[实用新型]一种主动式太阳能跟踪设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及太阳能领域，特别涉及一种主动式太阳能跟踪设备。

背景技术

太阳能跟踪系统可以用于各种太阳能采集装置中，尤其是太阳能发电系统以及太阳能热水器中，可以有效提高太阳能收集效率，高效的太阳能跟踪系统可以随着太阳每天的东升西落以及季节的交替变化随时调整。

目前常用的跟踪系统主要是采用被动跟踪方式，即采用光敏器件来感知太阳光的位置。中国专利ZL200510094900.8公开了一种基于跟踪姿态反馈的太阳跟踪装置及跟踪方法。装置包括受光面板与控制器电连接的传感器、电机，受光面板经铰链与支撑杆、高度角调节杆连接，支撑杆的另一端与立柱连接，控制器为单片机的模/数端口分别与高度角传感器和方位角传感器电连接、数/模端口分别与高度角驱动电机控制端口和方位角驱动电机控制端口电连接；这种跟踪方法包括利用经度、纬度和日期时间计算当地当日太阳赤纬和时差，根据经度、纬度、太阳赤纬、时差和时刻实时计算太阳方位角和高度角，利用闭环控制实现实时跟踪。这种跟踪装置设计容易，其缺点在于：一般的光敏器件都具有较宽的感光角度，由于阳光的散射，使这种方式对太阳光角度的偏离并不敏感；另外，光敏元件常被灰尘遮盖，使光敏元件感光能力减弱；或者当两个光敏元件被污染的程度不同时它们的输出将形成一个固有的偏差。这将导致太阳电池板无法准确跟踪太阳位置。

还有一种跟踪方法是主动跟踪装置，这种跟踪装置是由控制器、万年历、全球定位系统GPS、电机、电机驱动器组成。由控制器从时钟模块中(例如万年历模块)读取当前时间，根据当前时间可以计算出太阳的空间位置，然后根据当地的经度、纬度等地理参数(可以通过全球定位系统GPS获得)，计算出跟踪信号，然后控制器向电机驱动器发出驱动信号，驱动电机，带动需要跟踪太阳的模块例如太阳电池板转动实现跟踪太阳的目的，控制器不停地从时钟模块中读取当前时间，以便实现连续的对太阳的跟踪。主动式跟踪装置避免了被动式跟踪装置出现的一系列问题，其优点在于稳定性高，理论上能够准确地跟踪太阳位置，但是实际情况是，由于地球大气层的作用，太阳光在进入大气层时会发生折射，从而改变了太阳的入射角度，这种折射效应会对主动跟踪造成极大的误差。

发明内容

本实用新型提供了一种主动式太阳能跟踪设备，克服了现有技术中被动式跟踪装置和普通主动式跟踪装置的缺点，利用主动式跟踪装置结合设备初始姿态手动调整装置，实现对太阳能的精确和稳定的跟踪。本实用新型的太阳能跟踪设备可以方便与各种太阳能采集装置相结合使用，提高太阳能的利用效率。

一种主动式太阳能跟踪设备，包括：

一带受光面的太阳能设备；可为太阳能采集装置，也可为太阳能跟踪装置，与其它太阳能采集和利用装置结合使用；

一太阳能设备姿态调整装置，包括：：一平铺在所述的太阳能设备的受光面上的平面板，平面板上设有南北标线和东西标线；一垂直安装在平面板上的竖直板；一安装在所述的太阳能设备上的方向角调节马达和一安装在所述的太阳能设备上的高度角调节马达。

由于平面板与所述的太阳能设备的受光面处于同一平面，安装在所述的太阳能设备上的方向角调节马达和高度角调节马达，可以同时调节平面板和太阳能设备的方向角和高度角。在通过调整平面板的姿态来调整所述的太阳能设备的姿态时，方向角调节马达用于调节平面板和太阳能设备的东西倾角，高度角调节马达用于调节平面板和太阳能设备的南北倾角。控制方向角调节马达调节平面板和太阳能设备的方向角，使得在太阳照射下竖直板在平面板上的投影与南北标线平行或重合；控制高度角调节马达平面板和太阳能设备的高度角，使得在太阳照射下竖直板在平面板上的投影与东西标线平行或重合；在完成方向角和高度角调节后，平面板和太阳能设备的受光面与太阳入射光线垂直。

一当前时间获取装置，用于得到实时时间信息；可采用现有技术中的设备，优选采用电子万年历。

一用于控制方向角调节马达和高度角调节马达转动的控制器以及与控制器连接的按键系统；控制器接收按键系统的指令，并采集当前时间获取装置的数据按设定的时间间隔，向方向角调节马达和高度角调节马达传送控制信息。

按键系统由马达选择控制按键、马达前进控制按键、马达后退控制按键和调节完毕控制按键组成。通过马达选择控制按键向控制器发出指令，选择方向角调节马达或高度角调节马达；进而通过马达前进控制按键和马达后退控制按键向控制器发出指令，使方向角调节马达或高度角调节马达作相应的转动；完成预定目标的方向角或高度角调节后，通过调节完毕控制按键向控制器发出指令，使方向角调节马达或高度角调节马达停止转动，结束整个调整过程。