专利名称：太阳能跟踪器的跟踪装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及太阳能领域，具体而言，涉及一种太阳能跟踪器的跟踪装置。
背景技术：
传统的太阳能板是固定角度与方位的，这样不能充分有效地利用太阳能。如果太阳能板可以对太阳进行跟踪，保证太阳光的入射角度与太阳能板相垂直，则可以提高太阳能板的发电效率。太阳能跟踪器的出现很好的解决了上述问题，太阳跟踪器可以实现对太阳的跟踪，提闻发电效率。在现有的太阳能跟踪器中，主要有以下3种控制方式:I)计算法:通过当地经纬度与时间，控制器计算出每一特定时间对应的角度，然后控制整个装置转动到合适的位置。控制器可以选用单片机、DSP或其他。2)查表法:通过PC机计算特定时间太阳能板相对应的角度，将这些数据保存在控制器中，然后在这些特定的时间，控制整个装置转动到合适的位置。3)传感器法:通过太阳传感器实时检测装置当前姿态与太阳入射角度的关系，持续调整装置的位置。上述控制方法中，计算法与查表法为常用的方式，主要原理为通过控制器计算某一时刻的太阳方位角与太阳高度角，然后控制电机旋转到对应角度。这种控制方式的优点是方法简单，不受天气状况限制，但是其对机械的精度要求较高，系统控制精度较低。上述传感器法主要是通过太阳角度传感器实时检测当前姿态对应的太阳方位角、太阳高度角与当前实际的太阳方位角、太阳高度角之间的差值，然后控制电机旋转逐渐缩小差值到允许误差范围内，即反馈的控制方法。这种控制方式的优点是对机械精度要求低，系统精度高，但是，这种方式的控制在阴天或多云等天气状况下系统不稳定，非常容易出现误动作。现有技术中也有采用混合控制的方式，具体而言，在天气状况良好时系统采用传感器法控制，天气状况不好时系统采用计算法与查表法。这种混合控制的方式中决定系统工作在哪种控制方式的因素为:对太阳角度传感器返回的信号进行判定，如果传感器信号返回的信息为有光照，则采用传感器法涉及的控制方式，否则采用计算法或查表法涉及的控制方式。这种判定方式太过简单，存在以下几种情况可能会导致误判断:I)传感器由于下雨进水等缘故坏了，发出错误的信号。传感器因为直接暴露在空气中，且需要有光学处理系统，密封性能相对较低，极易损坏。2)传感器由于雨水或树叶附着在光学处理系统上，判断为有光照，采用传感器法涉及的控制方式，但是返回的数据存在很大误差。3)传感器由于非太阳光照引发误动作。可见，这种混合控制的太阳能跟踪器受环境影响较大，因而导致误差较大，系统不稳定。针对相关技术中混合控制的太阳能跟踪器受环境影响较大而导致的系统不稳定的问题，目如尚未提出有效的解决方案。
实用新型内容本实用新型提供了一种太阳能跟踪器的跟踪装置，以解决混合控制的太阳能跟踪器受环境影响较大而导致的系统不稳定的问题。本实用新型提供了一种太阳能跟踪器的跟踪装置，该装置位于太阳能跟踪器内，包括:电机；控制器，与电机连接，用于根据当前时间参数和太阳能跟踪器所处的区域位置控制电机将太阳能跟踪器的太阳能板移动至第一位置；太阳角度传感器电路，与控制器连接，用于获取太阳角度参数以确定太阳能板的第二位置；比较电路，与控制器和太阳角度传感器电路连接，用于判断第二位置与第一位置对应的角度差是否在预定角度范围内；以及驱动器，与控制器、比较电路及电机连接，用于在判断出第二位置与第一位置对应的角度差在预定角度范围内时，驱动电机以第二位置对应的角度为准对第一位置对应的角度进行校正。进一步地，控制器包括:时钟芯片，用于读取当前时间参数；存储器，用于存储太阳能跟踪器所处的区域位置的经纬度；以及计算电路，与时钟芯片和存储器连接，用于计算出在当前时间参数和当前位置的经纬度下太阳的第一方位角、第一高度角和第一入射光线以确定太阳能板的第一位置，其中，在第一位置，太阳能板与太阳第一入射光线垂直；进一步地，太阳角度传感器电路包括:太阳角度传感器，用于获取检测到的太阳的第二方位角和第二高度角；计算模块，与太阳角度传感器相连接，用于根据获取的第二方位角和第二高度角确定太阳的第二入射光线以计算出太阳能板的第二位置，其中，在第二位置，太阳能板与第二入射光线垂直。进一步地，比较电路包括:第一比较电路，用于判断第二位置与第一位置的水平方向对应的角度差是否在预定角度范围内；以及第二比较电路，用于判断第二位置与第一位置的竖直方向对应的角度差是否在预定角度范围内。进一步地，驱动器包括:第一驱动装置，与第一比较电路连接，用于在判断出第二位置与第一位置的水平方向对应的角度差在预定角度范围内时，驱动电机以第二位置的水平方向对应的角度为准对第一位置的水平方向对应的角度进行校正；以及第二驱动装置，与第二比较电路连接，用于在判断出第二位置与第一位置的竖直方向对应的角度差在预定角度范围内时，驱动电机以第二位置的竖直方向对应的角度为准对第一位置的竖直方向对应的角度进行校正。通过本实用新型，首先根据太阳能跟踪器所处的区域位置和当前时间计算出太阳能跟踪器的第一次跟踪的位置，并移动至此，然后再根据太阳能跟踪器的太阳角度传感器再次确定跟踪的位置，由于采用传感器检测的方法虽然精度较高，但是稳定性较差，容易受到其它外界环境的影响，因而在选择是否采用太阳角度传感器确定的位置对太阳能跟踪器的位置进行校正前，将两次确定的跟踪位置进行比较，若误差再允许的范围内，则判断出此次测量过程太阳角度传感器确定的位置受环境误差影响较小，则根据太阳角度传感器确定的位置对第一次跟踪的位置进行校正。这种控制方式可以有效的解决相关技术中混合控制的太阳能跟踪器受环境影响较大而导致的系统不稳定的问题，达到提高了太阳能跟踪器的稳定性的效果。
此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:图1是根据本实用新型实施例的太阳能跟踪器的跟踪装置的一种优选的结构图；图2是根据本实用新型实施例的太阳能跟踪器的跟踪装置的另一种优选的结构图；图3是根据本实用新型实施例的太阳能跟踪器的跟踪装置的又一种优选的结构图；图4是根据本实用新型实施例的太阳能跟踪器的跟踪装置的又一种优选的结构图；以及图5是根据本实用新型实施例的太阳能跟踪器的跟踪方法的一种优选的流程图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。实施例1本实施例提供了一种太阳能跟踪器的跟踪装置，具体地，图1示出该装置的一种优选的结构图，该装置包括:电机102 ;控制器104，与电机102连接，用于根据当前时间参数和太阳能跟踪器所处的区域位置控制电机将太阳能跟踪器的太阳能板移动至第一位置；优选的，根据所在地的经纬度和当前的日期、时间确定太阳的位置，在确定太阳位置之后，将太阳能板移动至与太阳入射光线垂直的平面，或称为第一位置。优选的，可以采用根据太阳能跟踪器控制器内置程序计算出太阳的位置，也可以预先建立太阳位置与地域和时间参数关系的对应数据表，根据查表法确定太阳的位置。太阳角度传感器电路106，与控制器104连接，用于获取太阳角度参数以确定太阳能板的第二位置；其中，太阳角度传感器电路106检测到太阳能跟踪器当前支架的姿态与太阳光照射角度的偏差，进而确定太阳的位置，然后根据太阳的位置确定与太阳入射光线
垂直的第二位置。比较电路108，与控制器104和太阳角度传感器电路106连接，用于判断第二位置与第一位置对应的角度差是否在预定角度范围内；驱动器110，与控制器104、比较电路108及电机102连接，用于在判断出第二位置与第一位置对应的角度差在预定角度范围内时，驱动电机以第二位置对应的角度为准对第一位置对应的角度进行校正。在上述优选的实施方式中，首先根据太阳能跟踪器所处的区域位置和当前时间计算出太阳能跟踪器的第一次跟踪的位置，并移动至此，然后再根据太阳能跟踪器的太阳角度传感器再次确定跟踪的位置，由于采用传感器检测的方法虽然精度较高，但是稳定性较差，容易受到其它外界环境的影响，因而在选择是否采用太阳角度传感器确定的位置对太阳能跟踪器的位置进行校正前，将两次确定的跟踪位置进行比较，若误差再允许的范围内，则判断出此次测量过程太阳角度传感器确定的位置受环境误差影响较小，则根据太阳角度传感器确定的位置对第一次跟踪的位置进行校正。这种控制方式可以有效的解决相关技术中混合控制的太阳能跟踪器受环境影响较大而导致的系统不稳定的问题，达到提高了太阳能跟踪器的稳定性的效果。本实用新型还提供了一种根据当前时间参数和太阳能跟踪器所处的区域位置控制太阳能跟踪器的太阳能板移动至第一位置的优选的方案，为实现上述目的，具体地，如图2所示，控制器104包括:时钟芯片202，用于读取当前时间参数；存储器204，用于存储太阳能跟踪器所处的区域位置的经纬度；以及计算电路206，与时钟芯片202和存储器204连接，用于计算出在当前时间参数和当前位置的经纬度下太阳的第一方位角、第一高度角和第一入射光线以确定太阳能板的第一位置，其中，在第一位置，太阳能板与太阳第一入射光线垂直；在上述优选的实施方式中，提供了一种确定第一位置的具体的方案，上述方案基于计算的方法确定第一位置，受环境参数限制较低，且稳定性高。此外，本实用新型还提供了一种根据太阳能跟踪器的太阳角度传感器电路106获取的参数确定太阳能板的第二位置的方案，为实现上述目的，具体地，如图3所示，太阳角度传感器电路106包括:太阳角度传感器302，用于获取检测到的太阳的第二方位角和第二高度角；计算模块304，与太阳角度传感器302相连接，用于根据获取的第二方位角和第二高度角确定太阳的第二入射光线以计算出太阳能板的第二位置，其中，在第二位置，太阳能板与第二入射光线垂直。在上述优选的实施方式中，提供了一种确定第二位置的具体的方案，采用传感器检测的方法确定的第二位置精度较高。在本实用新型的一个优选的实施方式中，还对上述比较电路108进行了优化，具体来说，如图4所示，比较电路108包括:第一比较电路402，用于判断第二位置与第一位置的水平方向对应的角度差是否在预定角度范围内；以及第二比较电路404，用于判断第二位置与第一位置的竖直方向对应的角度差是否在预定角度范围内。优选的，如图4所示，驱动器110包括:第一驱动装置406，与第一比较电路402连接，用于在判断出第二位置与第一位置的水平方向对应的角度差在预定角度范围内时，驱动电机102以第二位置的水平方向对应的角度为准对第一位置的水平方向对应的角度进行校正；以及第二驱动装置408，与第二比较电路404连接，用于在判断出第二位置与第一位置的竖直方向对应的角度差在预定角度范围内时，驱动电机102以第二位置的竖直方向对应的角度为准对第一位置的竖直方向对应的角度进行校正。优选的，当比较电路108判断出第二位置与第一位置对应的角度差不在预定角度范围内，驱动器110则不驱动电机以第二位置对应的角度为准对第一位置对应的角度进行校正。在上述优选的实施方式中，采用综合控制太阳能跟踪器的方案，将两次确定的跟踪位置进行比较，若误差再允许的范围内，则判断出此次测量过程太阳角度传感器确定的位置受环境误差影响较小，则根据太阳角度传感器确定的位置对第一次跟踪的位置进行校正，提高了太阳能跟踪器的稳定性。实施例2以下结合太阳能跟踪器的跟踪方法对本实用新型提供的图像处理装置的工作原理进行介绍:图5示出该方法的一种优选的流程图，如图5所示，该方法包括如下步骤:S502，根据当前时间参数和太阳能跟踪器所处的区域位置控制太阳能跟踪器的太阳能板移动至第一位置；优选的，根据所在地的经纬度和当前的日期、时间确定太阳的位置，在确定太阳位置之后，将太阳能板移动至与太阳入射光线垂直的平面，或称为第一位置。优选的，可以采用根据太阳能跟踪器控制器内置程序计算出太阳的位置，也可以预先建立太阳位置与地域和时间参数关系的对应数据表，根据查表法确定太阳的位置。S504，根据太阳能跟踪器的太阳角度传感器获取的参数确定太阳能板的第二位置；其中，太阳角度传感器可以检测到太阳能跟踪器当前支架的姿态与太阳光照射角度的偏差，进而确定太阳的位置，然后根据太阳的位置确定与太阳入射光线垂直的第二位置。S506，判断第二位置与第一位置对应的角度差是否在预定角度范围内；以及S508，在判断出第二位置与第一位置对应的角度差在预定角度范围内时，以第二位置对应的角度为准对第一位置对应的角度进行校正。在上述优选的实施方式中，首先根据太阳能跟踪器所处的区域位置和当前时间计算出太阳能跟踪器的第一次跟踪的位置，并移动至此，然后再根据太阳能跟踪器的太阳角度传感器再次确定跟踪的位置，由于采用传感器检测的方法虽然精度较高，但是稳定性较差，容易受到其它外界环境的影响，因而在选择是否采用太阳角度传感器确定的位置对太阳能跟踪器的位置进行校正前，将两次确定的跟踪位置进行比较，若误差再允许的范围内，则判断出此次测量过程太阳角度传感器确定的位置受环境误差影响较小，则根据太阳角度传感器确定的位置对第一次跟踪的位置进行校正。这种控制方式可以有效的解决相关技术中混合控制的太阳能跟踪器受环境影响较大而导致的系统不稳定的问题，达到提高了太阳能跟踪器的稳定性的效果。本实用新型还提供了一种根据当前时间参数和太阳能跟踪器所处的区域位置控制太阳能跟踪器的太阳能板移动至第一位置的优选的方案，具体来说，该方案包括如下步骤:获取当前时间参数和太阳能跟踪器所处的区域位置的经纬度；计算出在当前时间参数和当前位置的经纬度下太阳的第一方位角和第一高度角；根据计算的第一方位角和第一高度角确定太阳的第一入射光线；以及控制太阳能跟踪器的太阳能板移动至第一位置，其中，在第一位置，太阳能板与第一入射光线垂直。在上述优选的实施方式中，提供了一种确定第一位置的具体的方法，采用上述计算的方法受环境参数限制较低，且稳定性高。此外，本实用新型还提供了一种根据太阳能跟踪器的太阳角度传感器获取的参数确定太阳能板的第二位置的方案，具体地，该方案包括如下步骤:获取太阳角度传感器检测到的太阳的第二方位角和第二高度角；根据获取的第二方位角和第二高度角确定太阳的第二入射光线；以及确定太阳能板的第二位置，其中，在第二位置，太阳能板与第二入射光线垂直。在上述优选的实施方式中，提供了一种确定第二位置的具体的方法，采用上述传感器检测的精度较高。在本实用新型的一个优选的实施方式中，还对上述方法进行了优化，具体来说，判断第二位置与第一位置对应的角度差是否在预定角度误差范围内，若是，则以第二位置对应的角度为准对第一位置对应的角度进行校正包括:判断第二位置与第一位置的水平方向对应的角度差是否在预定角度范围内，若是，则以第二位置的水平方向对应的角度为准对第一位置的水平方向对应的角度进行校正；以及判断第二位置与第一位置的竖直方向对应的角度差是否在预定角度范围内，若是，则以第二位置的竖直方向对应的角度为准对第一位置的竖直方向对应的角度进行校正。优选的，若第二位置与第一位置对应的角度差不在预定角度范围内，则不对第一位置对应的角度进行校正。在上述优选的实施方式中，采用综合控制太阳能跟踪器的方案，将两次确定的跟踪位置进行比较，若误差再允许的范围内，则判断出此次测量过程太阳角度传感器确定的位置受环境误差影响较小，则根据太阳角度传感器确定的位置对第一次跟踪的位置进行校正，提高了太阳能跟踪器的稳定性。从以上的描述中，可以看出，本实用新型首先根据太阳能跟踪器所处的区域位置和当前时间计算出太阳能跟踪器的第一次跟踪的位置，并移动至此，然后再根据太阳能跟踪器的太阳角度传感器再次确定跟踪的位置，由于采用传感器检测的方法虽然精度较高，但是稳定性较差，容易受到其它外界环境的影响，因而在选择是否采用太阳角度传感器确定的位置对太阳能跟踪器的位置进行校正前，将两次确定的跟踪位置进行比较，若误差再允许的范围内，则判断出此次测量过程太阳角度传感器确定的位置受环境误差影响较小，则根据太阳角度传感器确定的位置对第一次跟踪的位置进行校正。这种控制方式可以有效的解决相关技术中混合控制的太阳能跟踪器受环境影响较大而导致的系统不稳定的问题，达到提高了太阳能跟踪器的稳定性的效果。以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种太阳能跟踪器的跟踪装置，位于所述太阳能跟踪器内，其特征在于，包括: 电机； 控制器，与所述电机连接，用于根据当前时间参数和太阳能跟踪器所处的区域位置控制所述电机将太阳能跟踪器的太阳能板移动至第一位置； 太阳角度传感器电路，与所述控制器连接，用于获取太阳角度参数以确定所述太阳能板的第二位置； 比较电路，与所述控制器和所述太阳角度传感器电路连接，用于判断所述第二位置与所述第一位置对应的角度差是否在预定角度范围内；以及 驱动器，与所述控制器、所述比较电路及所述电机连接，用于在判断出所述第二位置与所述第一位置对应的角度差在预定角度范围内时，驱动所述电机以所述第二位置对应的角度为准对第一位置对应的角度进行校正。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制器包括: 时钟芯片，用于读取当前时间参数； 存储器，用于存储所述太阳能跟踪器所处的区域位置的经纬度。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述太阳角度传感器电路包括: 太阳角度传感器，用于获取检测到的太阳的第二方位角和第二高度角。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述比较电路包括: 第一比较电路，用于判断所述第二位置与所述第一位置的水平方向对应的角度差是否在预定角度范围内；以及 第二比较电路，用于判断所述第二位置与所述第一位置的竖直方向对应的角度差是否在预定角度范围内。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述驱动器包括: 第一驱动装置，与所述第一比较电路连接，用于在判断出所述第二位置与所述第一位置的水平方向对应的角度差在预定角度范围内时，驱动所述电机以所述第二位置的水平方向对应的角度为准对所述第一位置的水平方向对应的角度进行校正；以及 第二驱动装置，与所述第二比较电路连接，用于在判断出所述第二位置与所述第一位置的竖直方向对应的角度差在预定角度范围内时，驱动所述电机以所述第二位置的竖直方向对应的角度为准对所述第一位置的竖直方向对应的角度进行校正。
专利摘要本实用新型提供了一种太阳能跟踪器的跟踪装置，该装置包括电机；控制器，用于根据当前时间参数和太阳能跟踪器所处的区域位置控制电机将太阳能跟踪器的太阳能板移动至第一位置；太阳角度传感器电路，用于获取太阳角度参数以确定太阳能板的第二位置；比较电路，用于判断第二位置与第一位置对应的角度差是否在预定角度范围内；以及驱动器，用于在判断出第二位置与第一位置对应的角度差在预定角度范围内时，驱动电机以第二位置对应的角度为准对第一位置对应的角度进行校正。本实用新型解决了相关技术中混合控制的太阳能跟踪器受环境影响较大而导致的系统不稳定的问题，达到提高了太阳能跟踪器的稳定性的效果。
文档编号G01C1/00GK202948329SQ201220320570
公开日2013年5月22日 申请日期2012年7月3日 优先权日2012年7月3日
发明者王维廷, 刘源恭, 陈勇 申请人:中天同圆太阳能高科技有限公司