一种太阳能板自动转向装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种发电系统的辅助控制装置，尤其涉及一种太阳能板自动转向
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【背景技术】
[0002]光伏太阳能发电技术在国外已得到深入研究和推广，我国在技术上也已基本成熟，并已进入推广应用阶段，不仅建成了一大批太阳能发电厂，同时也将太阳能发电应用到了居民小区、学校等场所的照明、报警及信号指示中，但太阳能存在着密度低、间歇性、光照方向和强度随时间不断变化的问题，这对太阳能的收集和利用装置提出了很高的要求。
[0003]目前很多太阳能电池板阵列都是固定的，发电效率低下，即使存在一些自转向装置，也多是在电池板阵列面上集成光敏元件与控制器，不仅增加制造难度，而且也只能实现小幅度的前后左右移动，并不能实现太阳光照的有效利用。据据实验统计，在太阳能发电相同条件下，采取良好跟踪比固定位置发电效率会提高35 %左右。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种太阳能板自动转向装置，它能够实现太阳能发电板随太阳位置与光强的变化进行360度水平自动转动的功能，并将传感装置与发电面板隔离开，减少集成难度，避免相互干扰。
[0005]为实现本实用新型的目的所采用的技术方案是:一种太阳能板自动转向装置，包括传感装置、信号处理装置和转向装置，各装置间采用屏蔽信号线连接，所述传感装置为半球体结构，所述传感装置通过空心立杆间隔设置在太阳能板的一侧，所述半球体表面覆盖感光外壳，所述感光外壳由光伏材料制成，以竖直球径为中心均分为八个板块，各版块相交于球冠顶部的中心点，所述半球体底部设置空心基座，所述基座外表面设置屏蔽层，所述信号处理装置设置于基座内部；。所述传动装置包括步进电机以及与电机转轴相连接的传动轴，所述传动轴连接所述太阳能电池板的支撑点。
[0006]所述信号处理装置包括顺次连接的A/D单元、单片机单元和D/A单元。
[0007]所述传动装置包括步进电机以及与电机转轴相连接的传动轴。
[0008]所述传动轴连接所述太阳能电池板的支撑点。
[0009]所述步进电机采用直流型。
[0010]传感装置所分八个板块依地理水平方向的八个方位划分，即正东、正南、正西、正北、东南、西南、东北、西北，每方位所占转角均为45度,共覆盖360度成一圆周。
[0011]当太阳方位发生变化时，八个感光板块之间会产生电势差，将每个板块感生电压大小分别传入A/D单元，经A/D单元处理变为数字信号进入单片机执行比较程序，找出电压最大板块，以确定转向方位，并通过与当前所处方位比较，计算方位差与转角角度，将转角角度信息通过D/A单元转换为4至20毫安电流驱动信号以控制电机转向，电机带动传动轴控制太阳能板的转向。
[0012]该装置不必人工干预，特别适合天气变化比较复杂和不便维护的情况，可根据实际需要适用于各种太阳能发电场合，能有效地提高太阳能的利用率，有较好的推广应用价值和市场应用前景。
【附图说明】
[0013]下面结合附图对本实用新型做进一步的说明:
[0014]图1是本实用新型的结构示意图。
[0015]图2是本实用新型的工作流程图。
【具体实施方式】
[0016]实施例
[0017]如图1、图2所示，一种太阳能板自动转向装置，包括顺次连接传感装置的、信号处理装置和传动装置，各装置间采用屏蔽信号线13连接。所述传感装置为半球体结构1，所述半球体表面覆盖感光外壳2，所述半球体底部设置空心基座3，所述基座外表面设置屏蔽层4，所述信号处理装置设置于基座内部。
[0018]所述感光外壳由光伏材料制成，为保证精确性，可以选取与太阳能电池板的光伏阵列相同的材料，半球外壳以竖直球径为中心均分为八个板块，八个板块的共同交点位于球冠顶部的中心点位置。
[0019]所述信号处理装置包括顺次线接的A/D单元5、单片机单元6和D/A单元7，各单元的核心在于其各自所选用的专用芯片。考虑成本因素，单片机可以采用比较普遍的89C51系列芯片，A/D单元可选用8位80MSPS高速模数转换器TLV5580芯片，D/A单元可选用12位电压输出型的数模转换器TLV5616芯片。由于各芯片均属于微电工作状态,且工作电源范围大致相同，所以可取±5V的锂电池供源，无需频繁更换、持久耐用。
[0020]所述传动装置包括步进电机8以及与电机转轴相连接的传动轴9，步进电机可选用直流型供源，驱动信号采用4至20毫安的电流信号，其特点是行程准确、行进稳定，适合于本装置的小幅度调整方案。其电源既可采用普通直流蓄电池，例如可根据电机的大小及需要，选用24V、36V、48V等；也可以就近采用太阳能蓄电池供源。所述传动轴连接太阳能电池板10的支撑点11，电池板能以支撑点为中心，调整左右上下的具体角度和方位。
[0021]传感装置和信号处理装置为一个密封整体，呈蘑菇形结构。本实施例中，其安放在与太阳能电池板相邻近的测量竿12顶部，以便于全方位无阻碍地感受光照。其中，半球形传感装置所分八个板块依地理水平向的八个方位划分，即正东、正南、正西、正北、东南、西南、东北、西北，每方位所占转角均为45度,共覆盖360度成一圆周。
[0022]当太阳方位发生变化时，八个感光板块之间因所受光照强弱差异，会产生电势差。A/D单元接收到每个板块的感生电压，经处理将模拟量信号转变为数字信号。单片机每隔一定时间对A/D单元输出端进行采样，对采样得到的八组数据执行循环比较程序，从而找出电压最大板块并保存，对当前数据与上组保存数据进行比对，计算方位差与转角角度，将转角角度信息通过D/A单元转换为4至20毫安电流驱动信号，与电机正反转信号通过屏蔽线传送给步进电机，电机动作并带动传动轴控制太阳能板的转向。
[0023]下面举例具体说明，可以规定正北方位为第I板块，东北为第2板块，顺时针依此类推，单片机采用89C51系列，采样时间为15分钟，电机顺时针为正转，逆时针为反转。在采样开始时，单片机引入八组采样数据，通过循环比较，若其得到最大数据组为第5组，SP正南方位，而其所存储的上组数据为第3组，即正东方位，此时方位差为+2，方位差前的正负号代表步进电机的正反转方式，此时角度计算为2*45度，即正转90度，D/A单元将单片机输出的O到360度的角度信号线性转换成4至20毫安电流驱动信号，那么此次控制过程电机接收信号即为正转，控制电流为8mA，电机动作带动传动机构，完成整个采样控制过程。
[0024]该装置不必人工干预，特别适合天气变化比较复杂和无人值守的情况，可根据实际需要适用于各种太阳能发电场合，有效地提高了太阳能的利用率，有较好的推广应用价值和市场应用前景。
【主权项】
1.一种太阳能板自动转向装置，包括传感装置、信号处理装置和传动装置，各装置间采用屏蔽信号线连接，所述传感装置为半球体结构，其特征在于:所述传感装置通过空心立杆间隔设置在太阳能板的一侧，所述半球体表面覆盖感光外壳，所述感光外壳由光伏材料制成，以竖直球径为中心均分为八个板块，各版块相交于球冠顶部的中心点，所述半球体底部设置空心基座，所述基座外表面设置屏蔽层，所述信号处理装置设置于基座内部；所述传动装置包括步进电机以及与电机转轴相连接的传动轴，所述传动轴连接所述太阳能电池板的支撑点。
2.如权利要求1所述的太阳能板自动转向装置，其特征在于:所述信号处理装置包括顺次连接的A/D单元、单片机单元和D/A单元。
3.如权利要求1所述的太阳能板自动转向装置，其特征在于:所述步进电机采用直流型。
【专利摘要】本实用新型公开了一种太阳能板自动转向装置，包括顺次连接的传感装置、信号处理装置和传动装置。所述传感装置为半球体结构，所述半球体表面覆盖感光外壳，所述半球体底部设置空心基座，所述基座外表面设置屏蔽层，所述信号处理装置设置于基座内部。所述感光外壳由光伏材料制成，以竖直球径为中心均分为八个板块。所述信号处理装置包括顺次连接的A/D单元、单片机单元和D/A单元。所述传动装置包括步进电机以及与电机转轴相连接的传动轴。本装置不必人工干预，特别适合天气变化比较复杂和无人值守的情况，有效地提高了太阳能的利用率，有较好的推广应用价值和市场应用前景。
【IPC分类】G05D3-12
【公开号】CN204270154
【申请号】CN201420237124
【发明人】陈阳
【申请人】陈阳
【公开日】2015年4月15日
【申请日】2014年5月12日