太阳能电池板跟踪控制器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种太阳能电池板跟踪控制器，涉及太阳能应用【技术领域】，本实用新型的目的是提供一种能够根据太阳光照自动调节太阳能电池板方向角度的太阳能电池板跟踪控制器，本实用新型能够驱动传动装置以进行太阳能光照强度跟踪，其定位更加精准，能够使太阳能发电效率更高，同时本实用新型还能够实时现实和上传当前工作情况，本实用新型能够精确控制电机转动，进一步的提高了太阳能电板的定位精确度和发电效率。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及太阳能应用【技术领域】，特别是涉及一种太阳能电池板跟踪控制 器。 太阳能电池板跟踪控制器
【背景技术】
[0002] 能源是经济与社会发展的基本动力，随着全球经济的发展以及世界人口的增长， 必将使能源消费持续增长。很长一段时期，煤炭等传统矿物质能源有力地促进了人类社会 的进步和发展，但与此同时，该类能源的总量也越来越少，此外，大量的使用矿物质能源带 来了一系列日趋严重的环境问题。
[0003] 太阳能作为一种新型可再生能源，具有清洁、环保、持续、长久等优点，已经成为人 们应对能源短缺、气候变化与节能减排的重要选择之一，越来越受到世人的关注。
[0004] 目前，人类对太阳能的利用方式主要分为两类，分别是太阳能热利用和太阳能光 伏发电。在提高太阳能利用率方面，太阳位置跟踪已被证实成为主要手段。所谓太阳位置跟 踪，是指调整太阳能接收板的位置角度，使其受光面保持始终与太阳光线趋于垂直的关系， 类似于向日葵的原理，目的是让有效的受光面收集更多的太阳能。对于同一块太阳能接收 平板，当其与太阳辐射方向垂直时接收的太阳能大致为将其朝南固定时接收到的太阳辐射 能量的3倍。
[0005] 在目前利用太阳能进行光伏发电、太阳能热水等系统中，太阳能电池板的安装方 向一般是根据当地的日照情况进行固定安装，因此绝大部分时间太阳光线与太阳能电池板 的向光面并不完全垂直，太阳能的利用和转换率较低。为提高太阳能电池板的吸收转换效 率，一些方法和技术被用于调节太阳能电池板，使太阳光线尽可能垂直射向太阳能电池板。 传统的方法多为记录当地太阳运行轨迹，然后根据记录的信息按太阳的轨迹自动进行太阳 能电池板的调整。例如中国专利号200910100808. 6公布的主动式太阳能跟踪方法及装置 和200910086319. X公布的基于地球太阳运行轨迹的齿形带传动群同步跟踪太阳光自动跟 踪装置，都是利用时间信号和太阳的运行轨迹进行跟踪，这类方法存在的问题有：一是各地 的太阳照射角度不同，因此不同地区必须记录不同的太阳运行轨迹信息并按不同的信息进 行运行，工作量大；二是记录的信息多，运算比较复杂；三是阴雨天时太阳光线并没有明显 的指向性，但电机系统仍然耗电进行工作。 实用新型内容
[0006] 有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够根 据太阳光照自动调节太阳能电池板方向角度的太阳能电池板跟踪控制器。
[0007] 为实现上述目的，本实用新型提供了一种太阳能电池板跟踪控制器，包括处理器、 第一光敏传感器、第二光敏传感器、第三光敏传感器、第四光敏传感器、第一比较器、第二比 较器、第三比较器、第四比较器、第五比较器、第六比较器、第七比较器、第八比较器、第九比 较器和第十比较器；所述第一光敏传感器的输出端连接所述第一比较器的第一输入端，所 述处理器的第一输出端连接所述第一比较器的第二输入端，所述第一比较器的输出端连接 所述处理器的第一输入端；所述第二光敏传感器的输出端连接所述第二比较器的第一输入 端，所述处理器的第二输出端连接所述第二比较器的第二输入端，所述第二比较器的输出 端连接所述处理器的第二输入端；所述第三光敏传感器的输出端连接所述第三比较器的第 一输入端，所述处理器的第三输出端连接所述第三比较器的第二输入端，所述第三比较器 的输出端连接所述处理器的第三输入端；所述第四光敏传感器的输出端连接所述第四比较 器的第一输入端，所述处理器的第四输出端连接所述第四比较器的第二输入端，所述第四 比较器的输出端连接所述处理器的第四输入端；所述第一光敏传感器的输出端还连接所述 第五比较器的第一输入端，所述第二光敏传感器的输出端还连接所述第五比较器的第二输 入端，所述第五比较器的输出端连接所述处理器的第五输入端；所述第一光敏传感器的输 出端还连接所述第六比较器的第一输入端，所述第三光敏传感器的输出端还连接所述第六 比较器的第二输入端，所述第六比较器的输出端连接所述处理器的第六输入端；所述第一 光敏传感器的输出端还连接所述第七比较器的第一输入端，所述第四光敏传感器的输出端 还连接所述第七比较器的第二输入端，所述第七比较器的输出端连接所述处理器的第七输 入端；所述第二光敏传感器的输出端还连接所述第八比较器的第一输入端，所述第三光敏 传感器的输出端还连接所述第八比较器的第二输入端，所述第八比较器的输出端连接所述 处理器的第八输入端；所述第二光敏传感器的输出端还连接所述第九比较器的第一输入 端，所述第四光敏传感器的输出端还连接所述第九比较器的第二输入端，所述第九比较器 的输出端连接所述处理器的第九输入端；所述第三光敏传感器的输出端还连接所述第十比 较器的第一输入端，所述第四光敏传感器的输出端还连接所述第十比较器的第二输入端， 所述第十比较器的输出端连接所述处理器的第十输入端；所述处理器的第五输出端通过Η 桥电路模块连接电机。
[0008] 采用以上技术方案，在进行太阳能发电时，设置在太阳能电池板上的四个光敏传 感器处理器检测到太阳光照强度，光敏传感器将检测到的光信号转换成电信号，当太阳光 照变化时，四个光敏传感器感受到的光照强度也不一样，处理器分别输出参考信号到第一 比较器、第二比较器、第三比较器和第四比较器，同时四个光敏传感器也分别输出信号到所 述第一比较器、第二比较器、第三比较器和第四比较器，第一比较器、第二比较器、第三比较 器和第四比较器分别对接收到的信号进行比较，来判断太阳能电池板的光照强度是否到达 预定值，处理器根据检测结果通过Η桥电路模块来驱动电机，以进行调整太阳能电池板的 方向或太阳能电池板与太阳光的角度。四个光敏传感器之间还分别输出信号到第五比较器 至第十比较器，第五比较器至第十比较器分别比较个光敏传感器之间的信号并输出信号给 处理器，处理器根据光敏传感器之间的比较信号判断太阳光照强度，然后通过Η桥电路模 块来驱动电机进行微调。本实用新型能够驱动传动装置以进行太阳能光照强度跟踪，同时， 本实用新型还能够通过Η桥电路模块来驱动电机正转、反转和刹车，相较传统的太阳能跟 踪装置，本实用新型定位更加精准，能够使太阳能发电效率更高。
[0009] 进一步的，为了对本实用新型进行预先设置，还包括按键输入装置，所述按键输入 装置的输出端连接所述处理器的第十一输入端。采用以上技术方案，能够通过按键输入装 置发送信号给处理器进行模式设定，选择不同的太阳光照跟踪模式，本实用新型可以通过 光敏传感器之间的检测信号进行比较，或者通过不同的光敏传感器的检测信号与处理器提 供的参考信号进行比较，或者既通过光敏传感器之间进行比较又通过光敏传感器与处理器 提供的参考信号进行比较来跟踪太阳光照强度。
[0010] 进一步的，为了显示光照情况等，本实用新型还包括触摸屏，所述触摸屏与所述处 理器双向连接。采用以上技术方案，能够显示各个光敏传感器的检测情况，同时能够通过触 摸屏输出信号给处理器以选择不同的太阳光照跟踪模式。
[0011] 进一步的，还包括晶振电路；所述晶振电路与所述处理器双向连接。采用以上技术 方案，本实用新型能够在跟踪过程中，通过处理器设置控制电机转动的时间，以能够更加精 确的进行跟踪，避免了当到达目标光照强度区域时，由于光敏传感器与处理器之间的延迟 而导致电机继续转动的误差。
[0012] 进一步的，本实用新型还包括GPS定位装置；所述GPS定位装置与所述处理器双向 连接。
[0013] 进一步的，为了将工作情况实时上传，所述处理器还双向连接有无线收发模块。
[0014] 本实用新型的有益效果是：本实用新型能够驱动传动装置以进行太阳能光照强度 跟踪，其定位更加精准，能够使太阳能发电效率更高，同时本实用新型还能够实时显示和上 传当前工作情况，本实用新型能够精确控制电机转动，进一步的提高了太阳能电板的定位 精确度和发电效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 图1是本实用新型一【具体实施方式】的电路原理示意图。
【具体实施方式】
[0016] 下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始 至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参 考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的 限制。
[0017] 在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语"纵向"、"横向"、"上"、"下"、"前"、 "后"、"左"、"右"、"坚直"、"水平"、"顶"、"底""内"、"外"等指示的方位或位置关系为基于附 图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示 所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本 实用新型的限制。
[0018] 在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语"安装"、"相 连"、"连接"应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连 通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可 以根据具体情况理解上述术语的具体含义。下面结合附图和实施例对本发明作进一步说 明：
[0019] 如图1所示，一种太阳能电池板跟踪控制器，包括处理器1、第一光敏传感器2、第 二光敏传感器3、第三光敏传感器4、第四光敏传感器5、第一比较器6、第二比较器7、第三比 较器8、第四比较器9、第五比较器10、第六比较器11、第七比较器12、第八比较器13、第九 比较器14、第十比较器15、Η桥电路模块16、电机17、按键输入装置18、触摸屏19、晶振电 路20、GPS定位装置21和无线收发模块22 ;所述第一光敏传感器2的输出端连接所述第一 比较器6的第一输入端，所述处理器1的第一输出端连接所述第一比较器6的第二输入端， 所述第一比较器6的输出端连接所述处理器1的第一输入端；所述第二光敏传感器3的输 出端连接所述第二比较器7的第一输入端，所述处理器1的第二输出端连接所述第二比较 器7的第二输入端，所述第二比较器7的输出端连接所述处理器1的第二输入端；所述第三 光敏传感器4的输出端连接所述第三比较器8的第一输入端，所述处理器1的第三输出端 连接所述第三比较器8的第二输入端，所述第三比较器8的输出端连接所述处理器1的第 三输入端；所述第四光敏传感器5的输出端连接所述第四比较器9的第一输入端，所述处理 器1的第四输出端连接所述第四比较器9的第二输入端，所述第四比较器9的输出端连接 所述处理器1的第四输入端；所述第一光敏传感器2的输出端还连接所述第五比较器10的 第一输入端，所述第二光敏传感器3的输出端还连接所述第五比较器10的第二输入端，所 述第五比较器10的输出端连接所述处理器1的第五输入端；所述第一光敏传感器2的输出 端还连接所述第六比较器11的第一输入端，所述第三光敏传感器4的输出端还连接所述第 六比较器11的第二输入端，所述第六比较器11的输出端连接所述处理器1的第六输入端； 所述第一光敏传感器2的输出端还连接所述第七比较器12的第一输入端，所述第四光敏传 感器5的输出端还连接所述第七比较器12的第二输入端，所述第七比较器12的输出端连 接所述处理器1的第七输入端；所述第二光敏传感器3的输出端还连接所述第八比较器13 的第一输入端，所述第三光敏传感器4的输出端还连接所述第八比较器13的第二输入端， 所述第八比较器13的输出端连接所述处理器1的第八输入端；所述第二光敏传感器3的输 出端还连接所述第九比较器14的第一输入端，所述第四光敏传感器5的输出端还连接所述 第九比较器14的第二输入端，所述第九比较器14的输出端连接所述处理器1的第九输入 端；所述第三光敏传感器4的输出端还连接所述第十比较器15的第一输入端，所述第四光 敏传感器5的输出端还连接所述第十比较器15的第二输入端，所述第十比较器15的输出 端连接所述处理器1的第十输入端；所述处理器1的第五输出端通过Η桥电路模块16连接 电机17 ;所述按键输入装置18的输出端连接所述处理器1的第十一输入端；所述处理器1 分别与所述触摸屏19、晶振电路20、GPS定位装置21和无线收发模块22双向连接。
[0020] 采用以上技术方案，在进行太阳能发电时，四个光敏传感器处理器分别设置在太 阳能电池板上来检测太阳光照强度，由于市面上的太阳能电池板多为方形，优选地，将四个 光敏传感器分别设置在太阳能电池板的顶点上，当然也可以将光敏传感器设置在太阳能电 池板的四边，其均为检测太阳光照强度，因此其具体安装位置不应受限制。光敏传感器将检 测到的光信号转换成电信号，当太阳光照变化时，四个光敏传感器感受到的光照强度也不 一样，处理器分别输出参考信号到第一比较器、第二比较器、第三比较器和第四比较器，同 时四个光敏传感器也分别输出信号到所述第一比较器、第二比较器、第三比较器和第四比 较器，第一比较器、第二比较器、第三比较器和第四比较器分别对接收到的信号进行比较， 来判断太阳能电池板的光照强度是否到达预定值，处理器根据检测结果通过Η桥电路模块 来驱动电机，以进行调整太阳能电池板的方向或太阳能电池板与太阳光的角度。四个光敏 传感器之间还分别输出信号到第五比较器至第十比较器，第五比较器至第十比较器分别比 较个光敏传感器之间的信号并输出信号给处理器，处理器根据光敏传感器之间的比较信号 判断太阳光照强度，然后通过Η桥电路模块来驱动电机进行微调。通过按键输入装置进行 模式设定，选择不同的太阳光照跟踪模式，本实用新型可以通过光敏传感器之间的检测信 号进行比较，或者通过不同的光敏传感器的检测信号与处理器提供的参考信号进行比较， 或者既通过光敏传感器之间进行比较又通过光敏传感器与处理器提供的参考信号进行比 较来跟踪太阳光照强度；例如第一光敏传感器与第四光敏传感器的检测信号进行比较，或 者第一光敏传感器、第二光敏传感器、第三传感器和第四传感器分别与处理器的参考信号 进行比较等等。选择最后一种模式时，能够先通过判断四个点的光照强度进行粗调，即处理 器控制电机以较快的速度转动，以节约太阳能强度跟踪时间；然后再通过光敏传感器之间 的比较情况进行微调，即处理器控制电机以较慢的速度转动，当光敏传感器检测到合格的 光照强度处理器控制电机停止转动有延迟时间，采用微调方式能够避免因转动过快而出现 的误差。本实用新型能够支持多种方式来准确跟踪太阳光照强度，更加灵活多变，适用各种 不同的发电环境。本实用新型还能够通过Η桥电路模块来驱动电机正转、反转和刹车，相较 传统的太阳能跟踪控制装置，本实用新型定位更加精准，使得太阳能发电效率更高。本实用 新型能够显示各个光敏传感器的检测情况，同时能够通过触摸屏输出信号给处理器以选择 不同的太阳光照跟踪模式。本实用新型还能够通过无线收发模块发送当前地址、当前工作 情况给上位机，以便进行数据统计分析。
[0021] 以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。在本说明书的描述中，参考术语"一个 实施例"、"一些实施例"、"示例"、"具体示例"、或"一些示例"等的描述意指结合该实施例或 示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。 在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的 具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结 合。
[0022] 尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解： 在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换 和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
【权利要求】
1. 一种太阳能电池板跟踪控制器，其特征在于：包括处理器（1)、第一光敏传感器（2)、 第二光敏传感器（3)、第三光敏传感器（4)、第四光敏传感器（5)、第一比较器（6)、第二比较 器（7)、第三比较器（8)、第四比较器（9)、第五比较器（10)、第六比较器（11)、第七比较器 (12)、第八比较器（13)、第九比较器（14)和第十比较器（15);所述第一光敏传感器（2)的输 出端连接所述第一比较器（6)的第一输入端，所述处理器（1)的第一输出端连接所述第一 比较器（6)的第二输入端，所述第一比较器（6)的输出端连接所述处理器（1)的第一输入 端；所述第二光敏传感器（3)的输出端连接所述第二比较器（7)的第一输入端，所述处理器 (1)的第二输出端连接所述第二比较器（7)的第二输入端，所述第二比较器（7)的输出端连 接所述处理器（1)的第二输入端；所述第三光敏传感器（4)的输出端连接所述第三比较器 (8)的第一输入端，所述处理器（1)的第三输出端连接所述第三比较器（8)的第二输入端， 所述第三比较器（8 )的输出端连接所述处理器（1)的第三输入端；所述第四光敏传感器（5 ) 的输出端连接所述第四比较器（9)的第一输入端，所述处理器（1)的第四输出端连接所述 第四比较器（9)的第二输入端，所述第四比较器（9)的输出端连接所述处理器（1)的第四 输入端；所述第一光敏传感器（2)的输出端还连接所述第五比较器（10)的第一输入端，所 述第二光敏传感器（3)的输出端还连接所述第五比较器（10)的第二输入端，所述第五比较 器（10)的输出端连接所述处理器（1)的第五输入端；所述第一光敏传感器（2)的输出端还 连接所述第六比较器（11)的第一输入端，所述第三光敏传感器（4)的输出端还连接所述第 六比较器（11)的第二输入端，所述第六比较器（11)的输出端连接所述处理器（1)的第六 输入端；所述第一光敏传感器（2)的输出端还连接所述第七比较器（12)的第一输入端，所 述第四光敏传感器（5)的输出端还连接所述第七比较器（12)的第二输入端，所述第七比较 器（12)的输出端连接所述处理器（1)的第七输入端；所述第二光敏传感器（3)的输出端还 连接所述第八比较器（13)的第一输入端，所述第三光敏传感器（4)的输出端还连接所述第 八比较器（13)的第二输入端，所述第八比较器（13)的输出端连接所述处理器（1)的第八输 入端；所述第二光敏传感器（3)的输出端还连接所述第九比较器（14)的第一输入端，所述 第四光敏传感器（5)的输出端还连接所述第九比较器（14)的第二输入端，所述第九比较器 (14)的输出端连接所述处理器（1)的第九输入端；所述第三光敏传感器（4)的输出端还连 接所述第十比较器（15)的第一输入端，所述第四光敏传感器（5)的输出端还连接所述第十 比较器（15)的第二输入端，所述第十比较器（15)的输出端连接所述处理器（1)的第十输入 端；所述处理器（1)的第五输出端通过Η桥电路模块（16)连接电机（17)。
2. 如权利要求1所述的太阳能电池板跟踪控制器，其特征是：还包括按键输入装置 (18)，所述按键输入装置（18)的输出端连接所述处理器（1)的第十一输入端。
3. 如权利要求1所述的太阳能电池板跟踪控制器，其特征是：还包括触摸屏（19)，所述 触摸屏（19 )与所述处理器（1)双向连接。
4. 如权利要求1所述的太阳能电池板跟踪控制器，其特征是：还包括晶振电路（20);所 述晶振电路（20 )与所述处理器（1)双向连接。
5. 如权利要求1、2、3或4所述的太阳能电池板跟踪控制器，其特征是：还包括GPS定 位装置（21);所述GPS定位装置（21)与所述处理器（1)双向连接。
6. 如权利要求5所述的太阳能电池板跟踪控制器，其特征是：所述处理器（1)还双向连 接有无线收发模块（22)。
【文档编号】G05D3/12GK203909624SQ201320754518
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2013年11月25日 优先权日:2013年11月25日
【发明者】沈正华 申请人:重庆辉腾光电有限公司