专利名称：一种太阳能追光方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及太阳能技术领域，特别涉及一种双模式控制的太阳能追光方法和系统。
背景技术：
随着煤、石油、天然气等非可再生能源的不断消耗，人类在使用能源的过程中更加注重能源效率问题，节能减排已成为各国政府面临的重要问题，我国也不例外。我国在《国家中长期科学和技术发展规划纲要O006-2020年)》中已明确提出要大力开展可再生能源低成本规模化开发利用和间歇式电源并网及输配技术，而采用分布式发电技术，充分利用清洁、可再生能源，是实现节能减排目标的重要举措。目前，传统的太阳能系统主要采用固定式安装或采用光学传感器实现追光。采用固定式安装的产品不能根据太阳位置的变化调整太阳能系统的姿态，从而太阳能的采集及利用率较低，长远投资成本大，性价比较低。而采用光学传感器技术的产品虽然可以实现太阳能系统姿态的调整，但因为产品一般安装在室外，自然环境条件对光学传感器的灵敏度影响非常大。同时，现有的使用固定轨道算法的追光控制模式的，虽然对于自然因素的干扰有一定的效果，但是由于按固定轨道调整时会涉及一个追光调整间断时间，故此导致追光效果逐渐降低，同时追光效率低、太阳能利用率也不高。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种太阳能追光方法和系统，以克服现有技术的太阳能系统追光效率和太阳能利用率低的缺陷。为达到上述目的，本发明提供一种太阳能追光方法，所述方法包括以下步骤
A、复位太阳能电池板的初始位置；
B、通过光敏传感器获取光线强度信号；
C、根据所述光线强度信号选择追光控制模式，所述追光控制模式包括固定公转轨道追光控制模式和光敏传感器追光控制模式；
D、根据选择的追光控制模式及太阳能电池板的当前位置对电机进行控制，驱动活动支撑底座完成追光动作。其中，所述步骤A具体包括通过限位开关限定所述太阳能电池板的初始位置，所述初始位置是固定的。其中，所述步骤C具体包括判断所述光敏传感器获取的光线强度信号是否有效且可识别，如果是，则选择光敏传感器追光控制模式，否则选择固定公转轨道追光控制模式。其中，当选择光敏传感器追光控制模式时，所述步骤D包括
根据所述光敏传感器的输出信号，对电机进行控制，驱动活动支撑底座完成追光动作， 并转步骤B。
其中，当选择固定公转轨道追光控制模式时，所述步骤D包括 D21、通过GPS组件获取太阳赤纬δ、观测地地理纬度φ ；
D22、根据公式SinH=CosCii-^计算获取太阳高度角，其中，H为太阳高度角，δ为太阳
赤纬，Φ为观测地地理纬度；
D23、判断太阳高度角是否大于0，如果是，则转步骤D24，否则转步骤D21 ； D24、通过电子罗盘获取太阳方位角；
D25、根据所述太阳高度角和太阳方位角，对电机进行控制，驱动活动支撑底座完成追光动作，并转步骤B。本发明还提供一种太阳能追光系统，所述系统包括活动支撑底座(1)、太阳能电池板(2)、智能控制器(3)和执行部件(4);所述太阳能电池板(2)和智能控制器(3)放置在所述活动支撑底座(1)上；所述执行部件(4)的输入端与所述智能控制器(3)连接，输出端与所述活动支撑底座(1)连接；所述智能控制器(3 )通过所述执行部件(4 )控制所述活动支撑底座(1)进行自动追光。其中，所述智能控制器(3)包括GPS组件、电子罗盘、光敏传感器、单片机及其外围电路，所述单片机及其外围电路分别与所述GPS组件、电子罗盘和光敏传感器连接。其中，所述单片机及其外围电路包括
光强检测单元，由于检测光线强度是否有效使光敏传感器工作； 追光控制模式选择单元，用于根据所述光敏传感器获取的光线强度信号和所述光强检测单元的输出信号，选择追光控制模式；所述追光控制模式包括固定公转轨道追光控制模式和光敏传感器追光控制模式；
固定公转轨道追光控制单元，用于在所述追光控制模式选择单元选择固定公转轨道追光控制模式时，对电机进行控制，驱动活动支撑底座完成追光动作；
光敏传感器追光控制单元，用于在所述追光控制模式选择单元选择光敏传感器追光控制模式时，对电机进行控制，驱动活动支撑底座完成追光动作。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果
本发明可以根据实际的太阳光照情况选择不同的追光控制模式，从而有效地提高了追光效率和太阳能的利用率，增大了输出功率。同时，本发明的太阳能追光系统结构紧凑，制作成本低，电路简单，工作可靠，稳定性高。
图1是本发明实施例的一种太阳能追光方法的流程图； 图2是本发明实施例的一种太阳能追光系统的结构示意图； 图3是本发明实施例的智能控制器的结构示意图。其中，1.活动支撑底座，2.太阳能电池板，3.智能控制器，4.执行部件。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的具体实施方式
做进一步详细地说明。实施例1
本发明实施例的一种太阳能追光方法如图1所示，包括以下步骤步骤SlOl，复位太阳能电池板的初始位置。本实施例中，通过限位开关限定所述太阳能电池板的初始位置，所述初始位置是固定的。步骤S102，通过光敏传感器获取光线强度信号。步骤S103，根据所述光线强度信号选择追光控制模式。所述追光控制模式包括固定公转轨道追光控制模式和光敏传感器追光控制模式。本实施例中，具体包括判断所述光敏传感器的信号是否有效且可识别，如果是，则选择光敏传感器追光控制模式，转步骤 sl08 ；否则，选择固定公转轨道追光控制模式，转步骤sl04。步骤sl04，获取太阳高度角。本实施例中，具体包括首先通过GPS组件获取太阳赤纬δ、观测地地理纬度Φ ；然后根据公式SinH=Cos(Si-J)计算获取太阳高度角，其中，H
为太阳高度角，S为太阳赤纬，Φ为观测地地理纬度。太阳高度角是指某地太阳光线与该地作垂直于地心的地表切线的夹角；太阳赤纬是地球赤道平面与太阳和地球中心的连线之间的夹角。步骤S105，判断所述太阳高度角是否大于0，如果是，则转步骤sl06，否则转步骤 sl04。步骤sl06，通过电子罗盘获取太阳方位角，转步骤sl07。步骤sl07，根据所述太阳高度角和太阳方位角参数，按照智能控制器中所储存的固定公转轨道追光程序，在二自由上对电机进行控制，驱动活动支撑底座完成追光动作，并转步骤sl02。步骤sl08，根据光敏传感器信号，按照智能控制器中所储存的光敏传感器追光程序，在二自由上对电机进行控制，驱动活动支撑底座完成追光动作，并转步骤s 102。本实施例可以根据实际的太阳光照情况选择不同的追光控制模式，从而有效地提高了追光效率和太阳能的利用率，增大了输出功率。实施例2
本发明实施例的一种太阳能追光系统如图2所示，包括活动支撑底座1、太阳能电池板 2、智能控制器3和执行部件4 ；所述太阳能电池板2和智能控制器3放置在所述活动支撑底座1上；所述执行部件4的输入端与所述智能控制器3连接，输出端与所述活动支撑底座 1连接；所述智能控制器3通过所述执行部件4控制所述活动支撑底座1进行自动追光。所述智能控制器3的结构如图3所示，包括GPS组件、电子罗盘、光敏传感器、单片机及其外围电路，所述单片机及其外围电路分别与所述GPS组件、电子罗盘和光敏传感器连接。所述单片机及其外围电路包括光强检测单元、追光控制模式选择单元、固定公转轨道追光控制单元和光敏传感器追光控制单元，所述追光控制模式选择单元分别与所述光强检测单元、固定公转轨道追光控制单元和光敏传感器追光控制单元连接。光强检测单元用于检测光线强度是否有效并可以使光敏传感器工作。追光控制模式选择单元用于根据所述光敏传感器获取的光线强度信号和所述光强检测单元的输出信号，选择追光控制模式；所述追光控制模式包括固定公转轨道追光控制模式和光敏传感器追光控制模式。固定公转轨道追光控制单元用于在所述追光控制模式选择单元选择固定公转轨道追光控制模式时，对电机进行控制，驱动活动支撑底座完成追光动作。光敏传感器追光控制单元用于在所述追光控制模式选择单元选择光敏传感器追光控制模式时，对电机进行控制，驱动活动支撑底座完成追光动作。智能控制器3工作过程是利用其中储存的控制模式选择程序判断当前时刻的控制方式，按上述判断的工作模式选择是以光敏传感器追光控制程序还是以地球公转轨道公式程序处理、分析光敏传感器或GPS组件及电子罗盘组件的输入数据，将最终结果输出给执行部件4中的步进电机，驱动承载太阳能电池板2的活动支撑底座1，在两个自由度方向上转动，从而实现自动智能追光。活动支撑底座1根据太阳能电池板2的重量要求设计。本实施例的太阳能追光系统结构紧凑，制作成本低，电路简单，工作可靠，稳定性尚ο以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种太阳能追光方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤A、复位太阳能电池板的初始位置；B、通过光敏传感器获取光线强度信号；C、根据所述光线强度信号选择追光控制模式，所述追光控制模式包括固定公转轨道追光控制模式和光敏传感器追光控制模式；D、根据选择的追光控制模式及太阳能电池板的当前位置对电机进行控制，驱动活动支撑底座完成追光动作。
2.如权利要求1所述的太阳能追光方法，其特征在于，所述步骤A具体包括通过限位开关限定所述太阳能电池板的初始位置，所述初始位置是固定的。
3.如权利要求1或2所述的太阳能追光方法，其特征在于，所述步骤C具体包括判断所述光敏传感器获取的光线强度信号是否有效且可识别，如果是，则选择光敏传感器追光控制模式，否则选择固定公转轨道追光控制模式。
4.如权利要求3所述的太阳能追光方法，其特征在于，当选择光敏传感器追光控制模式时，所述步骤D包括根据所述光敏传感器的输出信号，对电机进行控制，驱动活动支撑底座完成追光动作， 并转步骤B。
5.如权利要求3所述的太阳能追光方法，其特征在于，当选择固定公转轨道追光控制模式时，所述步骤D包括D21、通过GPS组件获取太阳赤纬δ、观测地地理纬度φ ；D22、根据公式sinH=cos({i-句计算获取太阳高度角，其中，H为太阳高度角，δ为太阳赤纬，Φ为观测地地理纬度；D23、判断太阳高度角是否大于0，如果是，则转步骤D24，否则转步骤D21 ；D24、通过电子罗盘获取太阳方位角；D25、根据所述太阳高度角和太阳方位角，对电机进行控制，驱动活动支撑底座完成追光动作，并转步骤B。
6.一种太阳能追光系统，其特征在于，所述系统包括活动支撑底座(1)、太阳能电池板 (2)、智能控制器(3)和执行部件(4)；所述太阳能电池板(2)和智能控制器(3)放置在所述活动支撑底座(1)上；所述执行部件(4)的输入端与所述智能控制器(3)连接，输出端与所述活动支撑底座(1)连接；所述智能控制器(3)通过所述执行部件(4)控制所述活动支撑底座(1)进行自动追光。
7.如权利要求6所述的太阳能追光系统，其特征在于，所述智能控制器(3)包括GPS组件、电子罗盘、光敏传感器、单片机及其外围电路，所述单片机及其外围电路分别与所述GPS 组件、电子罗盘和光敏传感器连接。
8.如权利要求7所述的太阳能追光系统，其特征在于，所述单片机及其外围电路包括光强检测单元，由于检测光线强度是否有效使光敏传感器工作；追光控制模式选择单元，用于根据所述光敏传感器获取的光线强度信号和所述光强检测单元的输出信号，选择追光控制模式；所述追光控制模式包括固定公转轨道追光控制模式和光敏传感器追光控制模式；固定公转轨道追光控制单元，用于在所述追光控制模式选择单元选择固定公转轨道追光控制模式时，对电机进行控制，驱动活动支撑底座完成追光动作；光敏传感器追光控制单元，用于在所述追光控制模式选择单元选择光敏传感器追光控制模式时，对电机进行控制，驱动活动支撑底座完成追光动作。
全文摘要
本发明公开了一种太阳能追光方法，包括以下步骤A、复位太阳能电池板的初始位置；B、通过光敏传感器获取光线强度信号；C、根据所述光线强度信号选择追光控制模式，所述追光控制模式包括固定公转轨道追光控制模式和光敏传感器追光控制模式；D、根据选择的追光控制模式及太阳能电池板的当前位置对电机进行控制，驱动活动支撑底座完成追光动作。本发明还公开了一种太阳能追光系统。本发明可以根据实际的太阳光照情况选择不同的追光控制模式，从而有效地提高了追光效率和太阳能的利用率，增大了输出功率。同时，本发明的太阳能追光系统结构紧凑，制作成本低，电路简单，工作可靠，稳定性高。
文档编号G05D3/12GK102541092SQ20121001023
公开日2012年7月4日 申请日期2012年1月13日 优先权日2012年1月13日
发明者呼忠权, 张丽丽, 徐丹琴, 温银堂, 潘月, 王洪斌, 贺晙华, 陈利敏 申请人:燕山大学