[发明专利]用于光伏发电设备的太阳跟踪方法及装置

权利要求书

1.用于光伏发电设备的太阳跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.通过图像采集装置（1）实时采集太阳光图像信息，并将采集到的图像信息发送到处理器（2）；

b.处理器（2）根据接收到的图像信息获取太阳实时位置坐标，并根据太阳实时位置坐标判断是否需要进行跟踪控制，若是，则进入步骤c，若否，则回到步骤a；

c.处理器控制跟踪模块（3）进行转动，带动太阳能电池组件（4），使太阳能电池组件（4）中的太阳能电池板表面与太阳光线垂直。

2.根据权利要求1所述的用于光伏发电设备的太阳跟踪方法，其特征在于，步骤a中通过图像采集装置（1）实时采集太阳光图像信息的具体方法为：

图像采集装置（1）包括滤光片（5）、小孔和图像传感器（6），太阳光通过滤光片（5）后再通过小孔照射到图像传感器（6）上，图像传感器（6）采集从小孔中透出的太阳光斑图像。

3.根据权利要求2所述的用于光伏发电设备的太阳跟踪方法，其特征在于，步骤b还包括以下步骤：

b1.处理器（2）将采集得到的太阳光斑图像的每个像素均与灰度阀值进行比较，大于等于灰度阀值的标记为目标类，小于灰度阀值的标记为背景类，对标记为目标类的像素进行积分，得到太阳实时坐标（X，Y）；

b2.将太阳实时坐标（X，Y）与图像传感器（6）中心坐标（X1，Y1）进行比较，得出坐标差（ΔX,ΔY）；

b3.判断坐标差（ΔX,ΔY）是否为0，若是，则回到步骤a，若否，则进入步骤c。

4.据权利要求3所述的用于光伏发电设备的太阳跟踪方法，其特征在于，所述灰度阀值具体算法为：

假设图像f(x,y)灰度级范围为[0,L],当灰度值为T时，将图像分为两类C₀＝[0，T]和C₁＝[T+1，L-1]，概率分别为W₀和W₁，则整体图像的平均灰度值t＝W₀.μ₀+W₁.μ₁，其中μ₀,μ₁为两类图像的平均灰度值，方差δ²（t）＝W₀(μ₀-μ)²+W₁(μ₁-μ)²使δ²_（t）取最大值的T，为灰度阀值。

5.据权利要求3或4所述的用于光伏发电设备的太阳跟踪方法，其特征在于，步骤c中处理器（2）控制跟踪模块（3）进行转动的具体方法为：

所述跟踪模块（3）包括水平旋转模块和竖直旋转模块，所述水平旋转模块和竖直旋转模块均包括步进电机，所述步进电机每步转过的距离为（ΔX',ΔY'），根据坐标差（ΔX,ΔY）得出步进电机转动的步数（m,n）,其中m为水平旋转模块转动步数，n为水平旋转模块转动步数，处理器（2）将步进电机需要转动的步数（m，n）转换为脉冲信号发送到步进电机，控制步进电机转动。

6.用于光伏发电设备的太阳跟踪装置，其特征在于，包括图像采集装置（1）、处理器（2）、跟踪模块（3）和太阳能电池组件（4），所述图像采集装置（1）设置在太阳能电池组件（4）上，所述处理器（2）分别与图像采集装置（1）和跟踪模块（3）连接，所述太阳能电池组件（4）与跟踪模块（3）连接；其中，

图像采集装置（1）用于采集太阳光图像信息，并将采集到的图像信息发送到处理器（2）；

处理器（2）根据接收到的图像信息获取太阳实时位置坐标，并控制跟踪模块（3）进行太阳跟踪控制；

跟踪模块（3）根据处理器（2）的控制进行转动，带动太阳能电池组件（4）转动，使太阳能电池组件（4）中的太阳能电池板与太阳光线垂直。

7.根据权利要求6所述的用于光伏发电设备的太阳跟踪装置，其特征在于，所述图像采集装置（1）包括滤光片（5）、小孔和图像传感器（6），所述小孔设置在滤光片（5）与图像传感器（6）之间并紧贴滤光片（5）。

8.根据权利要求7所述的用于光伏发电设备的太阳跟踪装置，其特征在于，所述太阳能电池组件（4）包括太阳能电池板，所述太阳能电池板与图像传感器（6）的表面处于同一水平面。

9.根据权利要求8所述的用于光伏发电设备的太阳跟踪装置，其特征在于，所述跟踪模块（3）包括水平旋转模块和竖直旋转模块，所述竖直旋转模块包括竖直步进电机（12）、蜗轮（8）、蜗杆（9）、蜗轮轴（11）、蜗轮支承座（13）、蜗杆支承座（10）和支撑法兰（7），所述太阳能电池板设置在支撑法兰（7）上，所述蜗轮（8）通过蜗轮轴（11）活动固定在蜗轮支承座（13）上端，支撑法兰（7）与蜗轮（8）固定连接，所述蜗杆（9）分别与竖直步进电机（12）、蜗轮（8）、蜗杆支承座（10）和蜗轮支承座（13）连接，使竖直步进电机（12）转动时可通过蜗杆（9）带动蜗轮（8）转动，使与蜗轮（8）固定连接的支撑法兰（7）发生竖直方向上的位移；

所述水平旋转模块包括水平电机（16）、电机法兰（16）和竖直支撑法兰（14），所述水平电机（16）通过轴承穿过电机法兰（16）与竖直支撑法兰（14）连接，水平电机（16）转动时通过轴承带动竖直支撑法兰（14）转动，所述竖直旋转模块固定在竖直支撑法兰（14）的上端面。