三点定位太阳能自动跟踪装置及其控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及太阳能电池板追踪自动定位技术领域，尤其涉及一种三点定位太阳能自动跟踪装置及其控制系统，由太阳光线定位并通过三点进行自动追踪太阳。
【背景技术】
[0002]太阳能是一种干净的可再生的新能源，越来越受到人们的亲睐，在人们生活、工作中有广泛的作用，其中之一就是利用将太阳能转换为电能，太阳能发电装置就是利用太阳能进行工作的，太阳能发电已被认为是最理想的新能源。
[0003]现有技术中大部分太阳能发电装置中的太阳能电池板都无法移动或者只能单方向运动，调节范围小，可采集的太阳能较少，发电效率较低。
[0004]有鉴于此，有必要提出一种三点定位太阳能自动跟踪装置及其控制系统。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种三点定位太阳能自动跟踪装置及其控制系统。其采用的是三点定位原理支撑太阳能自动跟踪装置，采用三杆定位支撑装置，结构简单，利用控制主板(单片机)对数据进行分析并自动控制整个系统。该装置可以调节太阳能电池板的角度，实时校准方向，可以实现半球面上旋转，发电效率要比传统发电较高。
[0006]本装置检测部分与控制部分可分离使用，也就是说，在大型光伏电站，由于其地理位置相近则可只配备一套检测装置，同时将太阳方位信号传至各个太阳能接收装置，接收装置进行相应的调整。
[0007]为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0008]一种三点定位太阳能自动跟踪装置，所述装置包括支撑底座、位于支撑底座上的太阳能电池板、以及与太阳能电池板共面或平行设置的测光装置，所述支撑底座上垂直安装有一个固定高度的光杆和两个高度可调的丝杆，所述光杆和丝杆在支撑底座上的固定点为三角形结构，所述太阳能电池板通过光杆和丝杆与所述支撑底座固定安装，所述装置根据测光装置确定太阳的方位角，并通过调整丝杆的高度调整太阳能电池板至太阳的方位角。
[0009]作为本实用新型的进一步改进，所述光杆和两个丝杆之间的距离相等，所述光杆通过万向节与太阳能电池板固定安装。
[0010]作为本实用新型的进一步改进，所述太阳能电池板上还设有用于供丝杆滑动且平行设置的滑槽导轨，丝杆高度变化时其顶端在所述滑槽导轨运动。
[0011]作为本实用新型的进一步改进，所述支撑底座上还设有用于收容丝杆的套筒、用于控制丝杆上下运动的步进电机、以及用于控制丝杆运动行程的行程开关。
[0012]作为本实用新型的进一步改进，所述测光装置包括测光板、位于测光板上的遮光杆、及位于测光板上且围绕遮光杆呈圆周均匀分布的若干光敏电阻。
[0013]作为本实用新型的进一步改进，所述遮光杆的高度L为L= R/tan0，其中，R为光敏电阻与遮光杆的距离，Θ为太阳光和遮光杆的夹角。
[0014]作为本实用新型的进一步改进，所述装置还包括设于支撑底座上的蓄电池、电源开关及显示屏。
[0015]作为本实用新型的进一步改进，所述方位角包括沿光杆到两个丝杆中点方向的第一方位角α、以及沿两个丝杆方向的第二方位角β，其中，
[0016]所述第一方位角a = arctan(m/n)，两个丝杆同方向同步运动，m为丝杆伸长量，η为光杆到两个丝杆中点的距离；
[0017]所述第二方位角0= arctan(p/q)，两个丝杆反方向同步运动，P为两个丝杆伸缩量的绝对值之和，q为两个丝杆之间的距离。
[0018]相应地，一种三点定位太阳能自动跟踪装置的控制系统，所述控制系统包括:与太阳能电池板相连的稳压器、用于对电压进行转换的变压器、与变压器和太阳能自动跟踪装置相连的控制主板、以及无线控制模块，所述控制主板用于接收测光装置的测试数据调整丝杆的高度以调整太阳能电池板的方位角。
[0019]本实用新型的有益效果是:
[0020]采用三点定位原理支撑太阳能自动跟踪装置，结构简单；
[0021]利用各种机械构件结合步进电机，可以通过步进电机的转动带动整个装置运行；
[0022]可以调节太阳能电池板的角度，实时校准方向，可以实现半球面上旋转，提高了太阳能电池板的发电效率。
【附图说明】
[0023]图1为本实用新型一【具体实施方式】中三点定位太阳能自动跟踪装置的立体结构示意图。
[0024]图2为本实用新型一【具体实施方式】中三点定位太阳能自动跟踪装置的控制系统模块不意图O
[0025]图3为本实用新型一【具体实施方式】中测光装置的结构示意图。
[0026]图4为本实用新型一【具体实施方式】中测光装置的测光原理图。
[0027]图5为本实用新型一【具体实施方式】中丝杆一滑槽导轨沿南北方向的示意图。
[0028]图6为本实用新型一【具体实施方式】中丝杆一滑槽导轨沿东西方向的示意图。
[0029]图7为本实用新型一【具体实施方式】中三点定位太阳能自动跟踪装置的控制方法流程图。
【具体实施方式】
[0030]以下将结合附图所示的各实施方式对本实用新型进行详细描述。但这些实施方式并不限制本实用新型，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。
[0031]本实用新型中三点定位太阳能自动跟踪装置主要由以下三个部分构成:光电转换部分、电路部分、机械部分。其中光电转换部分可实现将太阳能转换为电能，本装置中采用太阳能电池板;机械部分接受控制命令实现装置的定位，本装置中包括万向节、光杆、滑槽导轨、丝杆、行程开关、套筒、支撑底座等；电路部分是整个装置的控制中心，收集并处理信号从而发出命令控制机械部分，实现装置的自动跟踪太阳能运转。
[0032]参图1所示，在本实用新型的一【具体实施方式】中，三点定位太阳能自动跟踪装置包括支撑底座13、位于支撑底座13上的太阳能电池板12、以及与太阳能电池板12共面或平行设置的测光装置6，支撑底座上垂直安装有一个固定高度的光杆2和两个高度可调的丝杆8，光杆2和丝杆8在支撑底座上的固定点为三角形结构，太阳能电池板12通过光杆2和丝杆8与支撑底座13固定安装，该装置根据测光装置确定太阳的方位角，并通过调整丝杆的高度调整太阳能电池板至太阳的方位角。
[0033]优选地，本实施方式中光杆2和两个高度可调的丝杆8之间的距离相等，光杆2通过万向节I与太阳能电池板12固定安装。
[0034]在本实施方式中定义沿光杆到两个丝杆中点方向为南北方向，沿两个丝杆的方向为东西方向。
[0035]太阳能电池板12的背面还设有用于供两个丝杆2滑动且平行设置的滑槽导轨7，丝杆高度变化时其顶端在滑槽导轨7运动，两个滑槽导轨均为南北方向设置。
[0036]另外，支撑底座13上设有用于收容丝杆8的套筒11、用于控制两个丝杆8上下运动的两个步进电机3、以及用于控制丝杆2运动行程的行程开关9，支撑底座13上还设有蓄电池
5、电源开关10及显不屏4。
[0037]参图2所示，本实施方式中三点定位太阳能自动跟踪装置的控制系统，包括:与太阳能电池板12相连的稳压器20、用于对电压进行转换的变压器21、与变压器21和太阳能自动跟踪装置相连的控制主板22、以及无线控制模块23，控制主板用于接收测光装置的测试数据调整丝杆的高度以调整太阳能电池板的方位角。
[0038]具体地，控制主板22分别与测光装置6、显示屏4、两个步进电机3、以及变压器21相连。
[0039 ]优选地，本实施方式中蓄电池储存的是12V的电瓶，变压器21用于将12V的电瓶转换为5 V的电瓶供控制主板使用。
[0040]参图3所示，本实施方式中的测光装置6包括测光板61、位于测光板上的遮光杆62、及位于测光板上且围绕遮光杆呈圆周均匀分布的若干光敏电阻63，本实施方式中以8个均匀分布的光敏电阻为例进行说明。
[0041]当太阳光线与