[发明专利]太阳能狭缝跟踪装置

说明书

技术领域

本发明涉及光伏技术领域，特别涉及一种太阳能狭缝跟踪装置。

背景技术

随着能源和环境问题的日益突出，可再生能源的开发与利用逐渐引起了世人的重视。太阳能以其清洁、分布范围广、利用方便等特点成为发展较快的可再生能源。太阳能光伏发电是太阳能利用的主要形式之一，但是由于目前太阳能电池板的价格昂贵，导致光伏发电的成本居高不下，因此制约了太阳能光伏发电产业的发展。因此如何提高太阳能的利用效率，降低太阳能利用成本成为目前人们研究的热点。

图5描述太阳在一天中的运动以及每一季节中太阳轨道的变化。如图所示，太阳运动通过各个位置与时间和季节有关。现有用于跟踪太阳运动的可编程跟踪系统，其中跟踪速度和类似参数是根据太阳的运动事先计算出的，且沿着基于这些计算确定的路径跟踪太阳。然而，这种可编程跟踪系统存在着以下缺点：

第一，当安装太阳能电池时，要求高精度设置罗经点和水平线。所以，存在着一个长期使用后误差积累的问题，以及还存在一个控制不均匀速度时曲线变得复杂的问题。

第二，上述的跟踪系统是步进电机带动电池板不停的去调整转动目的是找到最大电流值，而在找到最大电流值之前的一系列动作都是在浪费系统的电能。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的是提供一种能使太阳能电池对太阳进行实时跟踪，以提高太阳能利用效率的太阳能狭缝跟踪装置。

实现本发明目的的技术方案如下：

太阳能狭缝跟踪装置，包括驱动太阳能电池板转动的步进电机，以及设有若干个光敏器件的光信号采集装置，还包括编码系统和单片机，其中编码系统包括编码器组，编码器组中的各个编码器的输入端均连接有一个光敏器件，编码器组中的各编码器把任意时刻受到光照的光敏器件转化为低电平输出；以及与编码器组连接的与门器组，与门器组与单片机连接；以及与编码器组连接的编码装置，编码装置与单片机连接，编码装置将编码器组中的各个编码器输出到该编码装置的电信号进行编码，并将该编码信号发送到单片机；

单片机还与步进电机连接，单片机将编码装置输出的编码信号，通过计算得出编码器组中具体输出低电平的编码器；以及通过接收到编码装置和与门器组输出的电信号，计算出受到太阳光照射的光敏二极管的具体编号，以发出使步进电机转动步进角数的命令。

采用上述方案的的优点在于：首先，通过光信号采集装置采集光信号后送至编码系统，编码系统将该信号经过处理后发送到单片机，单片机经过分析计算后确定太阳光照射到具体的光敏器件上，单片机发出使步进电机转动步进角数的命令，以使太阳能电池板能够产生最大电流。其次，本发明的光信号采集装置只要在合适的地点进行安装即可，其安装不受精度的限制。并由于光信号采集装置时刻接受太阳的照射，其采集信号也是连续的，因此，不存在信号误差积累的问题，并能使控制曲线变得较为简单。第三，在太阳能电池板获得最大电流之前，步进电机无需带动太阳能电池板转动，而是通过单片机的控制进行分析，得知最大电流值的位置后，向步进电机发送最大电流点位置信息使太阳能电池板一次性转到该位置。不但效率和精度都很高，而且这种装置并不会浪费系统的电能。

进一步的，编码器组中的每个编码器的第一编码输出端均连接到与门器组中的第一与门，每个编码器的第二编码输出端均连接到与门器组的第二与门，每个编码器的第三编码输出端连接到与门器组的第三与门，编码器组中的每个编码器的优先编码工作标志端连接到编码装置的输入端。通过主种连接方式，可以使输入端的数量为输出端数量的2的N次方，并且扩展整个装置也很容易。

进一步的，编码器组中包含八个编码器，其中第一个编码器的输出使能端连接第二个编码器的输入使能端，第二个编码器的输出使能端连接第三个编码器的输入使能端，第三个编码器的输出使能端连接第四个编码器的输入使能端，第四个编码器的输出使能端连接第五个编码器的输入使能端，第五个编码器的输出使能端连接第六个编码器的输入使能端，第六个编码器的输出使能端连接第七个编码器的输入使能端，第七个编码器的输出使能端连接第八个编码器的输入使能端。将这些编码器的输出使能端与输入使能端相连，可以实行优先编码，在同一时刻，使编码器组中只能输出一个低电平的电信号。

进一步的，光信号采集装置包括半球面的透光体，透光体中均布有若干个隔板，两两隔板之间的部分为一个狭缝，各个狭缝中设有采集光信号的光敏器件。通过隔板，不但能形成安装光敏器件的狭缝，而且当光照射到某一狭缝中时，通过隔板可以防止光透射的相邻的狭缝中。

附图说明

图1为本发明的太阳能狭缝跟踪装置的电路结构示意图；