[实用新型]太阳跟踪装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种太阳跟踪技术，具体涉及一种基于GPS和光电探测技术的太阳能跟踪装置。 

背景技术

随着化石资源的日益枯竭，人类越来越重视清洁能源的开发。太阳能由于清洁无污染，取之不尽用之不竭也是越来越受到重视。目前太阳能热水器、太阳能光伏发电、太阳能照明等设备和设施以相继开发成功和投入使用。但是太阳能却非常不稳定，不仅存在于一年四季的差异和白天黑夜的差异，即使在白天也随着时间的不同，太阳能的分布也不同。采用太阳跟踪技术可以有效的提高太阳能的利用效率，提高产生。 

传统的太阳跟踪技术，要么基于GPS的跟踪装置，要么基于光电探测的跟踪装置。两者互有优缺点，GPS跟踪装置不受天气影响可以全天候全时段工作，但是GPS跟踪装置运行一段时间后会由于机械装置的原因出现累计误差，必须一段时间后人工校准。光电探测装置的优势是实时跟踪不会出现累计误差，但是容易受到天气的影响，阴雨天气无法跟踪太阳。 

实用新型内容

本实用新型为了解决现有的基于GPS技术的太阳跟踪装置容易随着使用时间的变化出现累计误差，而基于光电探测技术的太阳能跟踪装置在阴雨天气无法准确跟踪的问题，提出了一种太阳能跟踪装置。 

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种太阳跟踪装置，包括支架，所述支架包括支撑底座和云台，其中云台用于固定太阳能利用设备，其特征是本太阳跟踪装置还包括：光电探测模块、GPS定位模块、控制电路、传动组件和电机模块； 

其中，光电探测模块与控制电路相连接，包括长方体箱体和至少4个方位探测光敏传感器，该长方体箱体包括2个正方形底面和4个长方形侧面，所述4个长方形侧面与正方形底面之一的4条公共边中部分别设置有方位探测光敏传感器，所述方位探测光敏传感器的光敏面露出长方体箱体侧面一定距离D，D的值根据预设探测精度确定，长方体箱体靠近方位探测光敏传感器的正方形底面固定于云台上； 

GPS定位模块与控制电路相连接，用于获取设备的位置信息； 

控制电路包括GPS信号处理单元、比较器和驱动电路，GPS信号处理单元用于处理 GPS获取的设备位置信息并转换为控制信号，比较器用于比较方位探测光敏传感器的信号强度并输出控制信号至驱动电路，驱动电路根据控制信号输出驱动信号驱动控制电机，控制电机通过传动组件控制云台旋转。 

上述D值满足tanθ=2D/L，其中θ为跟踪精度，L为长方体箱体两个正方形底面之间的距离。 

为了减小太阳光反射以及对方位探测光敏传感器探测太阳光强度的精度的影响，所述长方体箱体表面为黑色。 

进一步的，所述方位探测组件还包括与方位探测光敏传感器数量相同的采样电阻，所述采样电阻分别与方位探测光敏传感器串联，用于将方位探测光敏传感器探测光强对应的电流信号转换为电压信号输送至比较器。 

为了解决光线不足的情况下系统额外耗费电能的缺陷，所述跟踪装置还包括光强探测组件，所述光强探测组件包括光强探测光敏传感器、电压比较器和开关单元，所述光强探测光敏传感器安装于长方体箱体远离方位探测光敏传感器的正方形底面中央，所述光强探测光敏传感器与电压比较器的输入端相连接，电压比较器的另一输入端输入阈值电压，所述开关单元包括控制端和开关端，所述开关端串联于方位探测组件的电源输入回路中，所述电压比较器的输出端与开关单元的控制端相连接，用于控制方位探测组件的电源通断。 

进一步的，所述光强探测光敏传感器与一采样电阻串联，所述采样电阻的输出端连接于电压比较器的输入端。 

进一步的，所述光强探测组件还包括可调电压组件，所述可调电压组件输出端电压可调，并作为阈值电压输出至电压比较器。 

本实用新型的有益效果：本实用新型的太阳跟踪装置采用长方体箱体结合方位探测光敏传感器组成方位探测组件，通过长方体箱体遮光和比较方位探测光敏传感器探测的光强差值判断太阳方位，具有结构简单、成本低、精度高以及可靠性好的优势。采用GPS跟踪模块，并设置GPS模块及光电探测模块的跟踪条件，实现了GPS模块初略跟踪以及阴天跟踪、光电探测模块细微调整的联合控制跟踪方式，避免了单独的GPS跟踪模块产生机械累计误差的缺陷，同时也集成了光电探测模块进行太阳跟踪的优势。 

附图说明

图1为本实用新型的实施例的原理框图； 

图2为本实用新型的实施例的光电探测模块的结构示意图； 

图3为图2所示光电探测模块的仰视图； 

图4为本实用新型的跟踪方法流程图。