[实用新型]一种低能耗光伏发电自动跟踪装置

说明书

技术领域

本实用新型属于光伏发电的技术领域，尤其涉及一种低能耗光伏发电自动跟踪装置。

背景技术

以常规能源为基础的能源结构随着资源的不断耗用将愈来愈不适应可持续发展的需要，加速开发利用太阳能等可再生能源越来越收到诸多国家的重视。利用洁净的太阳光能源，以半导体光生伏打效应为基础的光伏发电技术有着十分广阔的应用前景。光伏发电系统的效率与光照强度有着直接的关系，但目前我国牧区、海岛等偏远地区多采用无跟踪的光伏发电系统，系统中的光伏发电电池板面以固定角度朝向某一固定方向，光伏发电组件的发电效率会受光照强度、角度变化影响，不能充分利用太阳能资源，发电效率较低。在光伏发电技术上采用太阳光源跟踪技术可以提高太阳辐射能量的采集率，提高光伏发电效率，但目前所用跟踪技术存在大量有消耗的无用跟踪，效率总体偏低。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述问题，克服现有技术中光伏发电装置效率较低以及跟踪光源过程中能耗较大的问题，提供一种低能耗光伏发电自动跟踪装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种低能耗光伏发电自动跟踪装置，包括光电传感器、信号转换电路、控制系统、电机驱动电路和步进电机；

所述光电传感器分别分布于光伏发电电池面板的中心位置以及对称分布于光伏发电面板的四周，所述光电传感器均与所述信号转换电路连接，所述信号转换电路与所述控制系统连接；当太阳光线发生偏转时，所述光电传感器接收到的光照强度发生变化，所述光电传感器通过所述信号转换电路将变化后的信号传输至控制系统；

所述控制系统与所述电机驱动电路连接，所述电机驱动电路与所述步进电机连接；所述控制系统接收所述信号转换电路传输的信号进行分析，并且根据分析结果通过所述电机驱动电路驱动所述步进电机工作；

所述步进电机包括横向步进电机和纵向步进电机，所述横向步进电机驱动光伏发电电池面板在水平方向上转动，所述纵向步进电机驱动光伏发电电池面板在垂直方向上进行角度的调整。

进一步的，一种低能耗光伏发电自动跟踪装置还包括光伏电源，所述光伏电源分别与所述控制系统、所述电机驱动电路以及所述步进电机连接，为所述控制系统、所述电机驱动电路以及所述步进电机供电。

进一步的，所述光电传感器采用光敏电阻。所述光敏电阻内部的光电效应和电极无关，可以使用直流电源，所述光敏电阻灵敏度和半导体材料、以及入射光的波长有关，因太阳光源的波长均是固定的，因此使用的光敏电阻灵敏度不变，光敏电阻采用环氧树脂胶封装、可靠性好、体积小、灵敏度高、反应速度快、光谱特性好。

进一步的，所述光敏电阻的数量为5个，分别将一个光敏电阻设置于光伏发电电池面板的中心位置，两个光敏电阻对称设置于光伏发电电池面板的上端面与下端面，两个光敏电阻对称设置于光伏发电电池面板的左端面与右端面。

进一步的，所述控制系统采用低功耗的控制装置，所述横向步进电机和所述纵向步进电机分别通过通信接口与所述控制系统连接，将所述横向步进电机和所述纵向步进电机的数据反馈至所述控制系统，所述控制装置可采用单片机或PLC等。

进一步的，所述光伏电源与所述控制系统之间设置DC电路。

进一步的，所述控制系统与通信模块连接，所述控制系统将其数据信息发送至所述通信模块，通过所述通信模块将数据信息无线发送至控制室，便于地面人员及时掌握整个装置的工作情况。

进一步的，所述电机驱动电路包括第一电机驱动电路，所述第一电机驱动电路的输入端与所述控制系统连接，所述第一电机驱动电路的输出端与所述横向步进电机连接，所述控制系统通过第一电机驱动电路控制所述横向步进电机驱动光伏发电电池面板垂直方向上进行角度的调整；

进一步的，所述电机驱动电路包括第二电机驱动电路，所述第二电机驱动电路的输入端与所述控制系统连接，所述第二电机驱动电路的输出端与所述纵向步进电机连接，所述控制系统通过第二电机驱动电路控制所述纵向步进电机驱动光伏发电电池面板在水平方向上转动。

进一步的，所述电机驱动电路采用低功耗、高集成的混合式步进电机驱动芯片，进一步降低低能耗光伏发电自动跟踪装置的能量损耗。

本实用新型的工作原理：

一种低能耗光伏发电自动跟踪装置提供了一种通过低功耗控制装置进行控制、步进电机驱动的光伏发电电池板自动跟踪装置，该装置通过光电传感器监测光源位置，驱动步进电机，能够自动跟踪太阳光的运动，保证太阳能装置的能量转换部分所在的平面始终与太阳光保持垂直，使太阳能装置能够最大限度的利用太阳能；