檢測跟蹤法和視日運動軌跡跟蹤法。光電檢測跟蹤法是光電傳感器實時檢測出太陽位置與太陽能電池板角度的偏差，通過電機傳動旋轉太陽能電池板消除偏差來實現對太陽的跟蹤，是一種閉環控制的跟蹤法，精度比較高，但是由于要實時檢測太陽位置并驅動電機，需要持續消耗電能，致使發電系統的效率降低。視日運動軌跡跟蹤法是將太陽在某地某時的運動軌跡輸入到控制系統中，控制系統按照當地當時的太陽運動軌跡，通過電機傳動旋轉太陽能電池板來跟蹤太陽，是一種開環控制的跟蹤法，其跟蹤精度受安裝地點經緯度檢測及時間檢測的精度影響較大，必需專業人員才能安裝調試，而且安裝后難以移動，因為不同的安裝地點有不同的控制數據，在應用上受一定的局限。
技術實現思路
本專利技術的目的就是提供一種采用光電檢測跟蹤法，實時檢測太陽位置，并可以實現間歇驅動，降低能耗，提高發電系統效率的對太陽進行跟蹤的方法以及太陽跟蹤器。本專利技術的解決方案是這樣的: 本專利技術的對太陽進行跟蹤的方法，包括步驟: (1)、太陽上偏、下偏的設定步驟:以正對太陽為標線設置隔光板，將太陽光分隔成上偏區域和下偏區域，在上偏區域、下偏區域設置分別設置光電池，使得太陽移動到上偏位置時，隔光板在上偏區域留下的陰影遮擋上偏區域的光電池，太陽移動到下偏位置時，隔光板在下偏區域留下的陰影遮擋下偏區域的光電池； (2)、太陽左偏、右偏的設定步驟:以正對太陽為標線設置隔光板，將太陽光分隔成左偏區域和右偏區域，在左偏區域、右偏區域設置分別設置光電池，使得太陽移動到左偏位置時，隔光板在左偏區域留下的陰影遮擋左偏區域的光電池，太陽移動到右偏位置時，隔光板在右偏區域留下的陰影遮擋右偏區域的光電池； (3)、信號放大處理步驟:包括: 對上偏區域和下偏區域內的光電池輸出的信號進行放大，按公式:Vl = Ua — Ub 對信號進行處理，輸出處理后的電壓Vl ; 對左偏區域和右偏區域內的光電池輸出的信號進行放大，按公式:V2 = Uc - Ud 對信號進行處理， 輸出處理后的電壓V2 ；(4)、伺服控制步驟:包括: 對Vl進行正、負、零的伺服控制步驟:當伺服控制器接收到的Vl為正時，輸出信號控制伺服電機朝Vl為零的方位旋轉直到Vl為零時停止，當伺服控制器接收到的Vl為負時，輸出信號控制伺服電機朝Vl為零的方位旋轉直到Vl為零時停止，當伺服控制器接收到的Vl為零時，不驅動伺服電機運轉； 對V2進行正、負、零的伺服控制步驟:當伺服控制器接收到的V2為正時，輸出信號控制伺服電機朝V2為零的方位旋轉直到V2為零時停止，當伺服控制器接收到的V2為負時，輸出信號控制伺服電機朝V2為零的方位旋轉直到V2為零時停止，當伺服控制器接收到的V2為零時，不驅動伺服電機運轉。更具體的方法還包括:白天和晚上判斷步驟:設定判定電壓V4，將上偏區域、下偏區域、左偏區域、右偏區域的光電池輸出的信號進行放大，按公式:V3 = Ua + Ub + Uc + Ud進行處理； 將V4與V3進行比較，當V3≥V4時，設定為白天，當V3 < V4時，設定為晚上。進一步的:還包括復位指令輸出步驟:在符合晚上的設定條件時，伺服控制器輸出復位指令給伺服驅動電路，驅動垂直伺服電機和水平伺服電機轉動，使太陽能電池板支架返回到初始位置，此時太陽能電池板呈水平向上狀態，傳感器檢測面垂直朝上，以備天亮時進行跟蹤。進一步的:還包括間歇驅動定精度跟蹤步驟:將上偏區域、下偏區域、左偏區域、右偏區域設置的光電池分別劃分為至少兩個間隔區域，并按設定的區域將光電池的輸出電壓分成相應的電壓分區，并設定太陽光陰影在間隔區域內偏移時伺服控制器不進行跟蹤，一旦太陽光陰影進入或者離開間隔區域時伺服控制器才進行跟蹤的間歇跟蹤方式。進一步的:還包括間歇伺服驅動跟蹤步驟:設定伺服控制器按光電池劃分的間隔區域進行判斷，在隔光板的陰影處于同一區域時伺服控制器不輸出驅動指令，在隔光板的陰影進入不同區域時伺服控制器輸出驅動指令。進一步的:還包括超前驅動跟蹤步驟:伺服控制器發出的驅動指令驅動伺服電機跟蹤達到偏差修正方向后繼續超前驅動到修正方向的下一個區域才停止驅動伺服電機。一種太陽跟蹤器，包括太陽位置傳感器、信號放大及伺服控制器及雙軸伺服驅動電路，所述的太陽位置傳感器包括有隔光板和光電池，所述的隔光板設置至少有四塊，所述隔光板以正對太陽為標線將太陽光分隔成上偏區域、下偏區域、左偏區域、右偏區域，使得太陽偏移后，隔光板在偏移區域留下陰影；所述的光電池放置于在所述隔光板分隔成的上偏區域、下偏區域、左偏區域、右偏區域，使得太陽偏移后由隔光板留下的陰影遮擋光電池； 所述的信號放大伺服控制器包括有接收太陽位于上偏區域、下偏區域兩個方位光電池電壓信號的第一差動放大器Al和接收太陽位于左偏區域、右偏區域兩個方位光電池電壓信號的第二差動放大器A2，所述的第一差動放大器Al和第二差動放大器A2的電壓信號輸入單片機，由單片機根據接收的電壓信號進行太陽偏移識別，向所述的雙軸伺服驅動電路輸出指令，控制雙軸電機的工作。更具體的技術方案還包括:所述的隔光板采用十字交叉結構將太陽光分隔成上偏區域、下偏區域、左偏區域、右偏區域。進一步的:所述的信號放大伺服控制器還包括加法放大器A3，用于接收太陽位于上偏區域、下偏區域、左偏區域、右偏區域四個方位光電池電壓信號，由單片機根據接收的加法放大器A3電壓信號與設定的電壓判定信號進行比對，作出白天和晚上的識別判斷，向所述的雙軸伺服驅動電路輸出指令，控制雙軸電機的工作。進一步的:所述的隔光板為等高，所述的四個方位的光電池型號參數相同，所述隔光板的頂部蓋有球形透明頂蓋。本專利技術的優點是實時檢測太陽位置，并可以實現間歇驅動，降低能耗，提高發電系統效率。附圖說明附圖是本專利技術的實施例。圖1是本專利技術的太陽位置傳感器A的結構示意圖。圖2是本專利技術跟蹤方法對跟蹤信號進行處理的流程示意圖。圖3是本專利技術太陽跟蹤器的結構示意圖。圖4是圖3的左視圖。圖5是太陽跟蹤器內部結構示意圖。具體實施例方式本實施例中的對太陽能進行跟蹤的具體方法為: (1)、太陽上偏、下偏的設定步驟:如圖1所示，以正對太陽為標線設置隔光板，將太陽光分隔成上偏區域和下偏區域，在上偏區域、下偏區域設置分別設置上偏區光電池3、下偏區光電池5，使得太陽移動到上偏位置時，隔光板在上偏區域留下的陰影遮擋上偏區光電池3，太陽移動到下偏位置時，隔光板在下偏區域留下的陰影遮擋下偏區光電池5 ； (2)、太陽左偏、右偏的設定步驟:以正對太陽為標線設置隔光板，將太陽光分隔成左偏區域和右偏區域，在左偏區域、右偏區域設置分別設置左偏區光電池6、右偏區光電池4，使得太陽移動到左偏位置時，隔光板在左偏區域留下的陰影遮擋左偏區光電池6，太陽移動到右偏位置時，隔光板在右偏區域留下的陰影遮擋右偏區光電池4 ； (3)、信號放大處理步驟:如圖2所示，包括: 對上偏區域和下偏區域內的光電池輸出的信號輸入第一差動放大器Al進行放本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種對太陽進行跟蹤的方法，其特征在于：包括步驟：（1）、太陽上偏、下偏的設定步驟：以正對太陽為標線設置隔光板，將太陽光分隔成上偏區域和下偏區域，在上偏區域、下偏區域設置分別設置光電池，使得太陽移動到上偏位置時，隔光板在上偏區域留下的陰影遮擋上偏區域的光電池，太陽移動到下偏位置時，隔光板在下偏區域留下的陰影遮擋下偏區域的光電池；（2）、太陽左偏、右偏的設定步驟：以正對太陽為標線設置隔光板，將太陽光分隔成左偏區域和右偏區域，在左偏區域、右偏區域設置分別設置光電池，使得太陽移動到左偏位置時，隔光板在左偏區域留下的陰影遮擋左偏區域的光電池，太陽移動到右偏位置時，隔光板在右偏區域留下的陰影遮擋右偏區域的光電池；（3）、信號放大處理步驟：包括：對上偏區域和下偏區域內的光電池輸出的信號進行放大，按公式：V1＝Ua－Ub對信號進行處理，輸出處理后的電壓V1；對左偏區域和右偏區域內的光電池輸出的信號進行放大，按公式：V2＝Uc－Ud對信號進行處理，輸出處理后的電壓V2；（4）、伺服控制步驟：包括：對V1進行正、負、零的伺服控制步驟：當伺服控制器接收到的V1為正時，輸出信號控制伺服電機朝V1為零的方位旋轉直到V1為零時停止，當伺服控制器接收到的V1為負時，輸出信號控制伺服電機朝V1為零的方位旋轉直到V1為零時停止，當伺服控制器接收到的V1為零時，不驅動伺服電機運轉；對V2進行正、負、零的伺服控制步驟：當伺服控制器接收到的V2為正時，輸出信號控制伺服電機朝V2為零的方位旋轉直到V2為零時停止，當伺服控制器接收到的V2為負時，輸出信號控制伺服電機朝V2為零的方位旋轉直到V2為零時停止，當伺服控制器接收到的V2為零時，不驅動伺服電機運轉。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：陶遇春，劉文烽，邢印強，溫荃，
申請(專利權)人：柳州市智博科技有限公司，
類型：發明
國別省市：