[发明专利]双面光伏板对日跟踪装置及方法

权利要求书

1.双面光伏板对日跟踪装置，其特征在于，包括整体呈矩形的安装本体，所述安装本体的上侧安装有双面光伏板，所述安装本体的四个侧面均无侧壁阻挡，所述安装本体的每个侧面均对应安装有反射镜，反射镜的底边与安装本体的底边相连，且以预定倾斜角向上向外延伸，所述双面光伏板的上表面设置有上暗盒，所述双面光伏板的下表面设置有下暗盒，其中，上暗盒的顶部设置有天窗，内部设置有4个第一上光敏电阻，所述第一上光敏电阻以安装本体的四个侧面方向对称设置于上暗盒的底部，并且俯视时4个第一上光敏电阻刚好完全被上暗盒的顶部遮挡，所述下暗盒为上下延伸的条状长方体结构，且下暗盒的四个侧面均开设有上下延伸的条状通孔，每个条状通孔对应的下暗盒内沿长度延伸方向间隔布置有多干个下光敏电阻，所述安装本体的底部通过连接轴与跟踪支架相连，所述连接轴的上部与安装本体铰接，并通过第一电机调节双面光伏板的高度角，所述连接轴的下部与跟踪支架的顶部可旋转的连接，并通过第二电机调节双面光伏板的方位角。

2.根据权利要求1所述的双面光伏板对日跟踪装置，其特征在于，所述双面光伏板的单面均包含2块相同的光伏板单元，所述上暗盒和下暗盒均设置于2块光伏板单元之间，所述反射镜的角度和尺寸满足下列关系：

其中，θ₁、θ₂分别为左右和上下两组反射镜的倾角，h为反射镜底部到双面光伏板的垂直高度，l为放置光伏板和传感器的支架长度，L2为上下两片反射镜的长度，w为放置光伏板和传感器的支架宽度，L1为左右两片反射镜的长度，K1、K2分别为左右和上下两组反射镜的宽度。

3.根据权利要求1所述的双面光伏板对日跟踪装置，其特征在于，所述光敏电阻的一周和底面均包覆有热缩管，仅露出上表。

4.根据权利要求1所述的双面光伏板对日跟踪装置，其特征在于，所述上暗盒中还包括1个检测光强的第二上光敏电阻，所述第二上光敏电阻设置于4个第一上光敏电阻的中间。

5.根据权利要求1所述的双面光伏板对日跟踪装置，其特征在于，所述下光敏电阻沿长度延伸方向间隔布置5个。

6.双面光伏板对日跟踪方法，其特征在于，所述方法包括：

双面光伏板的粗调：当入射光垂直于双面光伏板时，反射光只能照射到双面光伏板背面的下暗盒中最上方的光敏电阻，且相对面的最上方的光敏电阻也能被照射到；随着偏转角度的增大，反射光下沿能够反射到的光敏电阻将随着偏转角度的增大而下移，直至入射光与反射镜平面接近平行时，能够照射到下暗盒最下方的光敏电阻；太阳光源属于平行光线，根据反射定律，当光线不是垂直入射到太阳能板时,下暗盒一侧的光敏电阻被照射，而相对面的光敏电阻则未被照射，根据反射光下沿能够照射到的下暗盒光敏电阻的位置，可计算出临界偏转角度，控制第一电机粗调双面光伏板的高度角或者控制第二电机粗调双面光伏板的方位角；

双面光伏板的细调：当模拟光源与双面光伏板不相垂直时，光线从上暗盒的天窗投射到第一上光敏电阻上，上下或者左右两个第一上光敏电阻的受光面积发生偏差，进而第一上光敏电阻的阻值发生变化，产生差动信号放大传输到单片机后，控制第一电机细调双面光伏板的高度角或者控制第二电机细调双面光伏板的方位角。

7.根据权利要求6所述的双面光伏板对日跟踪方法，其特征在于，所述粗调与细调均基于对单片机为主控制器的电机控制，所述电机包括方位角电机和高度角电机，控制逻辑依据上下暗盒采集的光敏信号数据输入主控制器单片机的I/O口产生对应电平信号来实现，方位角电机、高度角电机均采用带编码器的蜗轮蜗杆减速电机，单片机的定时器具备读取编码器脉冲计数的功能，作为转动角度的反馈。

8.根据权利要求7所述的双面光伏板对日跟踪方法，其特征在于，采用双边沿计数，编码器2个通道，一个脉冲记4个数，电机减速比为322，转动相应角度β对应的计数值CT＝(β×4×9×322)/360＝32.2β；对细调而言，根据上暗盒光敏信号差，规定调节步长为1°，即CT为32.2；对于粗调而言，下暗盒光敏信号输入单片机I/O口控制信号写入单片机寄存器。