專利名稱：一種太陽(yáng)跟蹤控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種提高太陽(yáng)能光伏模組對(duì)太陽(yáng)能的利用率的太陽(yáng)跟蹤控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源和資源的消耗速度越來越快。傳統(tǒng)的燃料能源正在一天天減少，對(duì)環(huán)境造成的危害日益突出，同時(shí)全球還有20億人得不到正常的能源供應(yīng)。節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境已經(jīng)成為人類可持續(xù)發(fā)展的必要條件，人們的注意力正轉(zhuǎn)向可再生能源的利用和開發(fā)。這之中太陽(yáng)能以其獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)而成為人們重視的焦點(diǎn)。太陽(yáng)能電池已經(jīng)開始走進(jìn)千家萬(wàn)戶。但是太陽(yáng)能的利用受地形、地勢(shì)、位置、云雨等自然條件的影響很大，由于太陽(yáng)能電池的成本相對(duì)較高而轉(zhuǎn)化成電能的效率又太低，得不到普及利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種太陽(yáng)跟蹤控制系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，功能完備，智能化程度高，實(shí)現(xiàn)了精確的陽(yáng)光跟蹤性能， 提高了太陽(yáng)能電池發(fā)電效率，有效保護(hù)了太陽(yáng)能電池裝置，使用效果好，便于推廣使用。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種太陽(yáng)跟蹤控制系統(tǒng)，其特征在于包括控制器、接在控制器輸入端的A/D轉(zhuǎn)換單元和接在控制器輸出端的D/A轉(zhuǎn)換單元，所述A/D轉(zhuǎn)換單元的輸入端接有輸出為模擬信號(hào)的綜合信息檢測(cè)模塊，所述綜合信息檢測(cè)模塊包括對(duì)風(fēng)速進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量的風(fēng)速檢測(cè)傳感器、對(duì)太陽(yáng)的方位和俯仰信息進(jìn)行檢測(cè)的陽(yáng)光跟蹤傳感器、對(duì)太陽(yáng)能光伏模組表面的積雪狀況進(jìn)行檢測(cè)的積雪識(shí)別傳感器和對(duì)天氣狀況進(jìn)行識(shí)別的天氣狀況識(shí)別傳感器，所述控制器接收綜合信息檢測(cè)模塊所檢測(cè)到并經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換單元所轉(zhuǎn)換后的信號(hào)并經(jīng)過綜合分析處理后輸出相應(yīng)的控制信號(hào)給D/A轉(zhuǎn)換單元，所述D/A轉(zhuǎn)換單元接收控制器輸出的控制信號(hào)并經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換后輸出給接在其輸出端的兩個(gè)線性功放驅(qū)動(dòng)電路，兩個(gè)線性功放驅(qū)動(dòng)電路分別輸出相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)給分別接在兩者輸出端的兩個(gè)直流電機(jī)，所述直流電機(jī)的輸出端接有太陽(yáng)能光伏模組并根據(jù)線性功放驅(qū)動(dòng)電路輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)對(duì)太陽(yáng)能光伏模組的位置進(jìn)行調(diào)節(jié)，所述太陽(yáng)能光伏模組上還接有用于檢測(cè)太陽(yáng)能光伏模組位置的位置檢測(cè)模塊，所述位置檢測(cè)模塊由用于檢測(cè)太陽(yáng)能光伏模組方位的方位檢測(cè)傳感器和用于檢測(cè)太陽(yáng)能光伏模組俯仰角的俯仰檢測(cè)傳感器構(gòu)成， 所述方位檢測(cè)傳感器和俯仰檢測(cè)傳感器的輸出信號(hào)均為數(shù)字信號(hào)且兩者的輸出端均與控制器的輸入端相接，所述控制器接收位置檢測(cè)模塊所檢測(cè)到的信號(hào)并與綜合信息檢測(cè)模塊所檢測(cè)到的信號(hào)進(jìn)行綜合后，對(duì)太陽(yáng)能光伏模組的位置進(jìn)行閉環(huán)調(diào)節(jié)。上述的一種太陽(yáng)跟蹤控制系統(tǒng)，其特征在于所述積雪識(shí)別傳感器為壓力傳感器。上述的一種太陽(yáng)跟蹤控制系統(tǒng)，其特征在于所述控制器為單片機(jī)。上述的一種太陽(yáng)跟蹤控制系統(tǒng)，其特征在于所述單片機(jī)為芯片AT89S52。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，通過陽(yáng)光跟蹤傳感器采集太陽(yáng)的方位、俯仰信號(hào)，再通過后續(xù)電路的處理，實(shí)現(xiàn)了精確的陽(yáng)光跟蹤性能，從而大大提高了太陽(yáng)能電池發(fā)電效率，同時(shí)也有效地保護(hù)了太陽(yáng)能電池裝置；本發(fā)明的太陽(yáng)光的跟蹤精度理論上可達(dá)0. 1° ；本發(fā)明通過天氣狀況識(shí)別傳感器，系統(tǒng)能夠大致識(shí)別出陰天、雨天，能夠準(zhǔn)確識(shí)別晚上，陰天或雨天時(shí)該系統(tǒng)屏蔽跟蹤功能；通過風(fēng)速檢測(cè)傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量風(fēng)速，當(dāng)有較大風(fēng)速時(shí)，太陽(yáng)能光伏模組自動(dòng)轉(zhuǎn)成水平，使風(fēng)阻最小，保護(hù)光伏系統(tǒng)；積雪識(shí)別傳感器有效地檢測(cè)太陽(yáng)能光伏模組表面的積雪狀況，系統(tǒng)可自動(dòng)側(cè)翻太陽(yáng)能光伏模組，使積雪自動(dòng)滑落。系統(tǒng)可自動(dòng)檢測(cè)陽(yáng)光跟蹤傳感器的好壞，當(dāng)陽(yáng)光跟蹤傳感器出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警告，并屏蔽跟蹤功能，本發(fā)明的功能完備且智能化程度高，使用效果好，便于推廣使用。 下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1為本發(fā)明的電路框圖t 附圖標(biāo)記說明 1-控制器；
4-綜合信息檢測(cè)模塊； 4-3-積雪識(shí)別傳感器；
6-直流電機(jī)； 8-1-方位檢測(cè)傳感器
2-A/D轉(zhuǎn)換單元； 4-1-風(fēng)速檢測(cè)傳感器 4-4-天氣狀況識(shí)別傳感器；
7-太陽(yáng)能光伏模組；
8-2-俯仰檢測(cè)傳感器。
3-D/A轉(zhuǎn)換單元；
4-2-陽(yáng)光跟蹤傳感器；
5-線性功放驅(qū)動(dòng)電路
8-位置檢測(cè)模塊；
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，本發(fā)明包括控制器1、接在控制器1輸入端的A/D轉(zhuǎn)換單元2和接在控制器1輸出端的D/A轉(zhuǎn)換單元3，所述A/D轉(zhuǎn)換單元2的輸入端接有輸出為模擬信號(hào)的綜合信息檢測(cè)模塊4，所述綜合信息檢測(cè)模塊4包括對(duì)風(fēng)速進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量的風(fēng)速檢測(cè)傳感器4-1、對(duì)太陽(yáng)的方位和俯仰信息進(jìn)行檢測(cè)的陽(yáng)光跟蹤傳感器4-2、對(duì)太陽(yáng)能光伏模組表面的積雪狀況進(jìn)行檢測(cè)的積雪識(shí)別傳感器4-3和對(duì)天氣狀況進(jìn)行識(shí)別的天氣狀況識(shí)別傳感器4-4，所述控制器1接收綜合信息檢測(cè)模塊4所檢測(cè)到并經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換單元2所轉(zhuǎn)換后的信號(hào)并經(jīng)過綜合分析處理后輸出相應(yīng)的控制信號(hào)給D/A轉(zhuǎn)換單元3，所述D/A轉(zhuǎn)換單元3 接收控制器1輸出的控制信號(hào)并經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換后輸出給接在其輸出端的兩個(gè)線性功放驅(qū)動(dòng)電路5，兩個(gè)線性功放驅(qū)動(dòng)電路5分別輸出相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)給分別接在兩者輸出端的兩個(gè)直流電機(jī)6，所述直流電機(jī)6的輸出端接有太陽(yáng)能光伏模組7并根據(jù)線性功放驅(qū)動(dòng)電路5 輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)對(duì)太陽(yáng)能光伏模組7的位置進(jìn)行調(diào)節(jié)，所述太陽(yáng)能光伏模組7上還接有用于檢測(cè)太陽(yáng)能光伏模組7位置的位置檢測(cè)模塊8，所述位置檢測(cè)模塊8由用于檢測(cè)太陽(yáng)能光伏模組7方位的方位檢測(cè)傳感器8-1和用于檢測(cè)太陽(yáng)能光伏模組7俯仰角的俯仰檢測(cè)傳感器8-2構(gòu)成，所述方位檢測(cè)傳感器8-1和俯仰檢測(cè)傳感器8-2的輸出信號(hào)均為數(shù)字信號(hào)且兩者的輸出端均與控制器1的輸入端相接，所述控制器1接收位置檢測(cè)模塊8所檢測(cè)到的信號(hào)并與綜合信息檢測(cè)模塊4所檢測(cè)到的信號(hào)進(jìn)行綜合后，對(duì)太陽(yáng)能光伏模組7的位置進(jìn)行閉環(huán)調(diào)節(jié)。
本實(shí)施例中，所述積雪識(shí)別傳感器4-3為壓力傳感器。所述控制器1為單片機(jī)。所述單片機(jī)為芯片AT89S52。如圖1所示，本發(fā)明的工作原理及工作過程是陽(yáng)光跟蹤傳感器4-2將太陽(yáng)的方位、俯仰信號(hào)經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換單元2傳送至控制器1中，控制器1通過D/A轉(zhuǎn)換單元4和線性功放驅(qū)動(dòng)電路5控制兩組直流電機(jī)6進(jìn)行相應(yīng)的方位、俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)，使得太陽(yáng)能光伏模組7 對(duì)太陽(yáng)進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，同時(shí)，利用方位檢測(cè)傳感器8-1和俯仰檢測(cè)傳感器8-2實(shí)時(shí)檢測(cè)并反饋太陽(yáng)能光伏模組7的位置信息，有效地克服了機(jī)械回轉(zhuǎn)死區(qū)。在控制器1中生成定時(shí)模塊，使該系統(tǒng)晚上處于休眠狀態(tài)以節(jié)約能量，白天定時(shí)器將系統(tǒng)激活開始工作，開關(guān)時(shí)間可通過人工手動(dòng)設(shè)定。通過天氣狀況識(shí)別傳感器4-4，系統(tǒng)能夠大致識(shí)別出陰天、雨天，能夠準(zhǔn)確識(shí)別晚上，陰天或雨天時(shí)該系統(tǒng)屏蔽跟蹤功能。風(fēng)速檢測(cè)傳感器4-1實(shí)時(shí)測(cè)量風(fēng)速，當(dāng)有較大風(fēng)速時(shí)，太陽(yáng)能光伏模組7自動(dòng)轉(zhuǎn)成水平，使風(fēng)阻最小，保護(hù)光伏系統(tǒng)。積雪識(shí)別傳感器4-3有效地檢測(cè)太陽(yáng)能光伏模組7表面的積雪狀況，系統(tǒng)可自動(dòng)側(cè)翻太陽(yáng)能光伏模組7， 使積雪自動(dòng)滑落。系統(tǒng)可自動(dòng)檢測(cè)陽(yáng)光跟蹤傳感器4-2的好壞，當(dāng)陽(yáng)光跟蹤傳感器4-2出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警告，并屏蔽跟蹤功能。綜上所述，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了精確的陽(yáng)光跟蹤性能，從而大大提高了太陽(yáng)能電池發(fā)電效率，同時(shí)也有效地保護(hù)了太陽(yáng)能電池裝置；本發(fā)明的太陽(yáng)光的跟蹤精度理論上可達(dá) 0. 1°。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種太陽(yáng)跟蹤控制系統(tǒng)，其特征在于包括控制器(1)、接在控制器(1)輸入端的A/ D轉(zhuǎn)換單元(2)和接在控制器(1)輸出端的D/A轉(zhuǎn)換單元(3)，所述A/D轉(zhuǎn)換單元( 的輸入端接有輸出為模擬信號(hào)的綜合信息檢測(cè)模塊G)，所述綜合信息檢測(cè)模塊(4)包括對(duì)風(fēng)速進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量的風(fēng)速檢測(cè)傳感器(4-1)、對(duì)太陽(yáng)的方位和俯仰信息進(jìn)行檢測(cè)的陽(yáng)光跟蹤傳感器G-2)、對(duì)太陽(yáng)能光伏模組表面的積雪狀況進(jìn)行檢測(cè)的積雪識(shí)別傳感器(4- 和對(duì)天氣狀況進(jìn)行識(shí)別的天氣狀況識(shí)別傳感器G-4)，所述控制器(1)接收綜合信息檢測(cè)模塊 (4)所檢測(cè)到并經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換單元( 所轉(zhuǎn)換后的信號(hào)并經(jīng)過綜合分析處理后輸出相應(yīng)的控制信號(hào)給D/A轉(zhuǎn)換單元(3)，所述D/A轉(zhuǎn)換單元C3)接收控制器(1)輸出的控制信號(hào)并經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換后輸出給接在其輸出端的兩個(gè)線性功放驅(qū)動(dòng)電路(5)，兩個(gè)線性功放驅(qū)動(dòng)電路( 分別輸出相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)給分別接在兩者輸出端的兩個(gè)直流電機(jī)(6)，所述直流電機(jī)(6)的輸出端接有太陽(yáng)能光伏模組(7)并根據(jù)線性功放驅(qū)動(dòng)電路(5)輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)對(duì)太陽(yáng)能光伏模組(7)的位置進(jìn)行調(diào)節(jié)，所述太陽(yáng)能光伏模組(7)上還接有用于檢測(cè)太陽(yáng)能光伏模組(7)位置的位置檢測(cè)模塊(8)，所述位置檢測(cè)模塊(8)由用于檢測(cè)太陽(yáng)能光伏模組 (7)方位的方位檢測(cè)傳感器(8-1)和用于檢測(cè)太陽(yáng)能光伏模組(7)俯仰角的俯仰檢測(cè)傳感器(8- 構(gòu)成，所述方位檢測(cè)傳感器(8-1)和俯仰檢測(cè)傳感器(8-2)的輸出信號(hào)均為數(shù)字信號(hào)且兩者的輸出端均與控制器(1)的輸入端相接，所述控制器(1)接收位置檢測(cè)模塊(8) 所檢測(cè)到的信號(hào)并與綜合信息檢測(cè)模塊(4)所檢測(cè)到的信號(hào)進(jìn)行綜合后，對(duì)太陽(yáng)能光伏模組(7)的位置進(jìn)行閉環(huán)調(diào)節(jié)。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種太陽(yáng)跟蹤控制系統(tǒng)，其特征在于所述積雪識(shí)別傳感器 (4-3)為壓力傳感器。
3.按照權(quán)利要求1所述的一種太陽(yáng)跟蹤控制系統(tǒng)，其特征在于所述控制器(1)為單片機(jī)。
4.按照權(quán)利要求1所述的一種太陽(yáng)跟蹤控制系統(tǒng)，其特征在于所述單片機(jī)為芯片 AT89S52。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種太陽(yáng)跟蹤控制系統(tǒng)，包括控制器、接在控制器輸入端的A/D轉(zhuǎn)換單元和接在控制器輸出端的D/A轉(zhuǎn)換單元，A/D轉(zhuǎn)換單元的輸入端接有綜合信息檢測(cè)模塊，綜合信息檢測(cè)模塊包括風(fēng)速檢測(cè)傳感器、陽(yáng)光跟蹤傳感器、積雪識(shí)別傳感器和天氣狀況識(shí)別傳感器，D/A轉(zhuǎn)換單元的輸出端接有兩個(gè)線性功放驅(qū)動(dòng)電路，兩個(gè)線性功放驅(qū)動(dòng)電路的輸出端分別接有兩個(gè)直流電機(jī)，直流電機(jī)的輸出端接有太陽(yáng)能光伏模組，太陽(yáng)能光伏模組上還接有由方位檢測(cè)傳感器和俯仰檢測(cè)傳感器構(gòu)成的位置檢測(cè)模塊。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，功能完備，智能化程度高，實(shí)現(xiàn)了精確的陽(yáng)光跟蹤性能，提高了太陽(yáng)能電池發(fā)電效率，有效保護(hù)了太陽(yáng)能電池裝置，使用效果好，便于推廣使用。
文檔編號(hào)G05D3/20GK102570904SQ20101057554
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月7日
發(fā)明者張超, 胡劍峰 申請(qǐng)人:西安大昱光電科技有限公司