一種太陽光跟蹤裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種太陽光跟蹤裝置，由底座(1)、轉(zhuǎn)軸(2)、支架、電路保護(hù)裝置、電源、太陽光采光裝置和驅(qū)動裝置串聯(lián)組成，其中驅(qū)動裝置是伺服電機(jī)(3)，轉(zhuǎn)軸(2)和支架被伺服電機(jī)(3)驅(qū)動，電源為外接電源或內(nèi)置蓄電池，太陽光采光裝置包括太陽光感光元件(4)和測角組件，所述支架是一塊下端有中間突出連接塊的平面板(5)，所述測角組件位于平面板(5)中心線或以平面板(5)中心線為重力矩中心軸左右對稱分布，或兩個以上測角組件以該平面板(5)中心線為中心軸左右扭力矩相等分布排列，但不在平面板(5)和轉(zhuǎn)軸(2)相交線上；所述平面板(5)和水平面夾角為(180?66?34/60)度。本發(fā)明適用于太陽能應(yīng)用領(lǐng)域。
【專利說明】
一種太陽光跟蹤裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種太陽光跟蹤裝置，屬于太陽能應(yīng)用領(lǐng)域?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]隨著光伏技術(shù)的普及應(yīng)用，太陽能能源成為一種普及應(yīng)用的生態(tài)能源，光伏電裝置隨之產(chǎn)生，其原理主要是利用太陽光對地球照射產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)換為電能。由于人們對太陽光照時間及人們認(rèn)識的差異，不能簡單精準(zhǔn)高效地利用太陽光能量。
[0003]地球繞太陽公轉(zhuǎn)的面叫黃道平面，通過地心與地球自轉(zhuǎn)垂直的平面叫赤道平面。 黃道平面和赤道平面的夾角簡稱為黃赤交角。目前黃道赤角是23度26分，在一定時期內(nèi)可以視為定值。太陽光和黃道平面平行。和黃道平面垂直的面是和水平面成(180-66-34/60) 度角的面。地球繞地軸時刻以大約15度的速度順時針轉(zhuǎn)動;另外，太陽光在傳播到地球表面的過程中，因受到一些客觀因素的影響如空氣中的介質(zhì)、地磁場、引力波等因素的影響發(fā)生折射和反射等現(xiàn)象導(dǎo)致照射角位移。根據(jù)這一自然現(xiàn)象，太陽光采光裝置位于和黃道平面垂直的平面上，以和地球自轉(zhuǎn)同方向同速度繞和地軸平行的垂直軸轉(zhuǎn)動，并不能吸收光能最大。只有精確測量出因太陽光傳輸過程中因一些客觀因素影響垂直照到地球時角發(fā)生的絲微變化，才能消除因不定客觀因素導(dǎo)致的光線位移，吸收的太陽能就全天時時最強(qiáng)，產(chǎn)生的電能或集熱化也就最大?，F(xiàn)有專利在利用上述自然現(xiàn)象的同時，結(jié)構(gòu)不合理，成本高，靈敏度差，測量精度低，測量跟蹤太陽光耗時長。如實(shí)用新型專利CN201520873120.2公開了一種太陽光跟蹤系統(tǒng)，包括控制器、雙軸轉(zhuǎn)動臺、電機(jī)控制模塊、采光臺、采光筒和感光器件， 采光臺的側(cè)壁上，以采光臺的中心軸為對稱軸對稱設(shè)置有至少兩組感光器件，感光筒筒底的上端面上，以采光筒的中心軸為對稱軸也對稱設(shè)置有至少兩組感光器件，電機(jī)控制模塊及感光器件均與控制器相連，電機(jī)控制模塊還分別與雙軸轉(zhuǎn)動臺上的電機(jī)相連，雙軸轉(zhuǎn)動臺通過電機(jī)控制模塊控制雙軸轉(zhuǎn)動臺上的電機(jī)以實(shí)現(xiàn)雙軸轉(zhuǎn)動臺沿水平和豎直方向的轉(zhuǎn)動。以解決現(xiàn)有太陽光跟蹤系統(tǒng)原理、結(jié)構(gòu)等都十分復(fù)雜，使用十分不便，需專業(yè)人士操作， 且一旦安裝不便移動或拆除，每次移動需重新設(shè)定數(shù)據(jù)、調(diào)整參數(shù)等問題。該實(shí)用新型屬于光跟蹤控制領(lǐng)域。又如實(shí)用新型專利CN201420693903.8公開了一種能自動校準(zhǔn)的太陽光跟蹤機(jī)構(gòu)，包括底座、光伏組件、固定設(shè)置在底座上的方位角組件和與方位角組件連接的高度角組件，方位角組件的上部設(shè)置有方位角轉(zhuǎn)軸，方位角轉(zhuǎn)軸的上端與高度角組件相連接。該實(shí)用新型一種自動校準(zhǔn)太陽光跟蹤機(jī)構(gòu)，其能實(shí)時測量光伏板相對太陽光的角度，通過實(shí)時調(diào)整后，可以保證跟蹤精度。
[0004]為了解決上述問題，本發(fā)明根據(jù)上述自然現(xiàn)象，提供了一種軟件智能模塊控制的太陽光跟蹤裝置，能用最短的時間測出地球自轉(zhuǎn)速和因太陽光傳播過程中受介質(zhì)影響而發(fā)生的角位移，也就是太陽能采光裝置的轉(zhuǎn)速及和水平面成(180-66-34/60)度的角的偏移量，它由底座1、轉(zhuǎn)軸2、支架、電路保護(hù)裝置、電源、太陽光采光裝置和驅(qū)動裝置串聯(lián)組成，其中驅(qū)動裝置是伺服電機(jī)3,轉(zhuǎn)軸2和底座1垂直，轉(zhuǎn)軸2和支架連接，轉(zhuǎn)軸2和支架被伺服電機(jī)3 驅(qū)動，支架是一塊下端有中間突出連接塊的平面板5并和水平面夾角為(180-66-34/60)度并通過緊固件8和轉(zhuǎn)軸2活動連接，伺服電機(jī)3驅(qū)動太陽光采光裝置運(yùn)動的工作原理等同于電動驅(qū)動機(jī)器人手臂動作原理，伺服電機(jī)3帶傳感組件，傳感組件是兩個伺服環(huán)9和10,兩個伺服環(huán)9和10分別通過連接平面板5下端中間突出連接塊和轉(zhuǎn)軸2的緊固件固定在兩者兩端，對稱排列，并通過導(dǎo)線或無線和伺服電機(jī)相連，伺服環(huán)9和10能夠保證根伺服電機(jī)3精準(zhǔn)控制支架的角位移和轉(zhuǎn)速，保證采光裝置全方位平穩(wěn)轉(zhuǎn)動采光且快速精準(zhǔn)測出采光裝置最佳轉(zhuǎn)動速度及其和水平面最佳夾角;太陽光采光裝置包括太陽光感光元件4、測角組件和計(jì)時秒表，測角組件是GPS定位儀6或角傳感元件7,太陽光感光元件4和GPS定位儀6或角傳感元件7位于平面板5中心線或以平面板5中心線為重力矩中心軸左右相等分布，但太陽光感光元件4或都不在轉(zhuǎn)軸2和平面板5相交點(diǎn)；或總共三個以上太陽光感光元件4和GPS定位儀6或角位移傳感元件7的組合以該平面板5中心線為重力矩中心軸左右相等分布排列，但太陽光感光元件4不在平面板5和轉(zhuǎn)軸2相交線上，GPS定位儀6或角傳感元件7分別用于測轉(zhuǎn)速及用于測平面板5和水平面夾角；保證了整個裝置結(jié)構(gòu)簡單，轉(zhuǎn)動平穩(wěn)，測值準(zhǔn)確，誤差小。
[0005]兩個伺服環(huán)9和10和所述平面板5下端中間突出連接塊插在轉(zhuǎn)軸2上端或所述兩個伺服環(huán)9和10及轉(zhuǎn)軸2插在水平板5下端中間突出連接塊并通過緊固件8活動連接，便于維護(hù)和包裝。
[0006]采用外接電源或內(nèi)置蓄電池，保證太陽光跟蹤裝置能在各種場合被方便使用。
[0007]太陽光跟蹤裝置帶計(jì)時秒表，能夠避免人工計(jì)時操作誤差，配合軟件智能模塊精準(zhǔn)測量太陽光采光裝置的轉(zhuǎn)速。
[0008]電路保護(hù)裝置保證整個太陽光跟蹤裝置串聯(lián)電路中各元件不因電路短路被燒壞。
[0009]轉(zhuǎn)軸2下端通過配套件和伺服電機(jī)3輸出端可活動連接，高度等于或小于伺服電機(jī) 3輸出端到和平面板5底邊平行的底座1的邊的距離，伺服電機(jī)3輸出端出現(xiàn)在底座1中間上表面。不僅能保證整個裝置轉(zhuǎn)動平穩(wěn)，且能夠保證折疊尺寸最小，便于包裝和攜帶。
[0010]太陽光感光元件4和GPS定位儀6或角傳感元件7有顯示儀表并在底座內(nèi)或出現(xiàn)在底座表面，便于測量和觀察同步進(jìn)行。
[0011]太陽光跟蹤裝置由軟件智能模塊控制，能保證操作簡單和自動快速準(zhǔn)確測量、計(jì)算和控制調(diào)整采光裝置的轉(zhuǎn)速及其和水平面的夾角，測量值誤差小。
[0012]整個太陽光跟蹤裝置各組成部分可分，便于操作、維護(hù)和包裝。
[0013]本發(fā)明的太陽光跟蹤裝置可以單獨(dú)使用，也可以直接將太陽光感光元件4和GPS定位儀6或角傳感元件7放置在利用太陽能集熱、充電和發(fā)電的采光裝置相應(yīng)位置上使用。【附圖說明】
[0014]圖1是原理圖。
[0015]圖2是原理圖。
[0016]圖3是整個太陽光裝置跟蹤裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖4是平面板5下端中間突出連接塊和轉(zhuǎn)軸2及兩個伺服環(huán)9和10連接局部剖面圖。 【具體實(shí)施方式】
[0018]實(shí)施例1為優(yōu)選例，采用太陽光感光元件4和角傳感元件7固定在平面板5中心線且不在其和轉(zhuǎn)軸2相交點(diǎn)上，打開伺服電機(jī)3開關(guān)，打開太陽光感光元件4、計(jì)時秒表和角傳感元件7的顯示儀表開關(guān)，用角傳感元件7測出平面板5和水平面的夾角為(180-66-34/60)度， 讓平面板5繞其和轉(zhuǎn)軸2連接的緊固件8上下緩慢移動，當(dāng)出現(xiàn)多個高峰值時，關(guān)閉伺服電機(jī) 3開關(guān)，關(guān)閉太陽光感光元件4、計(jì)時秒表和角傳感元件7的顯示儀表開關(guān)，讀出光強(qiáng)度多個高峰值的角度值，取多個峰值點(diǎn)角度值的平均值，就是太陽光采光裝置和水平面的最佳角。 [〇〇19]打開伺服電機(jī)3開關(guān)，打開太陽光感光元件4和角傳感元件7的顯示儀表開關(guān)，讓支架水平轉(zhuǎn)動，觀察顯示儀表，當(dāng)出現(xiàn)多個高峰值時，關(guān)閉伺服電動3開關(guān)，關(guān)閉太陽光感光元件4、計(jì)時秒表和角傳感元件7的顯示儀表開關(guān)，讀出光強(qiáng)度多個高峰值的煒度和時間，將兩峰值點(diǎn)的煒度差除以時間的商，即為地球自轉(zhuǎn)的速度，也就是太陽光采光裝置最佳采光轉(zhuǎn)速。
[0020]實(shí)施例2為優(yōu)選例，采用太陽光感光元件4和GPS定位儀6在平面板5中心線且不在其中心線和轉(zhuǎn)軸2相交點(diǎn)上;打開伺服電機(jī)3開關(guān)，打開太陽光感光元件4和GPS定位儀6的顯示儀表開關(guān)，用GPS定位儀6測出水平板5和水平面成(180-66-34/60)度，讓平面板5繞其和轉(zhuǎn)軸2連接的緊固件8上下緩慢移動，當(dāng)出現(xiàn)多個高峰值時，關(guān)閉伺服電機(jī)3開關(guān)，關(guān)閉太陽光感光元件4、計(jì)時秒表和GPS定位儀6的顯示儀表開關(guān)，讀出光強(qiáng)度多個高峰值的經(jīng)度，取多個峰值點(diǎn)的經(jīng)度值的平均值，就是太陽光采光裝置和水平面的最佳角。[〇〇21]打開伺服電機(jī)3開關(guān)，打開太陽光感光元件2和GPS定位儀6的顯示儀表開關(guān)，讓平面板5水平轉(zhuǎn)動，觀察顯示儀表，當(dāng)出現(xiàn)多個高峰值時，關(guān)閉伺服電機(jī)3開關(guān)，關(guān)閉太陽光感光元件4、計(jì)時秒表和GPS定位儀7的顯示儀表開關(guān)，讀出光強(qiáng)度多個高峰值的煒度和時間， 將兩峰值點(diǎn)的煒度差除以時間的商，即為地球自轉(zhuǎn)的速度也就是太陽光采光裝置最佳采光轉(zhuǎn)速。
[0022]上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式作了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種太陽光跟蹤裝置，由底座(1)、轉(zhuǎn)軸(2)、支架、電路保護(hù)裝置、電源、太陽光采光 裝置和驅(qū)動裝置串聯(lián)組成，其中驅(qū)動裝置是伺服電機(jī)(3)，轉(zhuǎn)軸(2)和底座(1)垂直，轉(zhuǎn)軸(2) 被伺服電機(jī)(3)驅(qū)動，轉(zhuǎn)軸(2)和支架連接，電源為外接電源或內(nèi)置蓄電池，太陽光采光裝置 包括太陽光感光元件(4)和測角組件，其特征在于:所述太陽光跟蹤裝置帶計(jì)時秒表，所述 支架是一塊下端有中間突出連接塊的平面板(5)，所述測角組件是GPS定位儀(6)或角傳感 元件(7 )，所述太陽光感光元件(4)和GPS定位儀(6)或角傳感元件(7)各為一個，位于平面板 (5)中心線或以平面板(5)中心線為重力矩中心軸左右相等分布，但太陽光感光元件(4)不 在轉(zhuǎn)軸(2)和平面板(5)相交點(diǎn)上;或總共三個以上太陽光感光元件(4)和GPS定位儀(6)或 角傳感元件(7)的組合以該平面板(5)中心線為重力中心軸左右相等分布排列，但太陽光感 光元件(4)不在平面板(5)和轉(zhuǎn)軸(2)相交線上；所述平面板(5)和水平面夾角為(180-66-34/60)度并通過緊固件(8)和轉(zhuǎn)軸(2)活動連接，所述伺服電機(jī)帶傳感組件。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述太陽光跟蹤裝置，其特征在于:所述一個GPS定位儀(6)或一個角 傳感元件(7)不在轉(zhuǎn)軸(2)和平面板(5)相交點(diǎn)上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述太陽光跟蹤裝置，其特征在于:所述傳感組件是兩個伺服環(huán)(9) 和(10)，所述兩個伺服環(huán)(9)和(10)分別通過連接平面板(5)下端中間突出連接塊和轉(zhuǎn)軸 (2)的緊固件(8)固定在兩者兩端，對稱排列，并通過導(dǎo)線或無線和伺服電機(jī)(3)相連。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述太陽光跟蹤裝置，其特征在于:所述兩個伺服環(huán)(9)和(10)和所 述平面板(5)下端中間突出連接塊插在轉(zhuǎn)軸(2)上端或所述兩個伺服環(huán)(9)和(10)及轉(zhuǎn)軸 (2)插在水平板(5)下端中間突出連接塊并通過緊固件(8)活動連接。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述太陽光跟蹤裝置，其特征在于:所述轉(zhuǎn)軸(2)下端通過配套件和 伺服電機(jī)(3)輸出端可活動連接，高度等于或小于伺服電機(jī)(3)輸出端到和平面板(5)底邊 平行的底座(1)的邊的距離，伺服電機(jī)(3)輸出端出現(xiàn)在底座(1)中間上表面。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述太陽光跟蹤裝置，其特征在于:所述太陽光感光元件(4)和GPS定 位儀(6)或角傳感元件(7)有顯示儀表，其在底座內(nèi)并出現(xiàn)在底座表面。7.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)權(quán)利要求所述太陽光跟蹤裝置，其特征在于:所述太陽光 跟蹤裝置由軟件智能模塊控制。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述太陽光跟蹤裝置，其特征在于:所述太陽光跟蹤裝置各組成部件 可拆。
【文檔編號】G05D3/12GK105974945SQ201610408871
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月1日
【發(fā)明人】沙照美
【申請人】沙照美