[实用新型]一种太阳能聚光及跟踪装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能光伏领域，尤其涉及一种太阳能聚光及跟踪装置。 

背景技术

当今社会的发展面临着能源短缺、环境污染日益严重等问题，世界各国都急需开发常规能源的替代品。太阳能作为一种巨大的、清洁的可再生能源,已经得到大力开发，且逐步将会在能源结构中占有相当的份额。 

目前，太阳能光伏系统现已在家用、交通、通信、空间应用等诸多领域得到广泛的应用。该系统主要通过太阳能电池将太阳能转变为电能，并通过控制器的控制给蓄电池充电或者在满足负载需求的情况下直接给负载供电。而太阳能电池是太阳能光伏系统中实现光电转化的核心部件，它的光电转化率直接影响着光伏系统的性能。但目前的太阳能电池光电转化率较低，其中很大一部分原因是由于在使用过程中，太阳能电池所接收的光照强度不足。虽然，目前已有一种太阳能聚光及跟踪装置的设计，但其造价较高、结构复杂、维护工作量大、故障率高，并不利于推广应用。 

发明内容

本实用新型是为了要克服现有技术的不足，利用跟踪设计和计算机语言控制单片机技术，设计出结构简单而高效的一种太阳能聚光及跟踪装置。目的在于提供一种结构简单、高效的太阳聚光及跟踪装置，在太阳能光伏系统中提高太阳能电池的光电转化率，以提高能源的利用率，实现节能减排。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种太阳能聚光及跟踪装置，包括支架脚，支架脚上铰接有支架，所述的支架上铰接有跟踪支架座，该跟踪支架座上铰接有转动杆，转动杆上设有太阳能聚光装置；还包括有控制跟踪支架座转动的跟踪装置。根据支架脚与支架，支架与跟踪支架座，跟踪支架座与转动杆，上述的三个层面的铰接，从而使太阳能聚光装置始终保持太阳光源最佳的收集效果，更有效追踪太阳直射点，接收到太阳光垂直射出的最有效太阳光源。并且，支架与跟踪支架座是由太阳能跟踪装设所设有的单片机与伺服电机所操控，在单片机导入C语言编程后，驱动伺服电机根据所输入的程序，实行对太阳能聚光装置跟踪太阳日照的转动功能，从而得到一个相对日照太阳光跟踪的灵活性，实现自动化的操作。 

作为对前述技术方案的进一步设计：所述的太阳能聚光装置包括面向太阳并设有凹面镜、凹面镜的凹面镜组件与凹面镜对向设置的太阳能电池板，凹面镜的镜面与太阳能电池板的镜面对向设置。上述的凹面镜主要是起到聚光的作用，当太阳光线直接照射在凹面镜时，太阳光线首先会反射到凹面镜周围的其它位置，再经过凹面镜折射后太阳光线会反射集中在设有的太阳能电池板上，然而在太阳能电池板对向凹面镜表面上形成形成聚焦平面达到聚光效果，以提高太阳能电池板所接收的光照强度。在一定范围内，使用凹面镜聚光后，接收的太阳光源得到更有效的聚光倍数，聚光倍数比的提高，同样条件下，倍率越高，所需太阳能电池板面积越小而且功效越大。 

作为对前述技术方案的进一步设计：所述的跟踪装置包括单片机、由单片机控制驱动的伺服电机、伺服电机上设有的主动齿轮、连接于跟踪支架座并与主动齿轮啮合的从动齿轮。所述的单片机为程序控制器。该从动齿轮套于第二转轴上。单片机、伺服电机和齿轮之间的关系：在于驱动第二转轴运动，根据周日视太阳运动从东向西的特点，得出某地区某一时期太阳的运行轨迹，设定第二转轴的转动轨迹为每天转动150度、每20分钟转5度。利用C语言编程控制单片机，驱动伺服电机和齿轮按照需求转动，以实现太阳能聚光装置跟踪太阳转动的功能。上述的单片机能操控伺服电机使伺服电机按单片机所编入的程序进行有规律的运转，从而使带动主动齿轮和从动齿轮转动更加有规律地控制相应的部件运动。 

    作为对前述技术方案的进一步设计：所述的跟踪支架座与转动杆通过第一转轴连接，支架与跟踪支架座通过第二转轴连接，支架脚与支架通过第三转轴连接。该第一转轴与第三转轴均为横向设置，第二转轴为纵向设置；或者第一转轴与第三转轴均为纵向设置，第二转轴为横向设置。其中，跟踪支架座与转动杆通过第一转轴连接，用于根据某一地区太阳周年赤纬（即太阳直射地理纬度）变化进行调整，每月调整1—2次，为人手调控；支架脚与支架通过第三转轴连接，用于根据使用地区的纬度调整跟踪轨迹，作一次性调整，为人手调控；支架与跟踪支架座通过第二转轴连接，该转动轴的转动由计算机语言、单片机、伺服电机控制，用于跟踪太阳每天从东向西的自转运动轨迹进行自动调控。