本發(fā)明涉及一種太陽能定位光感裝置，具體涉及一種用于太陽能熱水器的定位光感裝置。

背景技術(shù)：

當(dāng)前能源危機(jī)和環(huán)境污染越來越嚴(yán)重，太陽能作為綠色清潔能源受到了人們重視，開發(fā)利用太陽能對(duì)環(huán)境保護(hù)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。針對(duì)目前太陽能熱水器太陽輻射率吸收較低的問題，從水平和豎直兩個(gè)維度調(diào)節(jié)熱水器光照面朝向，使光照面盡可能與太陽光保持垂直，獲得最大光照面積。并利用蓄電池儲(chǔ)存太陽能光伏板吸收的太陽能，提高太陽能利用率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的：提供一種太陽能定位光感裝置，可以對(duì)太陽能熱水器在水平和垂直兩個(gè)方向定位，使太陽能光照面盡可能與太陽光保持垂直，獲得最大光照面積。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：太陽能定位光感裝置，包括：太陽能熱水器、光感裝置、控制器、蓄電池、太陽能電池板、旋轉(zhuǎn)裝置、升降裝置，其特征為：所述光感裝置固定在太陽能熱水器頂部，所述光感裝置外殼水平方向上分布著多個(gè)與控制器相連的水平光敏傳感器；光感裝置外殼豎直方向垂直于球體表面分布多個(gè)小孔，每個(gè)小孔內(nèi)置一個(gè)垂直光敏傳感器并且每個(gè)垂直光敏傳感器都與控制器相連，控制器與升降裝置中水平步進(jìn)電機(jī)、和旋轉(zhuǎn)裝置中垂直步進(jìn)電機(jī)相連；所述蓄電池輸入端通過導(dǎo)線和太陽能電池板連接，蓄電池輸出端通過導(dǎo)線和升降裝置中水平步進(jìn)電機(jī)、和旋轉(zhuǎn)裝置中垂直步進(jìn)電機(jī)連接。

本裝置涉及坐標(biāo)系是以光感裝置球體的中心為原點(diǎn)，原點(diǎn)和多個(gè)垂直光敏傳感器中間一個(gè)的中央光敏傳感器連線構(gòu)成橫坐標(biāo)軸。所述多個(gè)水平光敏傳感器相互夾角為90度。所述多個(gè)小孔為奇數(shù)小孔之間相互夾角為30度。所述光感裝置在太陽能熱水器上的安裝角度為：光感裝置的中央光敏傳感器朝向與太陽能熱水器集熱管相同。所述太陽能電池板安裝在太陽能熱水器兩側(cè)，角度和太陽能熱水器集熱管相同。所述控制器利用單片機(jī)為主控芯片。所述單片機(jī)為stm32系列單片機(jī)。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果是：本裝置，在傳統(tǒng)太陽能熱水器的基礎(chǔ)上增加太陽能電池板，通過多個(gè)光感傳感器的相互作用，從水平和豎直兩個(gè)維度調(diào)節(jié)熱水器光照面朝向，使光照面盡可能與太陽光保持垂直，獲得最大光照面積，提高了對(duì)太陽能的利用率。

本發(fā)明太陽能熱水器，利用蓄電池儲(chǔ)存光伏板吸收的太陽能，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能最大化。

附圖說明

圖1光感裝置立體示意圖，圖2為光感裝置俯視圖，圖3為太陽能熱水器整體主視圖，圖4為太陽能熱水器整體后視圖，圖5為升降裝置結(jié)構(gòu)示意圖，圖6為旋轉(zhuǎn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖，圖7電氣控制流程圖。

圖中：1、太陽能熱水器；2、太陽能電池板；3、光感裝置；4、保溫水箱；5、水平步進(jìn)電機(jī)；6、水管；7、溫控閥；8、上滑塊；9、夾持裝置；10、支腳；11、控制器；12、絲杠；13、絲杠螺母；14、支撐架；15、滑塊；16、細(xì)長軸；17、可旋轉(zhuǎn)托盤；18、支架；19、座體；20、錐齒輪組；21、軸承座上；22、軸承座下；23、軸；24、軸承；25、蓄電池；26、支撐桿；27、合頁；28、下桿端關(guān)節(jié)魚眼軸承；29、長桿；30、軸支座；33、聯(lián)軸器；34、長軸；35、大軸承；36、垂直步進(jìn)電機(jī)；37、上桿端關(guān)節(jié)魚眼軸承；38、擋板；39、彈簧；40、小孔；41、水平光敏傳感器；42、水泵；43、進(jìn)水管；44、出水管；45中央光敏傳感器。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例一：結(jié)合附圖所示，實(shí)施例中使用的坐標(biāo)系是以光感裝置3球體的中心為原點(diǎn)，原點(diǎn)和中央光敏傳感器45連線構(gòu)成橫坐標(biāo)軸。光感裝置固定在太陽能熱水器1頂部，所述光感裝置外殼水平方向上分布3個(gè)相互夾角為90度的并且與控制器11相連的水平光敏傳感器41；光感裝置外殼豎直方向垂直于球體表面分布五個(gè)個(gè)小孔40，小孔之間相互夾角為30度，每個(gè)小孔內(nèi)置一個(gè)垂直光敏傳感器并且每個(gè)垂直光敏傳感器都與控制器相連，控制器為與升降裝置中水平步進(jìn)電機(jī)5、和旋轉(zhuǎn)裝置中垂直步進(jìn)電機(jī)36相連；蓄電池25輸入端通過導(dǎo)線和太陽能電池板2連接，蓄電池25輸出端通過導(dǎo)線和升降裝置中水平步進(jìn)電機(jī)5、和旋轉(zhuǎn)裝置中垂直步進(jìn)電機(jī)36連接。太陽能電池板2安裝在太陽能熱水器兩側(cè)，角度和太陽能熱水器集熱管相同。多個(gè)水平、垂直光敏傳感器根據(jù)光照強(qiáng)弱適時(shí)輸出相應(yīng)的電信號(hào)，控制太陽能熱水器在水平和垂直兩個(gè)方向移動(dòng)，使光感裝置上的中央光敏傳感器位置始終受到太陽的直射光照射。

本裝置控制器利用stm32系列單片機(jī)為主控芯片進(jìn)行太陽光追蹤。Stm32系列單片機(jī)含有16個(gè)A/D外部采集通道，每個(gè)水平、垂直光敏傳感器一端連接單片機(jī)正極，另一端接電阻，電阻另一端接地線，A/D采集通道引腳連接光敏傳感器和電阻公共端。通過采集外部的模擬數(shù)據(jù)，進(jìn)而獲得數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。因?yàn)閷?duì)于不同強(qiáng)度的光照光敏傳感器就有不同的阻值，不同的阻值對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào)就不相同，因此最后獲得的數(shù)字量也就不同，根據(jù)不同的數(shù)字量來判斷太陽此時(shí)的方位和高度角。先根據(jù)水平方向上所獲得不同的數(shù)字量確定太陽能熱水器的最佳水平方向，然后再對(duì)豎直方向的數(shù)字量處理，進(jìn)而得到一個(gè)最佳的豎直方向。

控制器11同時(shí)控制升降裝置中水平步進(jìn)電機(jī)5與旋轉(zhuǎn)裝置中垂直步進(jìn)電機(jī)36的運(yùn)轉(zhuǎn)，使太陽能熱水器從水平和豎直兩個(gè)方向上調(diào)整到與太陽正對(duì)的方位，直到使球體上的中央光敏傳感器45位置受到太陽的直射光照射。同時(shí)太陽能電池板2獲得最大的光照效率。太陽能電池板通過將太陽能轉(zhuǎn)換為電能為蓄電池充電，再通過蓄電池給整個(gè)電氣系統(tǒng)供電，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的自給自足。系統(tǒng)電氣控制流程如圖7所示。

以上說明描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征及優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施的限制，上述實(shí)施和說明書上中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。