[发明专利]太阳光能全自动收寻跟踪器装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳光能全自动收寻跟踪器装置。

背景技术

太阳能的热能利用和光能利用是其两个最重要的应用领域，之所以特别引人注目，是由于太阳能的特殊性所决定的。太阳能具有以下优点：(1)存储量巨大；(2)不会被枯竭；(3)清洁的能源；(4)不受地域限制。

太阳能的缺点是能量密度低、容易受气象条件的影响，不具备蓄电功能等。如果太阳能电池板若固定不动，则只有夏季晴天上午9时到下午4时约7小时，日照最充分。但到了冬季，同样的地点充分日照时间将降至3小时。由于蓄电池必要的全充电时间需10-15小时，故需要调节太阳能电池板的倾角，使之得到最大的日照量。此外，由于云层，自然环境等因素，太阳能电池板均需适时微调。当然，可以定时用人工进行调节，或者通过太阳能自动跟踪器进行自动跟踪。但是现有的太阳能自动跟踪器有光就动，无光就停，在太阳光能不足，无法产生足够电能的情况下进行无谓的跟踪动作将极大的浪费能源。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提高太阳光电池板光电转换效率和延长采光时间，即充分发挥太阳能电池板的效能，避免了传统的“有光就动，无光就停”的盲目无为工作和无效的能源浪费。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种太阳光能全自动收寻跟踪器装置，包括机架、太阳能电池板、电池板支架、摆动机构和跟踪控制单元，太阳能电池板设置在电池板支架上，电池板支架通过一套摆动机构在机架上摆动，跟踪控制单元控制摆动机构摆动来跟踪太阳光；跟踪控制单元包括两个从东西两个不同方向对太阳光能量等级强弱进行判别的太阳光线强弱判别器、自动定位判定器和控制单元，太阳光线强弱判别器和自动定位判定器的信号输出端分别与控制单元连接，控制单元与摆动机构连接；当其中一个方向的太阳光线强弱判别器感应到大于设定强度的太阳光线时，太阳光线强弱判别器向控制单元输出信号，控制单元控制摆动机构向该方向摆动；当自动定位判定器感应到大于设定强度的太阳光线时，自动定位判定器向控制单元输出信号，控制单元迫使摆动机构停止摆动。该装置可根据太阳能电池板进行光电转换时所需的光源强调等级和当时的环境条件对其预先进行人工设置，只有太阳光强度达到设定的强度，本装置才动作，这样就有效地避免了传统的“有光就动，无光就停”的盲目无为工作和无效的能源浪费。

为最佳利用光源能量，在两个方向的太阳光线强弱判别器的信号输出端与控制单元之间设置能量比较电路，当其中两个方向的太阳光线强弱判别器感应到大于设定强度的太阳光线时能量等级高的一路导通，控制摆动机构向太阳光线更强的方向摆动。

为了充分提高本装置的工作效率和减少自身能量消耗，摆动机构采用行星齿轮减速驱动方式。

具体地，摆动机构包括左右两个短轴、驱动底板、底罩、驱动电机、主动齿轮、弧形大齿轮，短轴设置在机架上，为摆动轴心，驱动底板设置在两个之间，驱动电机安装在驱动底板上，主动齿轮安装在驱动电机上，弧形大齿轮安装在底罩上，底罩与电池板支架固定，底罩可摆动地安装在短轴上，主动齿轮与弧形大齿轮啮合构成行星齿轮减速器，驱动电机通过主动齿轮、弧形大齿轮驱动底罩摆动。

具体地，电池板支架包括底盘和和托盘，托盘和底盘活动连接，在托盘和底盘之间具有调节托盘仰角的支持杆。

具体地，太阳光线强弱判别器包括光电传感器，基准信号设定单元和比较单元，比较单元的输入端与光电传感器连接，比较单元的基准信号输入端基准信号调节单元连接；自动定位判定器包括光电传感器、基准信号设定单元和比较单元，比较单元的输入端与光电传感器连接，比较单元的基准信号输入端基准信号调节单元连接；太阳光线强弱判别器的比较单元的输出端与控制单元连接，控制单元与驱动电机连接，控制电机的运转和转向，自动定位判定器的比较单元的输出端与控制单元连接，控制电机停止运转。

工作自动定位判定光电传感器对当时直照射到太阳能电池板上的光源强度等级进行判定，为提高光电传感器的精度和分辨率，防止周围干扰光线，在自动定位判定器的光电传感器上安装圆柱筒形遮光罩，为提高太阳光线强弱判别器的灵敏度，在太阳光线强弱判别器的光电传感器后安装抛物面反光物件。

由于光线是一种能量，能量的收集需要一定的时间，故设计摆动机构为步进间断运转方式。

进一步地，两只太阳光线强弱判别器的光电传感器在同一垂直平面内，相互间呈120度的夹角，各与水平面间呈30度的夹角；自动定位判定器的光电传感器的中心线与两只太阳光线强弱判别器的光电传感器的中心线各呈60度的夹角。太阳光线强弱判别器的比较单元为运算放大器，控制单元采用逻辑PLC控制器。