一种太阳能电池跟踪检测与控制装置

成果编号：21563

价格：10

完成单位：盐城工学院

单位类别：其他高校

完成时间：2016年

成熟程度：其他

服务产业领域：电子信息、装备制造

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发布人：rc_abc 离线

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本发明涉及一种太阳能电池跟踪检测与控制装置。该装置使用一块均匀、对称分布光敏元件的检测平面来检测被控太阳能电池板接受到的太阳光入射角情况，检测平面中心处垂直安装一根测量标杆，检测平面与被控太阳能电池板平行，并通过机械装置连接或者固接以保证彼此之间的同步同向移动。当该检测面置于室外有太阳光照射的情况下，测量标杆便在检测平面上形成阴影，阴影下的光敏元件与其横向对称（以经过测量标杆的纵轴为基准）及纵向对称（以经过测量标杆的横轴为基准）的光敏元件所得到的电阻值将形成比较大的差别，根据对称位置光敏元件彼此之间电阻值的差别，检测电路给出测量标杆阴影下检测点的状态信息。而其它没有被测量标杆阻挡的检测点与其对称点的阻值相近，检测电路也给出这些点的状态信息。根据检测平面上检测电路给出的各点状态信息，就可以通过逻辑电路或单片机判断出太阳光所在方向，给出太阳能电池板的前后仰角、左右旋转的运动控制信息，借助于两台控制电机，使太阳能电池板跟随太阳光移动，保证其正对太阳光方向，最大限度地接受太阳能。

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成果介绍

科技计划：

成果形式：新技术

合作方式：技术转让

参与活动：驻苏高校院所苏北五市产学研合作对接活动第七届中国江苏产学研合作大会

专利情况：正在申请 ,其中:发明专利 0 项
已授权专利,其中:发明专利 2 项
专利号:
2013102363043

成果简介

成果概况

创新要点

1、检测太阳能电池板与太阳入射光之间的角度关系。本发明借助于检测面上垂直安置的测量标杆在太阳光照射下所形成的阴影，使以标杆安置中心点纵、横轴对称的光敏检测元件电阻形成差异，反映太阳入射光与太阳能电池板之间的角度信息。 2、根据检测电路确定的角度信息，决定太阳能电池板的运动方向。根据检测电路所确定的太阳入射光与太阳能电池板之间的角度信息，由逻辑运算控制电路决定太阳能电池板的水平旋转、前倾后仰运动，以保证太阳能电池板正对太阳光，获得最大光能。 3、给出太阳光入射方向检测板面光敏检测元件的设置方法。为了获得太阳光入射方向信息，以测量标杆垂直安置点为检测板中心，对称矩形布置光敏检测元件，各元件与其横轴、纵轴对称元件构成检测电路，反映测量标杆阴影方向信息。处于横、纵轴上的元件与其纵、横轴对称元件所构成的检测电路，反映测量标杆阴影单一方向信息，决定太阳能电池板的上、下、左、右的单一移动方向信息。处于横、纵轴之外的元件与其对称元件所构成的检测电路，反映测量标杆阴影复合方向信息，决定太阳能电池板的上、下、左、右的两种移动方向的信息组合。 4、确定太阳能电池板每天上午太阳升起时的位置控制。每天太阳从东方升起，在西方落下，太阳能电池板将跟随太阳移动以变换方向，晚上太阳能电池板面向西方。第二天早上，太阳从东方升起，检测面上的光敏元件将无法决定太阳能电池板的移动需求。此时，借助于布置在正反面的一对光敏检测元件确定太阳能电池板的反向旋转移动。 5、实现太阳能电池板运动控制。经过检测电路、逻辑判断电路确定太阳能电池板的旋转需求信息。这些信息送给单片机后，由单片机输出控制信息，使水平旋转控制电机、前倾后仰旋转电机旋转，带动光伏电池板做相对应的运动，保证光电池板正对太阳光。也可以将检测电路的状态信息直接输入到计算机中，让计算机进行逻辑判断，以降低硬件电路的成本。

主要技术指标

1、在检测面上中心位置垂直安置一根测量标杆，在太阳光照射下，借助于该测量标杆所形成阴影的遮挡作用，检测平面上纵、横轴相对位置光敏检测元件阻抗产生的相对变化，由此确定太阳光对检测平面的入射角，决定光电池板的移动调整方向。 2、以纵、横轴为对称轴，在检测面上均匀、对称地分布光敏元件，以对称位置的两光敏元件构成串联检测电路，其中点电位在不同情况下将有不同的变化。若光线能够照射到检测面上所有检测元件，则该串联检测电路中点的电位将处于电源电压的中值附近。若某一检测元件的入射光被检测标杆阴影所阻挡，其电阻将要上升（其它元件的电阻被太阳光照射而下降）。若该元件置于串联检测电路下端，则检测电压将向电源正端方向提升，反之向电源负端方向下降，在后接检测电路的情况下就可以判定太阳光相对检测面之间的相对关系，得出光电池板需要移动的方向。 3、以纵轴为对称轴的相对位置检测元件可以确定光电池板左右两侧的水平旋转移动方向。以横轴为对称轴相对位置检测元件可以确定光电池板上下两侧的前倾、后仰旋转移动方向。若检测元件处于横轴上，其检测状态将决定光电池板按左右两侧绕纵轴单一地水平旋转，若检测元件处于纵轴上，其检测状态将决定光电池板上下两侧单一地绕横轴前倾、后仰旋转。若检测元件位于横轴、纵轴之外的位置，根据其检测信息将决定光电池板做绕纵轴水平旋转和绕横轴前倾、后仰旋转的复合运动，以使光电池正对太阳光。 4、将检测面上所有位置的检测信息汇集到状态判断检测逻辑电路，以确定太阳能电池板的水平左右旋转、上下前倾后仰旋转运动信息，给驱动电机以完成太阳能电池板的正对太阳光修正，保证太阳能电池板获得最大的光能。 5、在每一天的太阳、地球相对运动过程中，太阳能电池板从早到晚将旋转接近180º，到晚上，因为太阳落山，检测面上接受不到太阳光照射，电池板停止运动。第二天早上，太阳从东方升起，则太阳能电池板将背后被太阳光照射。为了使其正对太阳光，在检测面的背面设置一个光敏元件，与正面的光敏元件成对，该对检测元件将决定太阳能电池板的反向旋转，直至电池板正面受光，由正面检测元件确定电池板的运动控制信息为止。

其他说明

本发明因采取相对位置光敏元件电阻值的变化，反映太阳光照射太阳能电池板的入射方向，比起借助于光电流的方式有更高的检测精度，可以使太阳能电池板准确、可靠地获得正对太阳光的调节运动，保证太阳能电池板正对太阳光。

完成人信息

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