一种太阳能发电装置的制作方法

本发明涉及太阳能发电技术领域，具体是一种太阳能发电装置。

背景技术：

目前由于全球的石化燃料已逐渐枯竭，因此人们积极开发替代能源如太阳能发电、风力发电及水利发电等。其中太阳能发电最为人们所重视。太阳能发电主要是以太阳能板面对太阳，使太阳能电池吸收太阳光再转换为电能，其中太阳能聚光发电技术是利用光学元件把大面积的太阳光能量聚集到一个小的光电转换电池片上，目前常用的聚集技术一般包括如下两种，一种是利用透镜通过折射的方式将太阳光聚集到位于它焦点位置的光电转换电池片上，另一种是利用蝶形反射镜的方式将太阳光发射至蝶形焦点的小区域上，为使太阳能板能一直面对太阳而接收更多的能量，人们便对太阳能板加装追日装置，使太阳能板能时刻面对太阳。现有的太阳能发电装置主要是以光敏电阻追踪太阳光，然而光敏电阻所接受的太阳能波长可能与太阳能板所接受的波长不一致，因此可能带来感测误差。且如有干扰因素，如乌云飘过或其他外物遮挡光敏电阻时，光敏电阻无法对其进行正确的辨别判断，可能导致太阳能发电装置进行错误的运动导致无法有效吸收太阳能。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种结构简单、使用方便的太阳能发电装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种太阳能发电装置，包括太阳能聚光器、转动装置、太阳能发电元件阵列、图像辨识系统、控制系统和图像传感器，所述太阳能聚光器安装在太阳能发电元件阵列的右侧，所述转动装置连接在太阳能聚光器底部的转动轴上，转动装置包括转向马达及多个伸缩马达，所述控制系统包括判断单元、转向计算单元及伸缩计算单元，所述转向马达连接转向计算单元，所述伸缩马达连接伸缩计算单元，所述转向计算单元另一端和伸缩计算单元另一端均连接判断单元，所述判断单元另一端通过图像辨识系统连接图像传感器，所述图像传感器安装在太阳能聚光器上；

所述太阳能发电元件阵列包括第一太阳能发电元件、第二太阳能发电元件、第三太阳能发电元件和第四太阳能发电元件、连接元件以及电压测量元件，该第一太阳能发电元件、第二太阳能发电元件、第三太阳能发电元件和第四太阳能发电元件按四个象限方位排列，该连接元件将第一太阳能发电元件、第二太阳能发电元件、第三太阳能发电元件以及第四太阳能发电元件依次串联起来。

作为本发明进一步的方案：所述连接元件包括第一连接元件、第二连接元件和第三连接元件，该第一连接元件将第一太阳能发电元件与第二太阳能发电元件串接相连，该第二连接元件将第二太阳能发电元件与第三太阳能发电元件串接相连，该第三连接元件将第三太阳能发电元件与第四太阳能发电元件串接相连。

作为本发明再进一步的方案：所述电压测量元件则包括第一电压表、第二电压表、第三电压表和第四电压表，所述第一电压表并联在第一太阳能发电元件的两端，所述第二电压表并联在第二太阳能发电元件的两端，所述第三电压表并联在第三太阳能发电元件的两端，所述第四电压表并联在第四太阳能发电元件的两端。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明可区别辨识日照图像，防止乌云等干扰因素出现产生感测误差并进而导致太阳能聚光器出现无效的位置调整，保证了太阳能发电装置高效吸取转化太阳能，太阳能发电元件阵列判断迅速准确，并且还具有成本低以及便于推广的特点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中太阳能发电元件阵列的结构示意图。

图中：1-太阳能聚光器；2-转动装置；201-转向马达；202-伸缩马达；4-太阳能发电元件阵列；411-第一太阳能发电元件；412-第二太阳能发电元件；413-第三太阳能发电元件；414-第四太阳能发电元件；421-第一连接元件；422-第二连接元件；423-第三连接元件；431-第一电压表；432-第二电压表；433-第三电压表；434-第四电压表；5-图像辨识系统；6-控制系统；7-图像传感器；8-光斑；9-驱动机构；601-判断单元；603-转向计算单元；605-伸缩计算单元。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

请参阅图1-2，一种太阳能发电装置，包括太阳能聚光器1、转动装置2、太阳能发电元件阵列4、图像辨识系统5、控制系统6和图像传感器7，所述太阳能聚光器1安装在太阳能发电元件阵列4的右侧，太阳能聚光器1将太阳辐射能量聚集至太阳能发电元件阵列4上，所述转动装置2连接在太阳能聚光器1底部的转动轴上，转动装置2包括转向马达201及多个伸缩马达202，所述控制系统6包括判断单元601、转向计算单元603及伸缩计算单元605，所述转向马达201连接转向计算单元603，所述伸缩马达202连接伸缩计算单元605，所述转向计算单元603另一端和伸缩计算单元605另一端均连接判断单元601，所述判断单元601另一端通过图像辨识系统5连接图像传感器7，所述图像传感器7安装在太阳能聚光器1上；

所述太阳能发电元件阵列4包括第一太阳能发电元件411、第二太阳能发电元件412、第三太阳能发电元件413和第四太阳能发电元件414、连接元件以及电压测量元件，该第一太阳能发电元件411、第二太阳能发电元件412、第三太阳能发电元件413和第四太阳能发电元件414按四个象限方位排列，该连接元件将第一太阳能发电元件411、第二太阳能发电元件412、第三太阳能发电元件413以及第四太阳能发电元件414依次串联起来。该电压测量元件分别测量第一太阳能发电元件411、第二太阳能发电元件412、第三太阳能发电元件413以及第四太阳能发电元件414所形成的电压值。

所述连接元件包括第一连接元件421、第二连接元件422和第三连接元件423，该第一连接元件421将第一太阳能发电元件411与第二太阳能发电元件412串接相连，该第二连接元件422将第二太阳能发电元件412与第三太阳能发电元件413串接相连，该第三连接元件423将第三太阳能发电元件413与第四太阳能发电元件414串接相连，所述电压测量元件则包括第一电压表431、第二电压表432、第三电压表433和第四电压表434，所述第一电压表431并联在第一太阳能发电元件411的两端，所述第二电压表432并联在第二太阳能发电元件412的两端，所述第三电压表433并联在第三太阳能发电元件413的两端，所述第四电压表434并联在第四太阳能发电元件414的两端。

所述太阳能发电元件阵列4即可以接收由太阳能聚光器1聚集的太阳光，接着利用对电压测量元件获得的电压数据进行分析，即可利用控制器以及驱动机构9来调整太阳能聚光器1的位置，并最终达到对太阳进行准确跟踪的功效。

所述太阳能聚光器1大体为板状，其包括若干太阳能电池，用以接收太阳能，并将太阳能转换为电能，还包括反射镜，将接收的太阳能发射至太阳能发电元件阵列4上，伸缩马达202末端设有万向转动头与太阳能聚光器1相连接，转动装置2连接于太阳能聚光器1，以驱动太阳能聚光器1转动及伸缩。太阳能聚光器1在转向马达201驱动下转动以朝向不同方向，在多个伸缩马达202伸缩作用下改变俯仰角度，从而使太阳能聚光器1始终面向太阳，获得更多的太阳能。

所述图像辨识系统5连于图像传感器7和控制系统6，图像辨识系统5可将图像传感器7攫取的图像转换为辨识信号并将辨识信号输送至控制系统6，控制系统6还连接至转动装置2以根据辨识信号控制转动装置2运动，从而调整太阳能聚光器1的朝向，使太阳能聚光器1能始终对应日照方向。转向计算单元603及伸缩计算单元605连于判断单元601并接受判断单元601所发送来的信号。

所述图像传感器7可设置于太阳能聚光器1上的任何位置，且其上设置有透镜，图像传感器7为CMOS传感器，即补金属氧化物半导体传感器，也可为CCD传感器，即电荷藕合器件图像传感器。

所述太阳能发电装置在使用时，图像传感器7攫取图像，并将攫取的图像转换为图像信号，图像传感器7将图像信号传输至图像辨识系统5，图像辨识系统5对图像信号进行分析，并将图像信号转换为判断单元601可识别的辨识信号。辨识信号经电路传输至控制系统6的判断单元601，如辨识信号显示图像信号为乌云或其他暂时遮蔽日照的遮蔽物，判断单元601则令控制系统6及转动装置2待命；如辨识信号显示图像信号为日照方向的变化，则判断单元601根据辨识信号计算日照方向并产生日照方向信号。方向信号输送至转向计算单元603及伸缩计算单元605，转向计算单元603及伸缩计算单元605根据方向信号计算太阳能聚光器1与日照方向的位置差，并产生转向信号及伸缩信号。转向计算单元603及伸缩计算单元605将信号及伸缩信号输送至转向马达201及伸缩马达202，转向马达201及伸缩马达202接受信号后根据信号做相应运动，从而将太阳能聚光器1调整至最佳角度。

所述辨识信号包括暂时遮蔽日照的遮蔽物信号及非暂时遮蔽日照的遮蔽物信号两类，该非暂时遮蔽日照的遮蔽物信号为日照方向发生变化的信号。当然，辨识信号也可将具体到该图像是什么物体的图像，如乌云、污渍。

当太阳能发电元件阵列4跟踪出现方位误差时，照射在太阳能发电元件阵列4上的光斑8将发生偏移，由于是方位跟踪错误，光斑8将产生横向偏移，此时第一太阳能发电元件411和第四太阳能发电元件414接收到的太阳能辐射能量比第二太阳能发电元件412和第三太阳能发电元件413接收的多。

当太阳能发电元件阵列4跟踪出现仰角误差时，照射在太阳能发电元件阵列4上的光斑8将产生纵向偏移，此时第三太阳能发电元件413和第四太阳能发电元件414接收到的太阳能辐射能量比第一太阳能发电元件411和第二太阳能发电元件412接收的多。

通过第一电压表431测量的第一电压值V1、第二电压表432测量的第二电压值V2、第三电压表433测量的第三电压值V3以及第四电压表434测量的第四电压值V4，即可产生跟踪系统的跟踪错误的信号：

方位错误=（V1+V4）/(V2+V3)；

仰角错误=（V3+V4）/（V1+V2）。

本发明可区别辨识日照图像，防止乌云等干扰因素出现产生感测误差并进而导致太阳能聚光器1出现无效的位置调整，保证了太阳能发电装置高效吸取转化太阳能，太阳能发电元件阵列4判断迅速准确，并且还具有成本低以及便于推广的特点。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。