专利名称：一种太阳能发电跟踪装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种采集太阳光的装置，特别涉及一种能够随着太阳位置的变化而改 变采光角度的太阳能发电跟踪装置。
背景技术：
太阳光是自然界取之不尽、用之不竭的天然能源，如今人类对太阳光的利用越来 越广泛，如太阳能照明、太阳能雨水灌溉、太阳能充电、太阳能热水器等等。对太阳光进行 有效采集、合理利用，在现在煤、石油、天然气等常规能源逐渐匮乏的不利情况下，其前景广 阔、意义深远。目前用的比较多的太阳能采光装置为固定设置在向阳处的太阳能电池板装 置，该装置平铺在某一固定位置，电池板不能随太阳光照射角度的变化而调整采光角度，太 阳能利用率低下。中国发明公开说明书CN1349078A公开了一种太阳能自动跟踪系统，包括采集太 阳光的聚光组件阵列、驱动聚光组件阵列转动的机械传动装置、控制机械传动装置的跟踪 控制电路、向跟踪控制电路传送太阳光位置信号的太阳光跟踪传感器以及接收会聚太阳光 的传光光纤。该太阳能自动跟踪系统将太阳光照明技术和太阳光发电技术有机结合起来， 通过太阳光跟踪传感器感应太阳光的照射位置调整太阳光聚光组件阵列，从而达到较高的 太阳能利用率，但是该系统自动化程度高，结构复杂，造价昂贵，难以大范围推广应用，不适 合我国国情；同时，太阳能的聚光组件阵列上面所有太阳能电池板的重量全作用在该机械 传动装置上，而该系统的机械传动装置由三角支架支撑的呈交叉的主轴和驱动结构装在主 轴上的辅助轴组成，这样导致该系统所承载的太阳能电池板不可能太大，太阳能采光的输 入功率不高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够随着阳光照射角度的改变自动调节采 光角度的太阳能发电跟踪装置，该太阳能发电跟踪装置能够承载较多的太阳能电池组列， 不仅发电功率高，而且对太阳能利用率高，同时本发明的光信号反馈处理电路结构简单，造 价便宜，能够大范围推广应用。为解决上述技术问题，所述的太阳能发电跟踪装置，主要由采集太阳光的太阳能 电池组列13、驱动该太阳能电池组列的机械传动装置、控制该机械传动装置的光信号反馈 处理电路和向该光信号反馈处理电路传送探测信号的光敏探测器14组成，其特征在于所述机械传动装置包括一个圆柱形的凸型底座4、与凸型底座4的凸台通过滚轴3 连接的竖直圆柱环形主轴5、一根穿过该主轴5并通过轴承12与之连接的水平圆柱形副轴 7、通过至少两个支撑架9固定在该副轴7上的用于托住所述太阳能电池组列13的长方形 面板托10和设置在副轴7两端上通过轴承8与副轴连接并用来支撑副轴8的两个支撑轮 6，所述副轴7和两个支撑轮6均以主轴5为中心呈对称分布，在所述凸型底座4的顶端设 置有一个副轴可逆电机2，该副轴可逆电机2通过减速齿轮11连接副轴7，在右端的支撑轮6上设有一个主轴可逆电机1，该主轴可逆电机1通过链条连接所述支撑轮6 ；所述光敏探测器14为一个上下端面为正方形的空心长方体，该长方体上端面上 开有一个圆形贯穿孔，该圆形贯穿孔以上端面正方形中心为中心，在长方体的下端面上及 圆形贯穿孔在下端面的垂直投影圆形以外的位置上设有四个圆柱形光敏元件15，四个该圆 柱形光敏元件15以下端面正方形中心为中心呈阵列分布，该光敏探测器14设置在所述面 板托10上。所述光敏探测器14设有两个横向设置的与所述副轴平行的光敏元件和两个纵向 设置的光敏元件，所述光信号反馈处理电路包括主轴控制电路和副轴控制电路，主轴控制 电路并联接入直流电源正负极点之间的横向设置的两光敏元件，两光敏元件分别控制第一 继电器和第二继电器的电源通断，第一继电器的主触头接入主轴可逆电机1的正转电路， 第二继电器的主触头接入主轴可逆电机1的反转电路；副轴控制电路并联接入直流电源正 负极点之间的纵向设置的两光敏元件，两光敏元件分别控制第三继电器和第四继电器的电 源通断，第三继电器的主触头接入副轴可逆电机2的正转电路，第四继电器的主触头接入 副轴可逆电机2的反转电路；电源正负极之间串联有第五继电器的常开触头、第六继电器 的常开触头和第九继电器，第九继电器的常闭触头串联接入主轴可逆电机1的正、反转电 路；在主轴可逆电机1的正转电路的正负极点间跨接有第五继电器，主轴可逆电机1的反转 电路的正负极点间跨接有第六继电器；电源正负极之间串联有第七继电器的常开触头、第 八继电器的常开触头和第十继电器，第十继电器的常闭触头、第一继电器的常闭触头和第 二继电器的常闭触头串联接入副轴可逆电机2的正、反转电路；在副轴可逆电机2的正转电 路的正负极点间跨接有第七继电器，副轴可逆电机2的反转电路的正负极点间跨接有第八 继电器。所述光敏元件15是光敏二级管、光敏三级管或光敏电阻。所述太阳能电池组列13的输出端经蓄电池充放电控制器与蓄电池组的输出端连接。所述蓄电池充放电控制器由状态监控电路、防极性反接电路、防反向充电电路、防 蓄电池过充电和过放电电路组成。在所述长方形面板托10设有一个光敏传感器，当天黑或者天气转阴时，该光敏传 感器给主轴可逆电机1和副轴可逆电机2发出信号，控制电机回复到初始位置。与现有技术相比，本发明解决了太阳能发电跟踪装置承载重量不够的问题，本发 明设有一个凸型底座，同时凸型底座通过轴承连接一个圆柱环形主轴，与该主轴还十字交 叉连接有一个副轴，在副轴两端上连接有承载重物的支撑轮，该装置通过主轴可逆电机和 副轴可逆电机可以带动承载太阳能电池组列的面托板自动跟踪太阳光；太阳能电池组列的 重量由凸型底座和两个支撑轮所分担，可以承载很大重量的太阳能电池组列，这样太阳能 采光功率高，可以很大程度上解决目前能源紧缺的现实问题。本发明的另一个目的是降低了太阳能发电跟踪装置的造价，能够更大范围的推 广应用。本发明的光信号反馈处理电路仅使用一些价格便宜的继电器和断路器来达成自动 跟踪太阳光的目的，使得整个装置的构造简单，价格便宜，使用方便。
图1为本发明太阳能发电跟踪装置的主视结构示意图。图2为本发明太阳能发电跟踪装置的俯视结构示意图。图3为本发明太阳能发电跟踪装置的光敏探测器的主视结构示意图。图4为本发明太阳能发电跟踪装置的光敏探测器的立体结构示意图。图5为本发明太阳能发电跟踪装置的光信号反馈处理电路的电路图。图中1.主轴可逆电机，2.副轴可逆电机，3、滚轴，4.凸型底座，5.主轴，6.支撑 轮，7.副轴，8、12.轴承，9.支撑架，10.面板托，11.减速齿轮，13.太阳能电池组列，14.光 敏探测器，15.光敏元件。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步说明如图1、图2所示的太阳能发电跟踪装置，主要由采集太阳光的太阳能电池组列 13、驱动该太阳能电池组列的机械传动装置、控制该机械传动装置的光信号反馈处理电路 和向该光信号反馈处理电路传送探测信号的光敏探测器14组成，所述机械传动装置包括一个圆柱形的凸型底座4、与凸型底座4的凸台通过滚轴3 连接的竖直圆柱环形主轴5、一根穿过该主轴5并通过轴承12与之连接的水平圆柱形副轴 7、通过至少两个支撑架9固定在该副轴7上的用于托住所述太阳能电池组列13的长方形 面板托10和设置在副轴7两端上通过轴承8与副轴连接并用来支撑副轴8的两个支撑轮 6，所述副轴7和两个支撑轮6均以主轴5为中心呈对称分布，在所述凸型底座4的顶端设 置有一个副轴可逆电机2，该副轴可逆电机2通过减速齿轮11连接副轴7，在右端的支撑轮 6上设有一个主轴可逆电机1，该主轴可逆电机1通过链条连接所述支撑轮6 ；如图3、图4所示的光敏探测器14为一个上下端面为正方形的空心长方体，该长方 体上端面上开有一个圆形贯穿孔，该圆形贯穿孔以上端面正方形中心为中心，在长方体的 下端面上及圆形贯穿孔在下端面的垂直投影圆形以外的位置上设有四个圆柱形光敏元件 15，四个该圆柱形光敏元件15以下端面正方形中心为中心呈阵列分布，该光敏探测器14设 置在所述面板托10上。如图5所示所述光敏探测器14设有两个横向设置的与所述副轴平行的光敏元 件D1、D2和两个纵向设置的光敏元件D3、D4，所述光信号反馈处理电路包括主轴控制电路 和副轴控制电路，主轴控制电路并联接入直流电源正负极点之间的横向设置的两光敏元件 Dl、D2，两光敏元件Dl、D2分别控制第一继电器J1和第二继电器J2的电源通断，第一继电 器J1的主触头接入主轴可逆电机1的正转电路，第二继电器J2的主触头接入主轴可逆电 机1的反转电路；副轴控制电路并联接入直流电源正负极点之间的纵向设置的两光敏元件 D3、D4，两光敏元件D3、D4分别控制第三继电器J3和第四继电器J4的电源通断，第三继电 器J3的主触头接入副轴可逆电机2的正转电路，第四继电器J4的主触头接入副轴可逆电 机2的反转电路；电源正负极之间串联有第五继电器J5的常开触头、第六继电器J6的常开 触头和第九继电器J9，第九继电器J9的常闭触头串联接入主轴可逆电机1的正、反转电路； 在主轴可逆电机1的正转电路的正负极点间跨接有第五继电器J5，主轴可逆电机1的反转 电路的正负极点间跨接有第六继电器J6 ；电源正负极之间串联有第七继电器J7的常开触头、第八继电器J8的常开触头和第十继电器J10，第十继电器J10的常闭触头、第一继电器 J1的常闭触头和第二继电器J2的常闭触头串联接入副轴可逆电机2的正、反转电路；在副 轴可逆电机2的正转电路的正负极点间跨接有第七继电器J7，副轴可逆电机2的反转电路 的正负极点间跨接有第八继电器J8。当阳光照射到光敏探测器14上时，D1或者D2上电，控制第一继电器J1或者第二 继电器J2上电，那么第一继电器J1的常闭触头或者第二继电器J2的常闭触头断开，第十 继电器J10的常闭触头、第一继电器J1的常闭触头和第二继电器J2的常闭触头串联接入 副轴可逆电机2的正、反转电路，这样副轴可逆电机2的正、反转电路断开；而第一继电器 J1的主触头接入主轴可逆电机1的正转电路，第二继电器J2的主触头接入主轴可逆电机 1的反转电路；这样正、反驱动主轴可逆电机转动，电机带动支撑轮和副轴围绕凸型底座转 动，直到阳光照射方向与副轴垂直时，D1和D2才断电，主轴可逆电机停止转动。此后那么 第一继电器J1的常闭触头或者第二继电器J2的常闭触头触合，当D3或者D4上电时，驱动 副轴可逆电机转动，电机带动副轴转动，直到阳光正射光敏探测器时，D3和D4断电。所述光敏元件15是光敏二级管、光敏三级管或光敏电阻。所述太阳能电池组列13的输出端经蓄电池充放电控制器与蓄电池组的输出端连接。所述蓄电池充放电控制器由状态监控电路、防极性反接电路、防反向充电电路、防 蓄电池过充电和过放电电路组成。在所述长方形面板托10设有一个光敏传感器，当天黑或者天气转阴时，该光敏传 感器给主轴可逆电机1和副轴可逆电机2发出信号，控制电机回复到初始位置。与现有技术相比，本发明解决了太阳能发电跟踪装置承载重量不够的问题，本发 明设有一个凸型底座，同时凸型底座通过轴承连接一个圆柱环形主轴，与该主轴还十字交 叉连接有一个副轴，在副轴两端上连接有承载重物的支撑轮，该装置通过主轴可逆电机和 副轴可逆电机可以带动承载太阳能电池组列的面托板自动跟踪太阳光；太阳能电池组列的 重量由凸型底座和两个支撑轮所分担，可以承载很大重量的太阳能电池组列，这样太阳能 采光功率高，可以很大程度上解决目前能源紧缺的现实问题。本发明的另一个目的是降低了太阳能发电跟踪装置的造价，能够更大范围的推 广应用。本发明的光信号反馈处理电路仅使用一些价格便宜的继电器和断路器来达成自动 跟踪太阳光的目的，使得整个装置的构造简单，价格便宜，使用方便。
权利要求
一种太阳能发电跟踪装置，主要由采集太阳光的太阳能电池组列(13)、驱动该太阳能电池组列的机械传动装置、控制该机械传动装置的光信号反馈处理电路和向该光信号反馈处理电路传送探测信号的光敏探测器(14)组成，其特征在于所述机械传动装置包括一个圆柱形的凸型底座(4)、与凸型底座(4)的凸台通过滚轴(3)连接的竖直圆柱环形主轴(5)、一根穿过该主轴(5)并通过轴承(12)与之连接的水平圆柱形副轴(7)、通过至少两个支撑架(9)固定在该副轴(7)上的用于托住所述太阳能电池组列(13)的长方形面板托(10)和设置在副轴(7)两端上通过轴承(8)与副轴连接并用来支撑副轴(8)的两个支撑轮(6)，所述副轴(7)和两个支撑轮(6)均以主轴(5)为中心呈对称分布，在所述凸型底座(4)的顶端设置有一个副轴可逆电机(2)，该副轴可逆电机(2)通过减速齿轮(11)连接副轴(7)，在右端的支撑轮(6)上设有一个主轴可逆电机(1)，该主轴可逆电机(1)通过链条连接所述支撑轮(6)；所述光敏探测器(14)为一个上下端面为正方形的空心长方体，该长方体上端面上开有一个圆形贯穿孔，该圆形贯穿孔以上端面正方形中心为中心，在长方体的下端面上及圆形贯穿孔在下端面的垂直投影圆形以外的位置上设有四个圆柱形光敏元件(15)，四个该圆柱形光敏元件(15)以下端面正方形中心为中心呈阵列分布，该光敏探测器(14)设置在所述面板托(10)上。
2.根据权利要求1所述的太阳能发电跟踪装置，其特征在于所述光敏探测器(14) 设有两个横向设置的与所述副轴平行的光敏元件和两个纵向设置的光敏元件，所述光信号 反馈处理电路包括主轴控制电路和副轴控制电路，主轴控制电路并联接入直流电源正负极 点之间的横向设置的两光敏元件，两光敏元件分别控制第一继电器和第二继电器的电源通 断，第一继电器的主触头接入主轴可逆电机(1)的正转电路，第二继电器的主触头接入主 轴可逆电机⑴的反转电路；副轴控制电路并联接入直流电源正负极点之间的纵向设置的 两光敏元件，两光敏元件分别控制第三继电器和第四继电器的电源通断，第三继电器的主 触头接入副轴可逆电机(2)的正转电路，第四继电器的主触头接入副轴可逆电机(2)的反 转电路；电源正负极之间串联有第五继电器的常开触头、第六继电器的常开触头和第九继 电器，第九继电器的常闭触头串联接入主轴可逆电机(1)的正、反转电路；在主轴可逆电机 (1)的正转电路的正负极点间跨接有第五继电器，主轴可逆电机(1)的反转电路的正负极 点间跨接有第六继电器；电源正负极之间串联有第七继电器的常开触头、第八继电器的常 开触头和第十继电器，第十继电器的常闭触头、第一继电器的常闭触头和第二继电器的常 闭触头串联接入副轴可逆电机(2)的正、反转电路；在副轴可逆电机(2)的正转电路的正 负极点间跨接有第七继电器，副轴可逆电机(2)的反转电路的正负极点间跨接有第八继电o
3.根据权利要求1或2所述的太阳能发电跟踪装置，其特征在于所述光敏元件(15) 是光敏二级管、光敏三级管或光敏电阻。
4.根据权利要求1所述的太阳能发电跟踪装置，其特征在于所述太阳能电池组列 (13)的输出端经蓄电池充放电控制器与蓄电池组的输出端连接。
5.根据权利要求4所述的太阳能发电跟踪装置，其特征在于所述蓄电池充放电控制 器由状态监控电路、防极性反接电路、防反向充电电路、防蓄电池过充电和过放电电路组 成。
6.根据权利要求1或2所述的太阳能发电跟踪装置，其特征在于在所述长方形面板 托(10)设有一个光敏传感器，当天黑或者天气转阴时，该光敏传感器给主轴可逆电机(1) 和副轴可逆电机(2)发出信号，控制电机回复到初始位置。
全文摘要
本发明涉及一种采集太阳光的装置，特别涉及一种能够随着太阳位置的变化而改变采光角度的太阳能发电跟踪装置，本发明设有一个凸型底座，同时凸型底座通过滚轴连接一个圆柱环形主轴，与该主轴还十字交叉连接有一个副轴，在副轴两端上连接有承载重物的支撑轮，该装置通过主轴可逆电机和副轴可逆电机可以带动承载太阳能电池组列的面托板自动跟踪太阳光。与现有技术相比，本发明太阳能发电跟踪装置能够承载数量较多的太阳能电池组列，不仅发电功率高，而且对太阳能利用率高，同时本发明的光信号反馈处理电路结构简单，造价便宜，能够大范围推广应用。
文档编号H02N6/00GK101877554SQ200910194428
公开日2010年11月3日 申请日期2009年8月21日 优先权日2009年8月21日
发明者童东华 申请人:中置新能源科技发展(上海)有限公司