[实用新型]太阳能实时自动跟踪装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及太阳能的利用，尤其是指一种太阳能实时自动跟踪装置。

背景技术

为了使现有的太阳能利用装置，能接收到较多的太阳光的能量，可为其增加自动跟踪装置及驱动机构。其中自动跟踪装置会根据太阳所处的具体位置，输出相应的控制信号，控制驱动机构动作，调整太阳能利用装置的朝向，使其能实时跟踪太阳位置的变化，从而接收更多的太阳能量。

现有的太阳能跟踪系统主要采用的是时钟式控制原理，利用机械贮能或步进电机进行驱动，通过较为复杂的机械结构，使太阳能接收器对准太阳并以一固定的速率进行动作，从而达到跟随太阳转动的目的。也有的资料中介绍过利用比较器对光线的强弱进行比较从而得到控制信号的方法，但这些电路中均没有考虑系统的惯性影响，造成的结果就是系统会在临界位置出现控制信号的反复翻转，出现“抖动”的现象。据我们的了解，真正意义上的采用全电子电路进行实时跟踪控制的产品目前市面上还没有现实意义上的产品出现。

由于目前的装置大多采用机械的时间控制方式，所以均没有实时跟踪的功能，不能根据阳光的变化及时调整控制方向，特别是当季节转换，日照时间长度发生变化后，也不能自动调整，实时性能较差；现有的产品中由于没有容差的电路功能，使系统极易在临界位置出现抖动，从而影响到整个系统的稳定性；现有的产品结构均比较复杂，所使用的电源均为市电，接线复杂，且存在着一定的安全隐患；现有产品很多没有复位功能，或采用360度转动的方式进行复位，这样即使在无光照的夜晚也会转动，这种方式会白白浪费能源；而且目前的装置结构复杂，造价较高，不利于大规模的推广应用。

发明内容

本实用新型的目的在于设计一种太阳能实时自动跟踪装置，以提高太阳能利用装置的采光效率。

按照本实用新型提供的技术方案，光信号检测电路的前端为一固定在太阳能利用装置上能感应光线强度的拾光头；光信号检测电路的输出端连接用于判别光线强弱方向的方向识别电路；在方向识别电路的输出端连接有能使太阳能利用装置转向的驱动电路；在驱动电路的输入端同时还连接有用于使太阳能利用装置复位的复位电路。

在所述拾光头内设置有隔板，第一光敏元件与第二光敏元件对称地安装在隔板的两侧，用于感应隔板两侧光线的强度；光信号检测电路的输入端与上述两个光敏器件连接，以检测隔板两侧的光线强度。在驱动电路的输入端连接有手动控制电路。

在所述光信号检测电路中，在相互串联连接的第一光敏元件与第二光敏元件的线路上分别串联一个限流电阻，并在拾光头两侧的线路中分别并联两个分压电阻R3、R4，所述分压电阻R3、R4在无光时为方向识别电路提供信号电压。

在所述方向识别电路中，在第一运算放大器的同相端与第二运算放大器的反相端之间正向串联连接用于提供容差电压的二极管D1。

在所述复位电路中，在第三运算放大器的反相端连接第三光敏器件，在第三运算放大器的同相端连接提供参考电平的稳压管D7，在第三运算放大器的输出端与晶闸管SCR的控制极连接，在晶闸管SCR的阳极串联连接常闭的干簧管S3。

本产品是一种专门用于太阳能利用设备上的太阳能跟踪装置，可用于太阳光的实时跟踪。本装置具有全天候自动跟踪特点，也可以由手动操作进行控制，整个装置包括接收并感应太阳光强弱的光信号检测电路；对太阳位置进行判别并输出相应控制信号的方向识别电路；手动控制电路；复位电路。本装置可适用于各种中、小功率太阳能发电系统、太阳灶和太阳能热水器等太阳能利用装置的阳光跟踪，与现有技术相比具有电路简单可靠、动作迅速，造价低廉的特点，而且整个跟踪系统无需外接电源，是一种理想的太阳能实时跟踪装置。

可直接利用太阳能电池板提供电源，并采用大电容进行贮能，无需外接市电；利用光敏器件组成采光头，灵敏度高；方向识别电路采用了实时阳光采样，通过对两侧太阳光的强度进行比较得到校准的控制信号来控制动作机构动作，比较装置设置了一定的容差功能，有容留的区间，从而消除了临界位置的抖动现象，实现了装置的自动跟踪功能；驱动电路简单可靠，可直接运用直流电机进行驱动，结构简单，成本低廉；有复位电路，可自动识别阳光的强弱，并视其强度自行调整复位。

本实用新型相对现有技术的特点如下：

1.方向识别电路，增加了容差的功能，留有一定的工作区间，充分考虑了直流电机动作的惯性，从而有效地消除了临界位置的抖动。通常所使用的电路中均无此功能。

2.驱动电路可直接采用直流电机进行控制，成本较低，工作可靠等特点。通常的电路往往会使用步进电机或伺服电机，但这些电机功率小且价格昂贵。