太陽能電池板跟蹤裝置制造方法
【專利摘要】一種太陽能電池板跟蹤裝置，包括CCD攝像頭陣列、太陽光強(qiáng)度感測模塊以及處理器；CCD攝像頭陣列包括經(jīng)向攝像頭組和緯向攝像頭組，CCD攝像頭陣列通過外圍框架固定，CCD攝像頭陣列用于拍攝相同時(shí)刻不同角度的太陽位置信息并傳送至處理器，其中經(jīng)向攝像頭組所在平面與緯向攝像頭組所在平面相互垂直；太陽光強(qiáng)度感測模塊與處理器相連，用于采集太陽光照強(qiáng)度信息并傳送至處理器；處理器用于根據(jù)CCD攝像頭陣列傳送的太陽位置信息，處理得到太陽能電池板在經(jīng)向和緯向的目標(biāo)傾角，并根據(jù)太陽光照強(qiáng)度信息對(duì)目標(biāo)傾角進(jìn)行修正，并把修正后的目標(biāo)傾角發(fā)送到外部伺服系統(tǒng)，通過伺服系統(tǒng)調(diào)整太陽能電池板的傾角，提高了光伏組件的采光效率。
【專利說明】太陽能電池板跟蹤裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及太陽能電池板向陽角度控制【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種采用采用CXD攝像頭陣列的新型太陽能電池板跟蹤裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]由于化石能源成本的上漲，以及人們對(duì)化石能源對(duì)環(huán)境造成的污染越來越重視，新能源的開發(fā)逐步被推廣，新的技術(shù)使新能源的開發(fā)成本不斷下降，越來越多的新能源開始逐漸被我們使用。太陽能發(fā)電作為一種新能源的開發(fā)形式，由于其設(shè)備簡單，靈活性強(qiáng)，得到了快速的推廣。提高太陽能電池發(fā)電系統(tǒng)中太陽能電池板的效率有很多途徑，其中通過調(diào)整太陽能電池板向陽的角度可以提高太陽能電池單位面積所采集的能量，進(jìn)而提高整個(gè)系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換效率。常規(guī)光伏發(fā)電系統(tǒng)中，控制太陽能電池板的角度旋轉(zhuǎn)主要是利用傳感器和處理器采集現(xiàn)場太陽光光照的強(qiáng)度，比較不同方向的太陽光光照強(qiáng)度的區(qū)別，找出光照強(qiáng)度最大的位置，進(jìn)而通過伺服機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)太陽能電池板的旋轉(zhuǎn)角度。但是該系統(tǒng)設(shè)計(jì)較復(fù)雜，成本較高，不利于太陽能發(fā)電的推廣。
[0003]因此，需要一種設(shè)計(jì)簡單、實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)的太陽能電池板低成本的角度跟蹤太陽光，進(jìn)而提高整個(gè)光伏系統(tǒng)的光電轉(zhuǎn)換效率的裝置。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的在于解決上述問題，提供一種太陽能電池板跟蹤裝置，采用CXD攝像頭陣列，通過相同時(shí)刻比較不同角度CCD攝像頭陣列所拍攝到的太陽位置信息，處理得到在經(jīng)向和緯向最適合太陽能電池板的傾角，從而將太陽能電池板以最合適的角度面向太陽。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種太陽能電池板跟蹤裝置，包括C⑶攝像頭陣列、太陽光強(qiáng)度感測模塊以及處理器；所述CCD攝像頭陣列包括經(jīng)向攝像頭組和緯向攝像頭組，所述CCD攝像頭陣列通過外圍框架固定，所述CCD攝像頭陣列用于拍攝相同時(shí)刻不同角度的太陽位置信息并傳送至所述處理器，其中所述經(jīng)向攝像頭組所在平面與所述緯向攝像頭組所在平面相互垂直；所述太陽光強(qiáng)度感測模塊與所述處理器相連，用于采集太陽光照強(qiáng)度信息并傳送至所述處理器；所述處理器用于根據(jù)所述CCD攝像頭陣列傳送的太陽位置信息，處理得到太陽能電池板在經(jīng)向和緯向的目標(biāo)傾角，并根據(jù)所述太陽光強(qiáng)度感測模塊傳送的太陽光照強(qiáng)度信息對(duì)所述目標(biāo)傾角進(jìn)行修正，并把修正后的目標(biāo)傾角發(fā)送到外部伺服系統(tǒng)，通過伺服系統(tǒng)調(diào)整太陽能電池板的傾角。
[0006]進(jìn)一步，所述C⑶攝像頭陣列包括一中心攝像頭，所述中心攝像頭設(shè)置在所述經(jīng)向攝像頭組的中心和所述緯向攝像頭組的一端部位置。
[0007]進(jìn)一步，所述經(jīng)向攝像頭組的C⑶攝像頭所圍圓心角度小于180度，所述緯向攝像頭組的CXD攝像頭所圍圓心角小于90度。
[0008]可選的，所述經(jīng)向攝像頭組包括至少5個(gè)CXD攝像頭。[0009]可選的，所述緯向攝像頭組包括至少3個(gè)CXD攝像頭。
[0010]進(jìn)一步，所述太陽光強(qiáng)度感測模塊由光敏元件、模擬信號(hào)處理電路以及AD轉(zhuǎn)換器組成；所述光敏元件用于感應(yīng)當(dāng)前光照強(qiáng)度得到當(dāng)前光照強(qiáng)度的模擬信號(hào)；所述模擬信號(hào)處理電路分別與所述光敏元件以及AD轉(zhuǎn)換器相連，用于將所述光敏元件得到的模擬信號(hào)進(jìn)行放大和濾波；所述AD轉(zhuǎn)換器用于將所述模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并發(fā)送到所述處理器。
[0011]本實(shí)用新型太陽能電池板跟蹤裝置的積極效果是:采用CXD攝像頭陣列，通過相同時(shí)刻比較不同角度CXD攝像頭陣列所拍攝到的太陽位置信息，處理得到在經(jīng)向和緯向最適合太陽能電池板的傾角，控制伺服系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)，從而將太陽能電池板以最合適的角度面向太陽，為光伏系統(tǒng)整體太陽能電池板的移動(dòng)提供一個(gè)可靠的判別方式，提高了光伏組件的采光效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型太陽能電池板跟蹤裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2是本實(shí)用新型CXD攝像頭陣列的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖3是本實(shí)用新型經(jīng)向攝像頭組的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖4是本實(shí)用新型緯向攝像頭組的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖5是本實(shí)用新型太陽光強(qiáng)度感測模塊的架構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型一種太陽能電池板跟蹤裝置做詳細(xì)說明。
[0018]參見圖1，一種太陽能電池板跟蹤裝置，包括C⑶攝像頭陣列1、太陽光強(qiáng)度感測模塊2以及處理器3。其中，CCD(Charge Coupled Device,電荷f禹合元件或電荷藕合器件圖像傳感器)一種半導(dǎo)體器件，能感應(yīng)光線，并將影像轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)。
[0019]參見圖2-圖4，所述CXD攝像頭陣列I包括經(jīng)向攝像頭組11和緯向攝像頭組12，所述CXD攝像頭陣列I通過外圍框架(圖中未示出)固定，所述CXD攝像頭陣列I用于拍攝相同時(shí)刻不同角度的太陽位置信息并傳送至所述處理器3。
[0020]所述經(jīng)向攝像頭組11所在平面與所述緯向攝像頭組12所在平面相互垂直。所述CXD攝像頭陣列I包括一中心攝像頭13，所述中心攝像頭13設(shè)置在所述經(jīng)向攝像頭組11的中心和所述緯向攝像頭組12的一端部位置，是C⑶攝像頭陣列I的陣列中心。安裝的時(shí)候，中心攝像頭13先向上，使經(jīng)向攝像頭組11的攝像頭面對(duì)中午太陽的方向(一般朝正南方向);中心攝像頭13上平面與水平面的夾角滿足當(dāng)?shù)叵闹寥仗柨梢灾鄙渲行臄z像頭13。
[0021]所述經(jīng)向攝像頭組11的C⑶攝像頭均勻分布于經(jīng)向圓環(huán)形陣列中，并且所圍圓心角度小于180度；所述緯向攝像頭組12的CCD攝像頭均勻分布于緯向圓環(huán)形陣列中，并且所圍圓心角小于90度。經(jīng)向攝像頭組11和緯向攝像頭組12中的CXD攝像頭所圍圓心角的角度以冬至日與夏至日當(dāng)?shù)刂形缣柟庵鄙涞孛娼嵌炔顬樽詈?，但CCD攝像頭陣列I所圍圓心角必須滿足當(dāng)?shù)叵闹寥罩形缣栔鄙渲行臄z像頭13，不改變中心位置情況下在冬至日中午太陽光可以直射經(jīng)向攝像頭組11中一端部攝像頭，或端部與中心攝像頭13之間的攝像頭。所述CCD攝像頭陣列I的攝像頭個(gè)數(shù)可以根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)的需要進(jìn)行調(diào)整，其中，經(jīng)向攝像頭組11包括至少5個(gè)CXD攝像頭，緯向攝像頭組12包括至少3個(gè)CXD攝像頭。
[0022]繼續(xù)參考圖1，所述太陽光強(qiáng)度感測模塊2與所述處理器3相連，用于采集太陽光照強(qiáng)度信息并傳送至所述處理器3，為所述處理器3提供太陽能電池板向陽角度的修正量，同時(shí)可以避免在陰雨天啟動(dòng)伺服系統(tǒng)，帶來額外的功耗，也可以避免系統(tǒng)在光照非常充足時(shí)，繼續(xù)啟動(dòng)伺服系統(tǒng)，浪費(fèi)能量。作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述太陽光強(qiáng)度感測模塊2由光敏元件21、模擬信號(hào)處理電路22以及AD轉(zhuǎn)換器23組成，參見附圖5。所述光敏元件21作為感應(yīng)元件，用于感應(yīng)當(dāng)前光照強(qiáng)度，得到當(dāng)前光照強(qiáng)度的模擬信號(hào)，避免在陰雨天控制系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)帶來額外的能量浪費(fèi)；所述模擬信號(hào)處理電路22分別與所述光敏元件21以及AD轉(zhuǎn)換器23相連，用于將所述光敏元件21得到的模擬信號(hào)進(jìn)行放大和濾波，使輸入AD轉(zhuǎn)換器23的信號(hào)量程合適；所述AD轉(zhuǎn)換器23用于將所述模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并發(fā)送到所述處理器3，所述AD轉(zhuǎn)換器23可以是處理器3內(nèi)部集成的AD轉(zhuǎn)換器，或采用外部AD轉(zhuǎn)換芯片(通過通信的方式把采集得到的AD轉(zhuǎn)換信息發(fā)送到處理器3)。
[0023]繼續(xù)參考圖1，所述處理器3用于根據(jù)所述C⑶攝像頭陣列I傳送的太陽位置信息，處理得到太陽能電池板在經(jīng)向和緯向的目標(biāo)傾角，并根據(jù)所述太陽光強(qiáng)度感測模塊2傳送的太陽光照強(qiáng)度信息對(duì)所述目標(biāo)傾角進(jìn)行修正，并把修正后的目標(biāo)傾角發(fā)送到外部伺服系統(tǒng)4，通過伺服系統(tǒng)4調(diào)整太陽能電池板的傾角，使太陽能電池板充分接收太陽光能量。通過太陽光強(qiáng)度感測模塊2判斷當(dāng)前太陽能電池板適不適合進(jìn)行跟蹤，當(dāng)太陽能電池板處在陰雨、多云、大霧等光線狀況不佳的氣象條件下或者夜晚環(huán)境，伺服系統(tǒng)4不進(jìn)行動(dòng)作；當(dāng)太陽能電池板處在采光狀況良好的環(huán)境下，處理器3計(jì)算當(dāng)前太陽能電池板需要運(yùn)行的目標(biāo)傾角，控制伺服系統(tǒng)4運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而控制太陽能電池板進(jìn)行面向太陽角度的跟蹤。
[0024]所述處理器3根據(jù)所述CXD攝像頭陣列I傳送的太陽位置信息，處理得到太陽能電池板在經(jīng)向和緯向的目標(biāo)傾角具體采用以下方式:處理器3通過比較相同時(shí)刻不同角度C⑶攝像頭所拍攝到的太陽位置信息，在經(jīng)向攝像頭組11和緯向攝像頭組12中分別找出該時(shí)刻拍攝到的圖像中太陽位置最靠近圖像中心的兩組相關(guān)攝像頭；其中，經(jīng)向?yàn)橐唤M，緯向?yàn)橐唤M，每組相關(guān)攝像頭為兩個(gè)相鄰攝像頭。得到兩組相關(guān)攝像頭后，通過處理器3計(jì)算每組相關(guān)攝像頭中太陽位置與圖像中心的差距，獲取在經(jīng)向和緯向最適合太陽能電池板的傾角。
[0025]本實(shí)用新型采用CXD攝像頭陣列，通過相同時(shí)刻比較不同角度CXD攝像頭陣列所拍攝到的太陽位置信息，處理得到在經(jīng)向和緯向最適合太陽能電池板的傾角，控制伺服系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)，從而將太陽能電池板以最合適的角度面向太陽，為光伏系統(tǒng)整體太陽能電池板的移動(dòng)提供一個(gè)可靠的判別方式，提高了光伏組件的采光效率。
[0026]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種太陽能電池板跟蹤裝置，其特征在于，包括CXD攝像頭陣列、太陽光強(qiáng)度感測模塊以及處理器；所述CXD攝像頭陣列包括經(jīng)向攝像頭組和緯向攝像頭組，所述CXD攝像頭陣列通過外圍框架固定，所述CCD攝像頭陣列用于拍攝相同時(shí)刻不同角度的太陽位置信息并傳送至所述處理器，其中所述經(jīng)向攝像頭組所在平面與所述緯向攝像頭組所在平面相互垂直；所述太陽光強(qiáng)度感測模塊與所述處理器相連，用于采集太陽光照強(qiáng)度信息并傳送至所述處理器；所述處理器用于根據(jù)所述CCD攝像頭陣列傳送的太陽位置信息，處理得到太陽能電池板在經(jīng)向和緯向的目標(biāo)傾角，并根據(jù)所述太陽光強(qiáng)度感測模塊傳送的太陽光照強(qiáng)度信息對(duì)所述目標(biāo)傾角進(jìn)行修正，并把修正后的目標(biāo)傾角發(fā)送到外部伺服系統(tǒng)，通過伺服系統(tǒng)調(diào)整太陽能電池板的傾角。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池板跟蹤裝置，其特征在于，所述C⑶攝像頭陣列包括一中心攝像頭，所述中心攝像頭設(shè)置在所述經(jīng)向攝像頭組的中心和所述緯向攝像頭組的一端部位置。
3.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池板跟蹤裝置，其特征在于，所述經(jīng)向攝像頭組的CXD攝像頭所圍圓心角度小于180度,所述緯向攝像頭組的CCD攝像頭所圍圓心角小于90度。
4.如權(quán)利要求1或3所述的太陽能電池板跟蹤裝置，其特征在于，所述經(jīng)向攝像頭組包括至少5個(gè)CXD攝像頭。
5.如權(quán)利要求1或3所述的太陽能電池板跟蹤裝置，其特征在于，所述緯向攝像頭組包括至少3個(gè)CXD攝像頭。
6.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池板跟蹤裝置，其特征在于，所述太陽光強(qiáng)度感測模塊由光敏元件、模擬信號(hào)處理電路以及AD轉(zhuǎn)換器組成；所述光敏元件用于感應(yīng)當(dāng)前光照強(qiáng)度得到當(dāng)前光照強(qiáng)度的模擬信號(hào)；所述模擬信號(hào)處理電路分別與所述光敏元件以及AD轉(zhuǎn)換器相連，用于將所述光敏元件得到的模擬信號(hào)進(jìn)行放大和濾波；所述AD轉(zhuǎn)換器用于將所述模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并發(fā)送到所述處理器。
【文檔編號(hào)】G05D3/12GK203490538SQ201320634821
【公開日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年10月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月15日
【發(fā)明者】周攀峰, 王青松, 李枝琴, 李剛, 蔣贏 申請(qǐng)人:上海電機(jī)學(xué)院