光能跟踪器的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种光能跟踪器，包括基座；其上设置两对光伏板，一对光伏板左右对称且分别朝向两侧；另一对光伏板上下对称且分别朝向两侧；还包括第一、第二减速电机，分别驱动基座实现左右、上下旋转；左右对称的一对光伏板分别耦合至第一差分放大电路的两个输入端，该第一差分放大电路单端输出给第一减速电机，使基座向左右对称的一对光伏板中输出电压较高的一块光伏板的所在侧转动；上下对称的一对光伏板分别耦合至第二差分放大电路的两个输入端，该第二差分放大电路单端输出给所述第二减速电机，使基座向上下对称的一对光伏板中输出电压较高的一块光伏板的所在侧转动。该光能跟踪器不仅具有精准的光源跟踪定位功能，并且结构简单，成本较低。
【专利说明】光能跟踪器
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明涉及电子设备领域，特别地，是涉及一种光能跟踪器。
[0003]【背景技术】
[0004]目前，随着太阳能设备的普及，对于如何提高太阳能利用率，已成为一个热门的研究课题。其中的一个研究方向是，使光能采集面跟踪并正对太阳能；为此，目前主要存在两种方案；其一，采用预调式机械机构跟踪光源，该种机构在安装时十分麻烦，需要进行复杂的调校作业，非专业人士根本无法完成，并且，一旦移动位置，又需要重新调校，十分不便；其二，则是采用电子跟踪设备，以传感器的方式对光源进行实时跟踪；但目前的电子跟踪设备主要采用光电管进行采样，采样面积小，位置局限，在电子元件的误差影响下，导致传感精度较差，无法实现精准跟踪定位；并且还需要添加计算模块进行位置计算，成本较高。
[0005]
【发明内容】
[0006]针对上述问题， 本发明的目的在于提供一种光能跟踪器，该光能跟踪器不仅具有精准的光源跟踪定位功能，并且结构简单，成本较低。
[0007]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:该光能跟踪器包括基座；所述基座上设置两对光伏板，其中一对光伏板左右对称且分别朝向对称平面的两侧；另一对光伏板上下对称且分别朝向对称平面的两侧；所述光能跟踪器还包括第一、第二减速电机，所述第一减速电机驱动所述基座左右旋转，所述第二减速电机驱动所述基座上下旋转；所述左右对称的一对光伏板，分别耦合至第一差分放大电路的两个输入端，该第一差分放大电路单端输出给所述第一减速电机，该第一减速电机驱动所述基座向所述左右对称的一对光伏板中输出电压较高的一块光伏板的所在侧转动；所述上下对称的一对光伏板，分别耦合至第二差分放大电路的两个输入端，该第二差分放大电路单端输出给所述第二减速电机，该第二减速电机驱动所述基座向所述上下对称的一对光伏板中输出电压较高的一块光伏板的所在侧转动。
[0008]作为优选，所述左右对称的一对光伏板互成90° ,所述上下对称的一对光伏板亦互成90° ;这使得各对光伏板中，不仅两块光伏板对于不同方向的光照具有较明显的发电差异，并且使各块光伏板可以较大的有效面积面向光源。
[0009]作为优选,所述左右对称的一对光伏板和上下对称的一对光伏板共同围成一个四棱锥的四个侧面；这使得整个跟踪器的光伏板结构的对称性及紧凑性基本达到最大化。
[0010]作为优选，所述基座上还设有第三减速电机，所述第三减速电机通过转轴同时连接所述的两对光伏板；所述的两对光伏板的输出端通过换向器结构与所述第一、第二差分放大电路的输入端分别稱合；所述换向器结构使任意一块光伏板在每转过180°后，从与其对应的差分放大电路的一个输入端转而耦合至另外一个输入端。
[0011]本发明的有益效果在于:上述光能跟踪器在工作时，通过左右对称，且互成角度的一对光伏板，对单一方向的光照进行米集；由于光照方向与该对光伏板中的两块光伏板的夹角差异明显，从而在两块光伏板上产生差异明显的输出电压；面向光源程度较高的光伏板上产生的电压较高；因此，通过所述第一减速电机使基座转向电压较高的一块光伏板的所在侧，即可缩小该对光伏板的左右两块光伏板的输出电压差异，直至左右两块光伏板的对称平面平行于光照方向；对于上下对称，且互成角度的一对光伏板，也基于前述原理，由第二减速电机使基座转动，最终使上下两块光伏板的对称平面平行于光照方向；至此，该光能跟踪器实现了光源跟踪定位；由于光伏板的采光相对于光电管等传感器，具有连续而宽大的采光面积，因此，不稳定因素较小，感测光照方向的精度将明显提高；另外，由于其结构十分简单，采用的核心电子电路仅仅是差分放大电路，因此难以损坏，成本较低。
[0012]
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本光能跟踪器的实施例一的侧向结构示意图。
[0014]图2是图1实施例中，光能采集部件的采光面正视图。
[0015]图3是本光能跟踪器的电路结构示意图。
[0016]图4是本光能跟踪器的实施例二的侧向结构示意图。
[0017]
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明:
在图1所示的实施例一中，该光能跟踪器包括基座I ;所述基座I上设置一对左右对称、且分别朝向对称平面两侧的光伏板21、22 (图1中省略了该对光伏板21、22);另设一对上下对称、且分别朝向对称平面两侧的光伏板31、32。
[0019]所述的光伏板21、22、31、32构成该光能跟踪器的光能采集部件，其一个实施例的米光面正视图如图2所不:所述左右对称的一对光伏板21、22和上下对称的一对光伏板31、32共同围成一个四棱锥的四个侧面；这使得整个跟踪器的光伏板结构的对称性及紧凑性基本达到最大化。
[0020]并且，如图1所示，所述上下对称的一对光伏板31、32互成90°，所述左右对称的一对光伏板(图1中已省略)亦互成90° ;这使得各对光伏板中，不仅两块光伏板对于不同方向的光照具有较明显的发电差异，并且使各块光伏板可以较大的有效面积面向光源。
[0021]所述光能跟踪器还包括第一、第二减速电机4、5，所述第一减速电机4驱动所述基座I左右旋转，所述第二减速电机5驱动所述基座I上下旋转；所述左右对称的一对光伏板21、22，分别耦合至第一差分放大电路的两个输入端，该第一差分放大电路单端输出给所述第一减速电机。该电路结构的示意图如图3所示，由于光伏板内部为PN结结构，因此在图3中以二极管符号D1、D2表示；图3中的电阻RB、Rc、Re，三极管T1J2，以及偏置电压\c、Vee的具体数值，由光伏板的采光面积而定，具体计算为电子技术员的常识问题，此处不再赘述；该差分放大电路的单端输出，亦即Up U2之间的输出，耦合至所述第一减速电机4。
[0022]所述第一减速电机4驱动所述基座I向所述左右对称的一对光伏板21、22中输出电压较高的一块光伏板的所在侧转动。如，左侧的光伏板输出电压高于右侧，则U1SU2，设第一减速电机4正转,使基座I转向左侧光伏板所在侧，直至U1=U2,若右侧的光伏板输出电压高于左侧，则JVU2，则第一减速电机4反转，则使基座I转向右侧光伏板所在侧，直至U1=Uy
[0023]所述上下对称的一对光伏板31、32，分别耦合至第二差分放大电路的两个输入端，该第二差分放大电路单端输出给所述第二减速电机5，该第二减速电机5驱动所述基座I向所述上下对称的一对光伏板中输出电压较高的一块光伏板的所在侧转动；过程原理同于第一减速电机4对于基座的驱动，不再赘述。
[0024]上述光能跟踪器在工作时，通过左右对称，且互成角度的一对光伏板21、22，对单一方向的光照，典型如太阳光进行米集；由于光照方向与该对光伏板中的两块光伏板21、22的夹角差异明显，从而在两块光伏板上产生差异明显的输出电压；面向光源程度较高的光伏板上产生的电压较高；因此，通过所述第一减速电机4使基座I转向电压较高的一块光伏板的所在侧，即可缩小该对光伏板的左右两块光伏板21、22的输出电压差异，直至左右两块光伏板21、22的对称平面平行于光照方向；对于上下对称，且互成角度的一对光伏板31、32，也基于前述原理，由第二减速电机5使基座I转动，最终使上下两块光伏板31、32的对称平面平行于光照方向；至此，该光能跟踪器实现了光源跟踪定位；由于光伏板的采光相对于光电管等传感器，具有连续而宽大的采光面积，因此，不稳定因素较小，感测光照方向的精度将明显提高；另外，由于其结构十分简单，采用的核心电子电路仅仅是差分放大电路，因此难以损坏，成本较低。
[0025]实施例二:
图4所示为本光能跟踪器的实施例二的侧向结构示意图；与实施例一的不同之处在于:所述基座I上还设有第三减速电机6,所述第三减速电机6通过一根同时正交于第一、第二减速电机的驱动轴的转轴，同时连接所述的两对光伏板；所述的两对光伏板的输出端通过换向器结构与所述第一、第二差分放大电路的输入端分别耦合；所述换向器结构使任意一块光伏板在每转过180°后，从与其对应的差分放大电路的一个输入端转而耦合至另外一个输入端。
[0026]该实施例二的突出优点如下:以所述的左右对称的一对光伏板21、22为例，考虑到即便外形完全一致，分布完全对称的光伏板，由于制造工艺以及老化程度的差异性，导致在同等光照条件下，也有可能存在输出电压差异；因此，使该对光伏板连续旋转后，两块光伏板21、22将连续调换位置，即左光伏板变成右光伏板，右光伏板变成左光伏板，并连续循环，通过所述换向器结构，可以使处于左侧的光伏板始终与所述第一差分放大电路的一个固定的输入端耦合，而处于右侧的光伏板始终与第一差分放大电路的另一个固定的输入端率禹合；由于处于左侧或右侧的光伏板不再固定为同一块光伏板，因此，左右两块光伏板的差异将被抵消。对于上下对称的一对光伏板31、32及对于所述第二差分放大电路的输出特性，与所述左右对称的光伏板21、22 —致，不再赘述。
[0027]特别需要指出的是，所述左右对称的光伏板在所述第三减速电机的驱动下旋转90°时，左右对称的光伏板从位置而言，将变成上下对称的光伏板，此时，如跟踪器在上下位置方面没有实现对准光源，则所述左右对称的光伏板的输出电压将处于不稳定状态，但仍然具有倾向性特征，即面向光源程度较大的光伏板，具有较大的输出电压，由于所述上下对称的光伏板也处在实时调整位置的过程中，因此，综合几个方向的运动，最终导致所述光能采集部件的中轴(图4中的a-a线)线以绕圆圈的方式逐渐接近光照方向，最终与光照方向完全平行。
[0028]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种光能跟踪器，包括基座(1);所述基座上设置两对光伏板，其中一对光伏板(21、22)左右对称且分别朝向对称平面的两侧；另一对光伏板(31、32)上下对称且分别朝向对称平面的两侧；所述光能跟踪器还包括第一、第二减速电机(4、5)，所述第一减速电机(4)驱动所述基座(1)左右旋转，所述第二减速电机(5)驱动所述基座(1)上下旋转；所述左右对称的一对光伏板(21、22),分别稱合至第一差分放大电路的两个输入端,该第一差分放大电路单端输出给所述第一减速电机(4)，该第一减速电机驱动所述基座向所述左右对称的一对光伏板(21、22)中输出电压较高的一块光伏板的所在侧转动；所述上下对称的一对光伏板(31、32)，分别耦合至第二差分放大电路的两个输入端，该第二差分放大电路单端输出给所述第二减速电机(5)，该第二减速电机驱动所述基座向所述上下对称的一对光伏板(31,32)中输出电压较高的一块光伏板的所在侧转动。
2.根据权利要求1所述的光能跟踪器，其特征在于:所述左右对称的一对光伏板(21、22)互成90°，所述上下对称的一对光伏板(31、32)亦互成90°。
3.根据权利要求1或2所述的光能跟踪器，其特征在于:所述左右对称的一对光伏板(21,22)和上下对称的一对光伏板(31、32)共同围成一个四棱锥的四个侧面。
4.根据权利要求1或2所述的光能跟踪器，其特征在于:所述基座(1)上还设有第三减速电机(6)，所述第三减速电机通过转轴同时连接所述的两对光伏板；所述的两对光伏板的输出端通过换向器结构与所述第一、第二差分放大电路的输入端分别耦合；所述换向器结构使任意一块光伏板在每转过180°后,从与其对应的差分放大电路的一个输入端转而耦合至另外一个输入端。
5.根据权利要求3所述的光能跟踪器，其特征在于:所述基座(1)上还设有第三减速电机(6)，所述第三减速电机通过转轴同时连接所述的两对光伏板；所述的两对光伏板的输出端通过换向器结构与所述第一、第二差分放大电路的输入端分别耦合；所述换向器结构使任意一块光伏板在每转过180°后，从与其对应的差分放大电路的一个输入端转而耦合至另外一个输入端。
【文档编号】G05D3/12GK104020787SQ201410263104
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年6月14日 优先权日:2014年6月14日
【发明者】马根昌 申请人:马根昌