專利名稱：太陽自動跟蹤方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種光源檢測跟蹤方法及裝置，尤其是涉及太陽能開發(fā)應用技術領域 的一種太陽自動跟蹤方法及裝置。
背景技術：
隨著經(jīng)濟的發(fā)展、社會的進步，傳統(tǒng)不可再生的能源煤炭、石油、天然氣日益匱乏， 尋找新能源成為當前人類面臨的迫切課題。太陽能是一種干凈的可再生的新能源，受到人 們越來越多的青睞，太陽能的開發(fā)與利用必將會越來越廣泛，且必將會成為賴以生存的重 要能源之一。精確的太陽跟蹤是保證太陽能利用的重要前提，太陽跟蹤就是利用太陽跟蹤 裝置使陽光始終垂直攝入太陽能接收器的表面，以保證其能發(fā)揮最大的效率。目前國內(nèi)外 在太陽能應用方面大多采用計算機控制跟蹤技術，根據(jù)地球的自傳、公轉以及所在位置的 精度、緯度、海拔高度、時間來計算太陽的角度。這一方式過于復雜，成本高，維護困難，不能 有效的應用在小型設備上，不利于推廣普及。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種太陽自動跟蹤方法及裝置，它通過太陽投射的影像來 測定太陽的位置，并使其朝影子的反方向轉動直到影子消失為止，從而達到對太陽有效的 足艮足宗。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出以下太陽自動跟蹤方法在一個盤面的中央垂直設 置一根指針，利用太陽投射的影子來測定太陽的位置，即在盤面上檢測出影子的位置及方 向，使盤面朝影子的反方向轉動，最終使影子在盤面上消失，這時指針指向太陽，盤面正對 太陽，通過這一簡單的方法實現(xiàn)對太陽的自動跟蹤。根據(jù)以上提出的太陽自動跟蹤方法，本發(fā)明提供一種太陽自動跟蹤裝置，類似的 裝置可以從本裝置中推出。它的上半部分包括一個盤面，在盤面的中央垂直設置一根指針，盤面由上下左右 四塊太陽能電池板組成，左右兩塊太陽能電池板面積較大，上下兩塊太陽能電池板面積較 小且設置在盤面中間，其寬度與指針的直徑相當，左右兩塊太陽能電池板面積相同，上下兩 塊太陽能電池板面積相同，以保證在太陽充分照射下，左右兩塊太陽能電池電壓相同，上下 兩塊太陽能電池電壓相同。它的下半部分包括兩個臂手、支架、旋轉接頭以及底座，兩個臂手垂直設置在盤面 背面，托住盤面，兩個手臂都與盤面中間上下兩塊太陽能電池板的垂直面平行，以保證當影 子落在上下太陽能電池板上，盤面上下轉動時，影子始終保持在上下兩塊太陽能電池板其 中之一上。兩個臂手的內(nèi)側分別通過軸承與中間的支架相連，使盤面可以上下在垂直面上 180°轉動。支架通過旋轉接頭與底座連接，使盤面可以左右在水平面上360°轉動，所述的所
3有轉動工作均由馬達來完成。 底座內(nèi)部包括左右電壓檢測器、上下電壓檢測器、跟蹤控制器以及蓄電池，左右兩 塊太陽能電池板與左右電壓檢測器相連，上下兩塊太陽能電池板與上下電壓檢測器相連。
左右電壓檢測器與上下電壓檢測器均與跟蹤控制器相連。上下太陽能電池板、左右太陽能電池板還與蓄電池相連，負責給蓄電池充電，保證 蓄電池有充足的電量，為整套裝置工作提供電源。影子落到左右太陽能電池板其中之一上時，左右太陽能電池板產(chǎn)生的電壓不同， 左右電壓檢測器將這一狀態(tài)通知跟蹤控制器，跟蹤控制器發(fā)出指令使盤面在水平面上左右 轉動，使影子落到上下太陽能電池板其中之一上，上下太陽能電池板產(chǎn)生的電壓不同，上下 電壓檢測器將這一狀態(tài)通知跟蹤控制器，跟蹤控制器發(fā)出指令使盤面在垂直面上上下轉動 朝影子的反方向轉動，以使影子逐漸變小直到在盤面上消失為止。當陰天時，盤面保持在最近一次對準太陽出現(xiàn)的位置。在日落后，跟蹤控制器將盤面復位，使盤面處于與地面平行的位置，方便再次對太 陽進行跟蹤工作。本發(fā)明是這樣工作的首先盤面處于平行地面的初始位置，這個位置最有利于形 成影子，太陽照射盤面，指針在盤面上形成影子，當影子落在左右兩塊太陽能電池板其中之 一上時，左右電壓檢測器檢測到這一狀態(tài)，將結果通知跟蹤控制器，跟蹤控制器發(fā)出指令使 盤面左右轉動，使影子落到上下太陽能電池板其中之一上，上下太陽能電池板產(chǎn)生的電壓 不同，上下電壓檢測器將這一狀態(tài)通知跟蹤控制器，跟蹤控制器發(fā)出指令使盤面上下轉動 朝影子的反方向轉動來調(diào)整影子的大小，使其逐漸變小直到在盤面上消失為止，這是指針 指向太陽，盤面正對太陽，從而實現(xiàn)對太陽的自動跟蹤。當陰天時，盤面保持在最近一次對 準太陽出現(xiàn)的位置。在日落后，跟蹤控制器將盤面復位，使盤面處于與地面平行的位置，方 便再次對太陽進行跟蹤工作。本發(fā)明的有益效果是，徹底解決太陽跟蹤的問題，并且原理巧妙，結構簡單，完全 無人值守，易于維護，精度高，能有效的對太陽進行跟蹤，可廣泛應用于太陽能的開發(fā)與利 用、航天器、軍事與民用設施上。
下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。圖1是本發(fā)明的正面結構圖。
具體實施例方式在圖1所示實施例中，太陽自動跟蹤裝置的上半部分有盤面(2)，盤面(2)的中央 位置垂直設置指針(1)，上太陽能電池板(3)與下太陽能電池板(5)分別位于盤面(2)中 間上下兩部分，并且上太陽能電池板(3)、下太陽能電池板(5)的寬度與指針(1)的直徑相 當，左太陽能電池板(6)與右太陽能電池板(4)分別位于盤面(2)左右兩部分；盤面(2)的 背面設有兩個臂手(8)，兩個臂手(8)與上下太陽能電池板(3) (5)所在的垂直面平行，以保 證當影子落在上下太陽能電池板(3) (5)上，盤面(2)上下轉動時，影子始終保持在上下兩 塊太陽能電池板⑶(5)其中之一上；兩個臂手⑶通過軸承(7)與中間的支架(9)相連，支架(9)通過旋轉接頭(10)與底座(15)連接；底座(15)內(nèi)部設有上下電壓檢測器(11)、 左右電壓檢測器(12)、跟蹤控制器(14)以及蓄電池(13)；上下太陽能電池板(3) (5)與上 下電壓檢測器(11)相連，左右太陽能電池板(6) (4)與左右電壓檢測器(12)相連，上下電 壓檢測器(11)以及左右電壓檢測器(12)分別與跟蹤控制器(14)連接；上下太陽能電池板 (3) (5)、左右太陽能電池板(6) (4)還與蓄電池(13)相連，負責給蓄電池(13)充電，以保證 蓄電池(13)有充足的電量，為整套裝置工作提供電源。
權利要求
一種太陽自動跟蹤方法，其特征是在一個盤面的中央垂直設置一根指針，利用太陽投射的影子來測定太陽的位置，即在盤面上檢測出影子的位置及方向，使盤面朝影子的反方向轉動，最終使影子在盤面上消失，這時指針指向太陽，盤面正對太陽，通過這一簡單的方法實現(xiàn)對太陽的自動跟蹤。
2.一種實現(xiàn)權利要求1所述的太陽自動跟蹤方法的裝置，其特征是它的上半部分包 括一個盤面，在盤面的中央垂直設置一根指針，盤面由上下左右四塊太陽能電池板組成，左 右兩塊太陽能電池板面積較大，上下兩塊太陽能電池板面積較小且設置在盤面中間，其寬 度與指針的直徑相當，左右兩塊太陽能電池板面積相同，上下兩塊太陽能電池板面積相同， 以保證在太陽充分照射下，左右兩塊太陽能電池電壓相同，上下兩塊太陽能電池電壓相同。
3.根據(jù)權利要求2所述的太陽自動跟蹤裝置，其特征是它的下半部分包括兩個臂手、 支架、旋轉接頭以及底座，兩個臂手垂直設置在盤面背面，托住盤面，兩個手臂都與盤面中 間上下兩塊太陽能電池板的垂直面平行，以保證當影子落在上下太陽能電池板上，盤面上 下轉動時，影子始終保持在上下兩塊太陽能電池板其中之一上。
4.根據(jù)權利要求3所述的太陽自動跟蹤裝置，其特征是兩個臂手的內(nèi)側分別通過軸 承與中間的支架相連，使盤面可以上下在垂直面上180°轉動。
5.根據(jù)權利要求2所述的太陽自動跟蹤裝置，其特征是支架通過旋轉接頭與底座連 接，使盤面可以左右在水平面上360 °轉動，所述的所有轉動工作均由馬達來完成。
6.根據(jù)權利要求2至5其中任一項所述的太陽自動跟蹤裝置，其特征是底座內(nèi)部包 括左右電壓檢測器、上下電壓檢測器、跟蹤控制器以及蓄電池，左右兩塊太陽能電池板與左 右電壓檢測器相連，上下兩塊太陽能電池板與上下電壓檢測器相連。
7.根據(jù)權利要求6所述的太陽自動跟蹤裝置，其特征是左右電壓檢測器與上下電壓 檢測器均與跟蹤控制器相連。
8.根據(jù)權利要求6所述的太陽自動跟蹤裝置，其特征是上下太陽能電池板、左右太陽 能電池板還與蓄電池相連，負責給蓄電池充電，保證蓄電池有充足的電量，為整套裝置工作 提供電源。
9.根據(jù)權利要求2至8其中任一項所述的太陽自動跟蹤裝置，其特征是影子落到左 右太陽能電池板其中之一上時，左右太陽能電池板產(chǎn)生的電壓不同，左右電壓檢測器將這 一狀態(tài)通知跟蹤控制器，跟蹤控制器發(fā)出指令使盤面在水平面上左右轉動，使影子落到上 下太陽能電池板其中之一上，上下太陽能電池板產(chǎn)生的電壓不同，上下電壓檢測器將這一 狀態(tài)通知跟蹤控制器，跟蹤控制器發(fā)出指令使盤面在垂直面上上下轉動朝影子的反方向轉 動，以使影子逐漸變小直到在盤面上消失為止。
10.根據(jù)權利要求2至8其中任一項所述的太陽自動跟蹤裝置，其特征是當陰天時， 盤面保持在最近一次對準太陽出現(xiàn)的位置。
11.根據(jù)權利要求2至8其中任一項所述的太陽自動跟蹤裝置，其特征是在日落后， 跟蹤控制器將盤面復位，使盤面處于與地面平行的位置，方便再次對太陽進行跟蹤工作。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種太陽自動跟蹤方法及裝置，采用的方法類似日晷的工作原理，在一個盤面的中央垂直設置一根指針，利用太陽投射的影子來測定太陽的位置，即在盤面上檢測出影子的位置及方向，使盤面朝影子的反方向轉動，最終使影子在盤面上消失，這時指針指向太陽，盤面正對太陽，通過這一簡單的方法實現(xiàn)對太陽的自動跟蹤。并基于該方法提出太陽自動跟蹤裝置，其在盤面的正面設置上、下、左、右四塊太陽能電池板，由于投射的影子會造成左右對稱或上下對稱的兩塊電池板的電壓差，檢測器檢測到這一狀態(tài)，便會調(diào)整跟蹤器的朝向，最終使影子在盤面上消失，這時對稱的電池板無電壓差，馬達停止轉動，盤面正對太陽，從而實現(xiàn)了太陽跟蹤。該太陽跟蹤裝置原理簡單，構造巧妙，完全無人值守，太陽跟蹤精度高，可廣泛應用于太陽能的開發(fā)與利用。
文檔編號G05D3/12GK101930237SQ20101026061
公開日2010年12月29日 申請日期2010年8月24日 優(yōu)先權日2010年8月24日
發(fā)明者張欣, 薛慶喜, 薛恩達 申請人:薛恩達;薛慶喜;張欣