专利名称：基于dsPIC30F4013的太阳能跟踪控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于太阳能组件的光伏跟踪系统，具体说是一种基于 dsPIC30F4013的太阳能跟踪控制系统，属于太阳能光伏发电技术领域。
背景技术：
太阳能跟踪系统是能够保持太阳能光伏组件实时面向太阳，让太阳的光线垂直照射太阳能电池组件的转动装置。它能够显著提高太阳能光伏组件的发电效率，由于地球的自转，相对于某一个固定地点的太阳能光伏发电系统，由于太阳的光照角度时时刻刻都在变化，有效的保证太阳能电池组件能够实时面向太阳，太阳能光伏发电系统的发电效率才会更高，目前世界上通用的太阳能跟踪系统都需要根据安放地点的经纬度等信息计算一年中的每一天的不同时刻太阳所在的角度，将一年中每个时刻的太阳位置存储到PLC、单片机或电脑软件中，也就是靠计算太阳位置以实现跟踪，需要对经纬度、时间等数据根据地区的进行设定，一旦安装，就不便移动或者装拆，每次移动完成后，必须重新设定数据和调整各个参数，设备安装等都很复杂，非专业人士不能够随便操作。由于太阳能发电系统一般安装在荒无人烟的空旷地区，多数设备放在无人值守的地区，不便于管理，占地面积较大，值守困难。遭遇极端天气时，需要人为处理，应变不及时，容易造成人身和财产损失。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题是，提供一种太阳能光伏跟踪控制系统，结构简单，自动读取当地的经纬度时间，根据当地的经纬度、时间等参数，计算太阳的方位角、高度角、并且降低劳动力、增加跟踪精度。为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是一种基于dsPIC30F4013的太阳能跟踪控制系统，由高倍聚光模组框架、固定立柱组成，所述高倍聚光模组框架与固定立柱连接，还包括电控部分、旋转支撑柱，所述旋转支撑柱设于高倍聚光模组框架与固定立柱之间，所述旋转支撑柱与高倍聚光模组框架之间设置连接片，所述连接片上端与高倍聚光模组框架焊接，下端与旋转支撑柱通过销轴旋转连接，在所述旋转支撑柱与固定立柱之间设有驱动旋转支撑柱沿其轴线旋转的回转式驱动器；所述旋转支撑柱上还设有框架竖直方向旋转调节装置；所述框架竖直方向旋转调节装置和回转式驱动器均与电控部分电连接。上述的基于dsPIC30F4013的太阳能跟踪控制系统，所述框架竖直方向旋转调节装置包括一连接动力装置的电动推杆，所述电动推杆顶端与高倍聚光模组框架底部铰接， 电动推杆外筒与旋转支撑柱上的固定架铰接。上述的基于dsPIC30F4013的太阳能跟踪控制系统，所述回转式驱动器通过回转电机驱动连接。上述的基于dsPIC30F4013的太阳能跟踪控制系统，所述电控部分由CPU、电源、 风速传感器、光学传感器、红外报警传感器、电池板温度传感器、电路板温度传感器、电机动作限位开关、DS1302实时时钟、GPS模块、通讯模块、继电器、霍尔传感器组成；所述电源分别与风速传感器、光学传感器、红外报警传感器、电池板温度传感器、电路板温度传感器、电机动作限位开关、DS1302实时时钟、GPS模块、通讯模块和继电器并联；所述风速传感器、 光学传感器、红外报警传感器、电池板温度传感器、电路板温度传感器、电机动作限位开关、 DS1302实时时钟、GPS模块、通讯模块、继电器、霍尔传感器均与CPU并联；所述CPU通过继电器分别与动力装置及回转电机电连接；所述回转电机与霍尔传感器电连接。本发明基于dsPIC30F4013的太阳能跟踪控制系统的优点是时控算法精确，光学传感器采用四象限精确测量，全向粗略定向方法，可检测是否正对太阳，从而进一步提高了系统的跟踪精度。控制系统拥有视频和红外报警功能，可以方便的实时监控电站的运行状况，对非法进入的人进行报警，并切换视频到相应画面，并记录报警的时间、报警设备。通过风速传感器、视频、温度传感器的反馈信息，发电设备可以对恶劣天气进行抗风、抗雪处理和调整电池组件的方向。时控和光控的结合增加了跟踪的精度，大大的提高了太阳能光伏发电系统的发电效率，拥有视频和红外报警，方便管理，大大提高了系统应对极端天气的能力，增加了系统的安全性
图1为本发明的结构示意图；图2为电控部分的结构框图。
具体实施例方式下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细说明；如图1、2所示，一种基于dsPIC30F4013的太阳能跟踪控制系统，由高倍聚光模组框架1、固定立柱2组成，还包括电控部分3、旋转支撑柱4，所述旋转支撑柱4设于高倍聚光模组框架1与固定立柱2之间置，旋转支撑柱4与高倍聚光模组框架1之间设置连接片5， 所述连接片5的上端与高倍聚光模组框架1焊接，下端与旋转支撑柱4通过销轴6旋转连接，在旋转支撑柱4与固定立柱2之间设有驱动旋转支撑柱4沿固定立柱2的轴线旋转的回转式驱动器7 ；回转式驱动器7通过回转电机驱动连接。旋转支撑柱4上还设有框架竖直方向旋转调节装置8 ；该框架竖直方向旋转调节装置8和回转式驱动器7均与电控部分3 电连接。框架竖直方向旋转调节装置8包括一连接动力装置的电动推杆81，该电动推杆81 顶端与高倍聚光模组框架1的底部铰接，电动推杆81的外筒811与旋转支撑柱4上的固定架9铰接。电控部分3由CPU、电源、风速传感器、光学传感器、红外报警传感器、电池板温度传感器、电路板温度传感器、电机动作限位开关、DS1302实时时钟、GPS模块、通讯模块、继电器、霍尔传感器组成；所述电源分别与风速传感器、光学传感器、红外报警传感器、电池板温度传感器、电路板温度传感器、电机动作限位开关、DS1302实时时钟、GPS模块、通讯模块和继电器并联；所述风速传感器、光学传感器、红外报警传感器、电池板温度传感器、电路板温度传感器、电机动作限位开关、DS1302实时时钟、GPS模块、通讯模块、继电器、霍尔传感器均与CPU并联；所述CPU通过继电器分别与动力装置及回转电机电连接；所述回转电机与霍尔传感器电连接，该动力装置为推杆电机。1、风速传感器通过风速传感器，检测环境风速，当风速超过设定的警戒范围时，CPU将发出抗风指令，将太阳能光伏电池组件调整到抗风姿态。如图1所示2、光学传感器配合时控算法、检测太阳光是否直射太阳能光伏电池组件，根据反馈信号CPU调整光伏电池组件的位置，使电池组件实时正对太阳，从而提高了光伏发电系统的跟踪精度。3、红外报警传感器通过红外热释电原理，当检测到发电单元周围有人活动时， CPU将做出报警指令。4、温度传感器由PT100为检测单元的电池板温度检测装置，当检测到电池板温度过高时，CPU将发出指令，将光伏电池组件的角度进行相应偏移，避免了电池组件的温度过高，保护了电池组件。5、电机限位开关采用机械结构，有效的防止了光伏发电系统的失控，对电机的最大转动角度进行物理限制的一种装置，同时为CPU提供夜返的依据。6、时钟模块提供精确的时间，系统可相应调整跟踪控制系统。7、GPS模块为系统提供准确的时间和设备所在地的经纬度等信息。对时钟模块的时间进行校正，为电机的动作角度提供依据。8、通讯模块跟踪器可通过RS232、RS485和以太网的方式和上位机进行通讯。9、角度调整装置CPU通过控制系统中推杆和回转装置的转动来调节光伏电池组件的正对方向，可通过推杆和回转装置中内置的霍尔传感器，产生一个和相应转动角度呈函数关系的电压信号，CPU通过电压信号来获知光伏电池组件的转过角度。10、低功耗CPU及外围器件均采用3. 3V的低电压供电，保证了器件的功耗最小， 待机工作电流仅为^OmA。当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内，作出的变化、改型、添加或替换，都应属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种基于dsPIC30F4013的太阳能跟踪控制系统，由高倍聚光模组框架、固定立柱组成，所述高倍聚光模组框架与固定立柱连接，其特征在于还包括电控部分、旋转支撑柱，所述旋转支撑柱设于高倍聚光模组框架与固定立柱之间，所述旋转支撑柱与高倍聚光模组框架之间设置连接片，所述连接片上端与高倍聚光模组框架焊接，下端与旋转支撑柱通过销轴旋转连接，在所述旋转支撑柱与固定立柱之间设有驱动旋转支撑柱沿其轴线旋转的回转式驱动器；所述旋转支撑柱上还设有框架竖直方向旋转调节装置；所述框架竖直方向旋转调节装置和回转式驱动器均与电控部分电连接。
2.根据权利要求1所述的基于dsPIC30F4013的太阳能跟踪控制系统，其特征是所述框架竖直方向旋转调节装置包括一连接动力装置的电动推杆，所述电动推杆顶端与高倍聚光模组框架底部铰接，电动推杆外筒与旋转支撑柱上的固定架铰接。
3.根据权利要求2所述的基于dsPIC30F4013的太阳能跟踪控制系统，其特征是所述回转式驱动器通过回转电机驱动连接。
4.根据权利要求1所述的基于dsPIC30F4013的太阳能跟踪控制系统，其特征是所述电控部分由CPU、电源、风速传感器、光学传感器、红外报警传感器、电池板温度传感器、电路板温度传感器、电机动作限位开关、DS1302实时时钟、GPS模块、通讯模块、继电器、霍尔传感器组成；所述电源分别与风速传感器、光学传感器、红外报警传感器、电池板温度传感器、电路板温度传感器、电机动作限位开关、DS1302实时时钟、GPS模块、通讯模块和继电器并联；所述风速传感器、光学传感器、红外报警传感器、电池板温度传感器、电路板温度传感器、电机动作限位开关、DS1302实时时钟、GPS模块、通讯模块、继电器、霍尔传感器均与CPU 并联；所述CPU通过继电器分别与动力装置及回转电机电连接；所述回转电机与霍尔传感器电连接。
全文摘要
本发明公开了一种基于dsPIC30F4013的太阳能跟踪控制系统，由高倍聚光模组框架、固定立柱组成，所述高倍聚光模组框架与固定立柱连接，还包括电控部分、旋转支撑柱，所述旋转支撑柱设于高倍聚光模组框架与固定立柱之间，所述旋转支撑柱与高倍聚光模组框架之间设置连接片，所述连接片上端与高倍聚光模组框架焊接，下端与旋转支撑柱通过销轴旋转连接，可以方便的实时监控电站的运行状况，对非法进入的人进行报警，并切换视频到相应画面，并记录报警的时间、报警设备。
文档编号H02N6/00GK102299665SQ20111023536
公开日2011年12月28日 申请日期2011年8月17日 优先权日2011年8月17日
发明者周春光, 孙国栋, 杨书华, 苗建 申请人:青岛哈工太阳能股份有限公司