專利名稱：一種斯特林太陽能發(fā)電跟蹤系統(tǒng)的控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及領(lǐng)域一種太陽能發(fā)電裝置領(lǐng)域，特別是涉及一種斯特林太陽能發(fā)電跟蹤系統(tǒng)的控制電路。
背景技術(shù)：
太陽能資源的總量很大，既是一次性能源，又是可再生能源，是免費(fèi)使用、無需運(yùn)輸三維清潔能源。但是太陽能具有分散性，雖然到達(dá)地球表面的太陽輻射的總量十分巨大，但其能流密度低。地面每平方米只有1000W左右的太陽能。同時(shí)，太陽能還具有不穩(wěn)定性，由于地球表面受到晝夜、季節(jié)、地理緯度、隨機(jī)變化的氣候自然條件影響，使得到達(dá)某一點(diǎn)的太陽能是間歇的，光照方向和強(qiáng)度隨時(shí)間不斷變化的，太陽能的這些缺陷限制了大規(guī)模的開發(fā)利用太陽能資源。因此，在太陽現(xiàn)存的缺陷基礎(chǔ)上，為了充分開發(fā)利用太陽能資源，雙軸式太陽自動跟蹤系統(tǒng)可使光伏電池的接收率大大的提高，從而能有效的、更充分的利用太陽能資源，拓寬了太陽能的應(yīng)用領(lǐng)域。

實(shí)用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種斯特林太陽能發(fā)電跟蹤系統(tǒng)的控制電路，能夠使光伏電池的接收率大大的提高，從而能有效的、更充分的利用太陽能資源，拓寬了太陽能的應(yīng)用領(lǐng)域。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:一種斯特林太陽能發(fā)電跟蹤系統(tǒng)的控制電路，主要是由跟蹤模塊，單片機(jī)控制器、驅(qū)動單元以及能量轉(zhuǎn)化單元組成；跟蹤模塊由光電跟蹤和太陽角度跟蹤相結(jié)合，第一級按太陽角度跟蹤，第二級采用光電傳感器來矯正跟蹤；具體為:包括單片機(jī)，和單片機(jī)連接的太陽高度角、太陽方位角、光照強(qiáng)度傳感器、太陽能電池參數(shù)、驅(qū)動單元以及能量轉(zhuǎn)化單元，和單片機(jī)連接的光電檢測，和能量轉(zhuǎn)化單元連接的斯特林熱機(jī)和斯特林電機(jī)，和驅(qū)動單元連接的兩個步進(jìn)電機(jī)；驅(qū)動單元驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，分別控制步進(jìn)電機(jī)繞極軸轉(zhuǎn)動和俯仰角調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)對太陽的自動跟蹤；能量轉(zhuǎn)化單元利用斯特林熱機(jī)將太陽能熱量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，利用斯特林電機(jī)將轉(zhuǎn)化后的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能；跟蹤同時(shí)實(shí)時(shí)檢測風(fēng)速風(fēng)向、光照強(qiáng)度和太陽能電池參數(shù)。所述太陽角度跟蹤是由當(dāng)?shù)氐臅r(shí)間日期、經(jīng)緯度等計(jì)算出太陽高度角與方位角，進(jìn)而實(shí)時(shí)跟蹤；光電跟蹤是利用光電傳感器來測定入射太陽光線和系統(tǒng)光軸間的偏差，啟動跟蹤模塊時(shí)采用定時(shí)判斷光強(qiáng)電壓是否達(dá)到光電跟蹤范圍，如果達(dá)到光電跟蹤范圍啟動光電跟蹤進(jìn)行修正，如果沒有達(dá)到光電跟蹤范圍采用太陽角度跟蹤，當(dāng)達(dá)到光電跟蹤的光強(qiáng)時(shí)啟動光電跟蹤進(jìn)行修正。所述風(fēng)速風(fēng)向檢測和光照強(qiáng)度檢測當(dāng)檢測到破壞性大風(fēng)時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)使太陽能電池板轉(zhuǎn)到最佳斜角位置，之后電機(jī)停轉(zhuǎn)，保護(hù)太陽能電池，光照強(qiáng)度傳感器檢測當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐墓庹諒?qiáng)度，進(jìn)而判斷天氣狀況，以便跟蹤模式的切換。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):[0008]1.本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡單且電路部分連線簡單；2.采用極軸式自動跟蹤系統(tǒng)可使光伏電池的接受率大大的提高，從而能更有效的、更充分的利用太陽能資源，拓寬了太陽能的應(yīng)用領(lǐng)域。另一方面，有效的利用太陽能可以緩解日益緊張的能源危機(jī)和嚴(yán)重污染的生態(tài)環(huán)境，這對人類的可持續(xù)發(fā)展有著重要的意義。

附圖為本實(shí)用新型的示意圖。
具體實(shí)施方式
參照附圖，一種斯特林太陽能發(fā)電跟蹤系統(tǒng)的控制電路，主要是由跟蹤模塊，單片機(jī)控制器、驅(qū)動單元以及能量轉(zhuǎn)化單元組成；跟蹤模塊由光電跟蹤和太陽角度跟蹤相結(jié)合，第一級按太陽角度跟蹤，第二級采用光電傳感器來矯正跟蹤；具體為:包括單片機(jī)，和單片機(jī)連接的太陽高度角、太陽方位角、光照強(qiáng)度傳感器、太陽能電池參數(shù)、驅(qū)動單元以及能量轉(zhuǎn)化單元，和單片機(jī)連接的光電檢測，和能量轉(zhuǎn)化單元連接的斯特林熱機(jī)和斯特林電機(jī)，和驅(qū)動單元連接的兩個步進(jìn)電機(jī)；驅(qū)動單元驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，分別控制步進(jìn)電機(jī)繞極軸轉(zhuǎn)動和俯仰角調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)對太陽的自動跟蹤；能量轉(zhuǎn)化單元利用斯特林熱機(jī)將太陽能熱量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，利用斯特林電機(jī)將轉(zhuǎn)化后的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能；跟蹤同時(shí)實(shí)時(shí)檢測風(fēng)速風(fēng)向、光照強(qiáng)度和太陽能電池參數(shù)。所述太陽角度跟蹤是由當(dāng)?shù)氐臅r(shí)間日期、經(jīng)緯度等計(jì)算出太陽高度角與方位角，進(jìn)而實(shí)時(shí)跟蹤；光電跟蹤是利用光電傳感器來測定入射太陽光線和系統(tǒng)光軸間的偏差，啟動跟蹤模塊時(shí)采用定時(shí)判斷光強(qiáng)電壓是否達(dá)到光電跟蹤范圍，如果達(dá)到光電跟蹤范圍啟動光電跟蹤進(jìn)行修正，如果沒有達(dá)到光電跟蹤范圍采用太陽角度跟蹤，當(dāng)達(dá)到光電跟蹤的光強(qiáng)時(shí)啟動光電跟蹤進(jìn)行修正。所述風(fēng)速風(fēng)向檢測和光照強(qiáng)度檢測當(dāng)檢測到破壞性大風(fēng)時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)使太陽能電池板轉(zhuǎn)到最佳斜角位置，之后電機(jī)停轉(zhuǎn)，保護(hù)太陽能電池，光照強(qiáng)度傳感器檢測當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐墓庹諒?qiáng)度，進(jìn)而判斷天氣狀況，以便跟蹤模式的切換。本實(shí)用新型的工作過程為:單片機(jī)通過太陽角度跟蹤計(jì)算出太陽運(yùn)行軌跡，判斷白天和黑夜，光照強(qiáng)度傳感器檢測陰天和晴天，晴天時(shí)，啟用跟蹤模式，陰天時(shí)系統(tǒng)處于暫停等待狀態(tài)；由陰天變晴天時(shí)，啟動跟蹤模塊時(shí)采用定時(shí)判斷光強(qiáng)電壓是否達(dá)到光電跟蹤范圍，如果達(dá)到光電跟蹤范圍啟動光電跟蹤進(jìn)行修正，如果沒有達(dá)到光電跟蹤范圍采用太陽角度跟蹤，當(dāng)達(dá)到光電跟蹤的光強(qiáng)時(shí)啟動光電跟蹤進(jìn)行修正，驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)和直線電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，使機(jī)械裝置逐漸對準(zhǔn)太陽，聚光單元聚集太陽能，能量轉(zhuǎn)化單元利用斯特林熱機(jī)將太陽能熱量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，利用斯特林電機(jī)將轉(zhuǎn)化后的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能；隨后系統(tǒng)進(jìn)入檢測等待狀態(tài)，步進(jìn)電機(jī)停止工作，當(dāng)太陽偏離一定角度后，光電檢測再次開始搜索跟蹤太陽；一直循環(huán)，直至天黑；風(fēng)速傳感器檢測當(dāng)時(shí)的風(fēng)速信號，電池參數(shù)采集模塊將采集太陽能電池的參數(shù)。
權(quán)利要求1.一種斯特林太陽能發(fā)電跟蹤系統(tǒng)的控制電路，其特征在于:主要是由跟蹤模塊，單片機(jī)控制器、驅(qū)動單元以及能量轉(zhuǎn)化單元組成；跟蹤模塊由光電跟蹤和太陽角度跟蹤相結(jié)合，第一級按太陽角度跟蹤，第二級采用光電傳感器來矯正跟蹤；具體為:包括單片機(jī)，和單片機(jī)連接的太陽高度角、太陽方位角、光照強(qiáng)度傳感器、太陽能電池參數(shù)、驅(qū)動單元以及能量轉(zhuǎn)化單元，和單片機(jī)連接的光電檢測，和能量轉(zhuǎn)化單元連接的斯特林熱機(jī)和斯特林電機(jī)，和驅(qū)動單元連接的兩個步進(jìn)電機(jī)；驅(qū)動單元驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，分別控制步進(jìn)電機(jī)繞極軸轉(zhuǎn)動和俯仰角調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)對太陽的自動跟蹤；能量轉(zhuǎn)化單元利用斯特林熱機(jī)將太陽能熱量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，利用斯特林電機(jī)將轉(zhuǎn)化后的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能；跟蹤同時(shí)實(shí)時(shí)檢測風(fēng)速風(fēng)向、光照強(qiáng)度和太陽能電池參數(shù)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種斯特林太陽能發(fā)電跟蹤系統(tǒng)的控制電路，主要是由跟蹤模塊，單片機(jī)控制器、驅(qū)動單元以及能量轉(zhuǎn)化單元組成；跟蹤模塊由光電跟蹤和太陽角度跟蹤相結(jié)合，第一級按太陽角度跟蹤，第二極采用光電傳感器來矯正跟蹤；驅(qū)動單元驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，分別控制繞極軸轉(zhuǎn)動和俯仰角調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)對太陽的自動跟蹤；能量轉(zhuǎn)化單元利用斯特林熱機(jī)將太陽能熱量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，利用斯特林電機(jī)將轉(zhuǎn)化后的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能；跟蹤同時(shí)實(shí)時(shí)檢測風(fēng)速風(fēng)向、光照強(qiáng)度和太陽能電池參數(shù)；能夠使光伏電池的接收率大大的提高，從而能有效的、更充分的利用太陽能資源，拓寬了太陽能的應(yīng)用領(lǐng)域。
文檔編號G05D3/12GK203164771SQ201220597170
公開日2013年8月28日 申請日期2012年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月13日
發(fā)明者張國琦, 曹捷 申請人:西安中科麥特電子技術(shù)設(shè)備有限公司