便携式太阳能电池板系统和方法_3

文档序号:8474795阅读:来源:国知局
板系统100来在所述第二方向上旋转并比较阳光监测器145的输出水平,直到过调超出朝向太阳的最佳方位。然后在便携式太阳能电池板系统100将在第一方向上旋转回来,并以更小的旋转角重复上述过程,直到阳光监测器145的峰值输出被检测到。
[0053]一旦旋转角的朝向太阳的最佳方位被确定,一个类似的过程可被用于调整倾角α,直到最佳倾角α被确定。为了进一步精细调节朝向太阳的最佳方位,控制器可以使用小于约5度的较小的增量(例如,约2度)来使用上述旋转和倾角过程。一旦向着太阳的最佳方位被确定,控制器135可以如本文其他部分所述地调整旋转、平移和倾斜角度。
[0054]图4D是根据本发明的实施例的一种替代性阳光监测器145’的简化框图。替代性阳光监测器145’基本上像一个日晷般工作,使得阳光在整个日晷基座161上投映出针160的阴影162。阴影162相对于日晷基座161的位置可确定太阳的相对位置。阴影162相对于日晷基座161的位置可以通过朝向日晷基座的外部照相机来监测。可替代地,阴影162相对于日晷基座161的位置可以通过包括在日晷基座内的多个光传感器16IA来检测。
[0055]图5是根据本发明的实施例的用于利用便携式太阳能发电系统100跟踪阳光的方法操作500的流程图。这里所示的操作是用于举例,应被理解的是,某些操作可以具有子操作,且在其它情况下,本文中所描述的某些操作可能不被包括在所说明的操作中。知晓这一点后,现在将描述方法和操作500。
[0056]在操作505中,太阳能电池板104Α-Η输出功率至电源调整器140。电源调整器140将来自太阳能电池板104Α-Η的功率调节为适合于由消费者使用。举例来说,电源调整器140可以将来自太阳能电池板104Α-Η的直流电转换成110-220伏特、50或60赫兹的交流电。如果需要的话,电源调整器140还可以阻抗匹配于电力消费者的电力网。电源调整器140还可以提供安全互锁装置以用于将太阳能电池板同电力消耗连接/断开,例如,为了在电力网中断(例如,电源尖峰,节电或其他问题)时保护太阳能面板,以及为了保护电力网免受便携式太阳能发电系统100的问题(例如短路或其他故障)影响,断开将是需要的。电源调整器140可被安装在便携式太阳能发电系统100上,或通过一个或多个电缆耦合到所述便携式太阳能发电系统。
[0057]在操作510中,电源调整器140输出从太阳能电池板104Α-Η接收的功率水平的样本和/或指示至控制器135,以启动跟踪。在操作515中,控制器135监视输出样本功率以及来自阳光监测器145的输出。控制器135还可以包括便携式太阳能发电系统100的位置和历书数据,以提供日出的初始倾角α和方向(例如,朝哪里旋转便携式太阳能发电系统)。控制器135还可以包括日期、时间和逻辑137,用于确定所述便携式太阳能发电系统100的初始取向。可替代地和/或另外地,控制器135还可以包括逻辑138以用于监视输出样本功率以及来自阳光监测器145的输出。
[0058]在操作520中,控制器135可产生一个跟踪信号输出至跟踪驱动系统130。在操作525中,跟踪信号致使面板驱动系统107调整可变倾角α,并致使轮子驱动系统105通过驱动轮子103A-C中的一个或多个来调整便携式太阳能发电系统100的旋转,直到来自电源调节器140的输出样本功率和/或来自阳光监测器145的输出中的一个或二者都最大化。随着便携式太阳能发电系统的相应旋转和/或可变倾角α变化,轮子驱动系统105和面板驱动系统107中的一个或二者可以提供位置反馈数据到控制器135。
[0059]可任选地,在操作530中,控制器135重复操作510-525之前可包括一个时间延迟136,在该时间延迟后重复操作510-525。举例来说,时间延迟可以是基本上为零秒从而控制器135是在不断地微调旋转和可变倾角α以最大化太阳能电池板104Α-Η的输出功率。可替代地,时间延迟可高达约I至约20分钟之间,使得控制器135周期性地调节旋转和可变倾角α,以在时间延迟期满后最大化太阳能电池板104Α-Η的输出功率。
[0060]图6Α是根据本发明的实施例的便携式太阳能发电系统100跟踪太阳620Α-Ε的时间推移图600。图6Β、图6C1-6C5、图6D1-6D5是根据本发明的实施例的在追踪太阳620Α-Ε的时间推移过程中便携式太阳能发电系统100的上方视图。
[0061]便携式太阳能发电系统100最初被取向为面向处在东部且靠近地平线的太阳620Α (例如接近日出)的位置602。在日出方位中,便携式太阳能发电系统100被旋转向东(E)且倾角α的角度近乎垂直于地面。
[0062]随着太阳的升起到上午中段(mid-morning)位置620B,便携式太阳能发电系统100被逐渐旋转到上午中段方位604。在上午中段方位604中,便携式太阳能发电系统100被旋转向南(如果位于北半球)和向东,且倾角α接近相对于地面的中点倾角。中点倾角大约是在日出时的最大倾角α和中午时的最小倾角α的中间处。
[0063]随着太阳升起到中午位置620C,便携式太阳能发电系统100被逐渐旋转到中午方位606。在中午方位606中,便携式太阳能发电系统100被旋转朝向南方(如果位于北半球),并且倾角α接近相对于基座102Β的最低点倾角。
[0064]随着太阳开始进入午后位置620D,便携式太阳能发电系统100被逐渐旋转成午后方位608。在午后方位608中,便携式太阳能发电系统100被旋转向南(如果位于北半球)和向西,且倾角α角接近相对于地面的中点倾角。
[0065]便携式太阳能发电系统100最终被导向成朝向位于西部且靠近地平线的太阳620Ε (例如,接近日落)的位置610。在日落方位中,便携式太阳能发电系统100被旋转向西(W),且倾角α接近垂直于地面。
[0066]参照图6Β所示,随着便携式太阳能发电系统跟踪太阳的位置620Α-Ε,便携式太阳能发电系统100可以沿弧线630在横向方向650Α和650Β上平移。弧线630可具有任何所希望的半径。如果有必要将便携式太阳能面板系统100移出有阴影的位置,弧线630可以基本上为直线。举例来说,可将便携式太阳能电池面板系统100移离树或建筑物,所述树或建筑物在太阳经过天空时可能在太阳能电池板104A-G的一部分上产生阴影。
[0067]可替换地,所述便携式太阳能发电系统100可以绕着诸如轮103Α的固定点枢转,如图6C1-6C5所示。可替换地,便携式太阳能发电系统100可以围绕一个更加集中的点150枢转,如图6D1-6D5所示。应当理解的是,便携式太阳能发电系统100可以围绕着任何固定点枢转,所述固定点例如为轮子103A-C中的任一个,或为在基座102Α的投影区内或在其周界上或附近的另一点。还应该明白,如果便携式太阳能发电系统100位于南半球,上午中段、中午和午后方位604-608可能会被改变为更朝北的方向。相对于太阳620Α-Ε的位置的精确方向和倾角α由如图4A-4D中所述的阳光监测器来确定。
[0068]图7Α和图7Β是根据本发明的实施例的轮子驱动系统105的更详细的原理图。轮子驱动系统105可被安装到所述三个或更多轮子103A - C中的任意一个或多个。轮子驱动系统105包括驱动电机702,轮子驱动齿轮系704和轮转向系统706。
[0069]轮子驱动齿轮系704将驱动电机702耦合到轮103A-C。轮子驱动齿轮系704可以包括以下项中的一个或多个及其组合:如图所示的链轮和链条组、齿轮传动组、蜗杆齿轮组、或气动或液压系统、或直接作用于轮子103A-C的一个或多个表面704A-C的摩擦驱动系统。驱动电机702按控制器135所指示地在方向710A和710B上驱动轮子103A-C。
[0070]轮子驱动齿轮系704还可以包括轮子驱动位置反馈系统来将轮子的位置数据馈送回控制器135。任选地,轮子驱动齿轮系704可包括一种能够锁定轮子103A-C的制动系统。
[0071]轮子转向系统706将轮子驱动系统105耦合到基座102A。轮子转向系统706可以包括以下项中的一个或多个或其组合:链条和链轮组、齿轮驱动组、蜗杆齿轮组、或摩擦驱动系统、或气动或液压系统。驱动电机702按控制器135所指示地在方向712A和712B上转动轮子103A-C。
[0072]轮子转向系统706还可以包括轮子转向位置反馈系统,以将轮
当前第3页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1