一种不依靠网络及集成电路的自动追踪太阳光的转向装置

1.本发明涉及自动控制以及太阳能领域，具体涉及一种不依靠网络以及集成电路等控制单元的一种自动追踪太阳能光的转向装置。


背景技术：

2.随着全球能源需求量日益递增，随之带来的环境问题也日益凸显。目前，新能源的开发和利用成为各国首要考虑的因素。
3.太阳能发电由于其具备无污染，清洁，循环的能源，来自太阳的光能转换成电能，是免费的清洁能源，尤其在新型科技农业上的应用更为重要，如植物补光，环境监测等。在电网到达不了的地方，太阳能则更加具有代表性，为无数家庭带来的清洁电力。纵观目前主要的太阳能发电设备，一般都是平面太阳能光板组成，固定装置面向南方，因为太阳的轨道在不同季节有不同的轨迹，因此会在某个时间段产生发电效率不佳的问题，这是传统太阳能发电系统的一个短板。
4.针对以上所述太阳能光板的缺点，有必要提供一种智能化太阳能自动定位追踪发电装置，充分利用太阳的光与热，取得清洁低价的能源。太阳能自动跟踪装置是用来跟踪太阳，使太阳能板始终与太阳光线相垂直的装置。要提高太阳能发电率则必须使太阳能板平面始终和太阳入射光垂直，同时还应对太阳光实行聚焦。为了达到此目的，在使用中需要在方位角方位上不断跟踪太阳，使太阳能板从日出到日落始终对准太阳，以提高太阳能的利用率。
5.在自动转向太阳能领域中，几乎所有的自动跟随转向装置都需要模块化集成电路，而当今世界大多数国家面临半导体集成电路产能不足，我国半导体产业又相对落后。且目前已有自动追踪太阳能的装置要么是依靠网络，要么是基于集成电路，系统复杂，在恶劣或长时间使用条件下故障率高，难以实现设计功能。


技术实现要素：

6.为了克服现有技术的不足，本发明提供一种能精准地跟踪太阳的直射方向、太阳能吸收效率高、发电效率高的自动跟随太阳照射方向转动的光伏发电系统的转向装置。本发明是为了解决传统太阳能发电效率不足的问题，提供一种可自动追踪阳光的太阳能发电系统，该系统无需网络及集成电路，可以避免偏远地区网络不发达的问题。
7.本发明的不依靠网络及集成电路的自动追踪太阳光的转向装置，包括支座基础，转向支座，转向电机，导线，负责给转向电机供电的第一太阳能电池板和第二太阳能电池板，第一支撑杆件，第二支撑杆件及主太阳能板；其中，所述转向电机通过所述导线与所述第一太阳能电池板、第二太阳能电池板串联连接，所述第一太阳能电池板、第二太阳能电池板之间并联连接，且两者电源电极相反；所述第一太阳能电池板和第二太阳能电池板呈对称布置，其对称面垂直于所述主太阳能板所在平面，所述对称面与所述主太阳能板中轴线位于同一平面内；所述第一太阳能电池板和第二太阳能电池板通过所述第一支撑杆件与所
述转向支座固定连接；所述主太阳能板通过所述第二支撑杆件与所述转向支座连接。
8.进一步地，所述第一太阳能电池板、第二太阳能电池板按照一定的角度连接成“人”字型，因太阳方位角不同而产生电压差值，进而驱动所述转向电机转动。
9.进一步地，当所述第一太阳能电池板、第二太阳能电池板产生的电压差值相同时，转向电机停止运行，此时所述主太阳能板处于最佳方位角。
10.进一步地，其中所述第一支撑杆件、第二支撑杆件均与所述转向支座垂直。
11.进一步地，当因太阳方位角不同导致所述第一太阳能电池板、第二太阳能电池板出现电压差值时，此电压差值驱动转向电机朝着太阳直射方位顺时针或逆时针转动，直至太阳光直射所述第一太阳能电池板、第二太阳能电池板，此时电压差值为零，所述转向电机停止转动，所述主太阳能板与太阳光对准。
12.有益效果：
13.鉴于同领域其他类型的自动转向太阳能装置难以大面积推广普及应用，本发明所提供的自动追踪太阳光转向装置的核心为一种电路系统，该系统包含转向电机，电动的转向支座，1块主太阳能板用于发电，2块太阳能电池板用于驱动电动的转向支座转动。该系统的转向动力来源为其中两块太阳能电池板所发电能，进而驱动该装置追踪太阳光，从而提高了太阳光的追踪效率，并提高了太阳能发电效率。本发明无需网络及集成电路，可以避免偏远地区网络不发达而无法应用太阳能的问题，研究表明，自动转向太阳能相对于固定方位太阳能而言，发电效率提升30％，因此，该装置具有良好的市场前景。
附图说明
14.图1是本发明的自动追踪太阳光的转向装置的示意图。
15.图2是本发明的自动追踪太阳光的转向装置的工作流程图。
具体实施方式
16.为了使本技术领域的人员更好的理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
17.本实施例中，如图1所示，本发明的不依靠网络及集成电路的自动追踪太阳光的转向装置包括支座基础1，转向支座2，转向电机3，导线4，负责给转向电机3供电的第一太阳能电池板5，第二太阳能电池板6，第一支撑杆件7，第二支撑杆件8以及主太阳能板9。所述转向支座2由转向电机3驱动，可实现平面内360
°
转动。所述转向电机3 通过导线4与第一太阳能电池板5、第二太阳能电池板6串联连接。所述第一太阳能电池板5和第二太阳能电池板6之间并联连接，且两者电源电极相反。所述第一太阳能电池板5和第二太阳能电池板6呈对称布置，其对称面垂直于所述主太阳能板9所在平面，并通过所述第一支撑杆件7与所述转向支座2固定连接。其中所述第一支撑杆件7与所述转向支座2垂直。类似地，所述主太阳能板9通过第二支撑杆件8与所述转向支座2 连接，其中所述第二支撑杆件8与所述转向支座2垂直。第一太阳能电池板5、第二太阳能电池板6的对称面与所述主太阳能板9的中轴线位于同一平面内。
18.把完全相同的第一太阳能电池板5和第二太阳能电池板6按照一定的角度连接成“人”字型，用作光电转化的电池，为转向电机3提供电力。太阳光垂直照射主太阳能板 9时，第一和第二太阳能电池板5、6上得到的太阳光的能量密度完全相等，产生的光电流大小相等，此时控制它们方位的转向电机3不工作。入射太阳光与所述主太阳能板9 的夹角改变时，如果第一太阳能电池板5得到太阳光的能流密度大于或者小于第二太阳能电池板6得到的能流密度，则第一太阳能电池板5产生的光电流强度与第二太阳能电池板6的光电流强度具有电压差值信号，利用这一电压差值信号驱动转向电机3转动，使得主太阳能板9与太阳光垂直。
19.如图2所示为第一太阳能电池板5、第二太阳能电池板6以及转向支座2之间的工作流程图。当因太阳方位角不同导致第一太阳能电池板5、第二太阳能电池板6出现电压差值时，此电压差值会驱动转向电机3朝着太阳直射方位顺时针或逆时针转动，直至太阳光直射第一太阳能电池板5、第二太阳能电池板6，此时电压差值为零，所述转向电机3停止转动，所述主太阳能板9与太阳光对准。
20.尽管上面对本发明说明性的具体实施方案进行了描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，且应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。