[发明专利]新型太阳自动跟踪方法及光伏发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型太阳自动跟踪方法及光伏发电装置，属于太阳能运用技术领域和清洁能源高效利用领域。 

背景技术

人类正面临着石油和煤炭等矿物燃料枯竭的严重威胁，太阳能作为一种新型能源具有储量无限、普遍存在、利用清洁、使用经济等优点，但是又存在着低密度、间歇性、空间分布不断变化的缺点，这就使目前的一系列太阳能设备对太阳能的利用率不高。然而，太阳能在能源发展中占有相当的优势，据美国博士对世界一次能源替代趋势的研究结果表明，到2050年后，核能将占第一位，太阳能占第二位，21世纪末，太阳能将取代核能占第一位，很多国家对太阳能的利用加强了重视。尽管相继研究出一系列的太阳能装置如太阳能热水器、太阳能干燥器、太阳能电池等等，但太阳能的利用还远远不够，究其原因，主要是利用率不高。就目前的太阳能装置而言，如何最大限度的提高太阳能的利用率，仍为国内外学者的研究热点。 

在太阳能跟踪方面，我国在1997年研制了单轴太阳跟踪器，完成了东西方向的自动跟踪，而南北方向则通过手动调节，接收器的接收效率提高了。1998年美国加州成功的研究了ATM两轴跟踪器，并在太阳能面板上装有集中阳光的透镜，这样可以使小块的太阳能面板硅收集更多的能量，使效率进一步提高。2002年2月美国亚利桑那大学推出了太阳能跟踪装置，该装置利用控制电机完成跟踪。在国内近年来有不少专家学者也相继开展了这方面的研究，1992年推出了太阳灶自动跟踪系统，1994年《太阳能》杂志介绍的单轴液压自动跟踪器，完成了单向跟踪。 

香港大学建筑系的教授研究了太阳光照角度与太阳能接收率的关系，理论分析表明:太阳的跟踪与非跟踪，能量的接收率相差37.7%，精确的跟踪太阳可使接收器的接收效率大大提高，进而提高了太阳能装置的太阳能利用率，拓宽了太阳能的利用领域。 

解决这一问题应从两个方面入手，一是提高太阳能装置的能量转换率，二是提高太阳能的接收效率。前者属于能量转换领域，还有待研究，而后者利用现有的技术则可解决。太阳跟踪系统为解决这一问题提供了可能。不管哪种太阳能利用设备，如果它能始终保持与太阳光垂直，并且收集更多方向上的太阳光，那么，它就可以在有限的使用面积内收集更多的太阳能。本发明正是基于此设计的。 

发明内容

本发明的目的是提供一种新型太阳自动跟踪方法及光伏发电装置。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：它是利用四周倒影光平衡原理控光达到精确跟踪，本装置主要由太阳能电池组件装置、光电传感器装置、双轴跟踪装置、驱动装置、单片机控制装置、定时装置、支撑装置和蓄电装置等八个模块组成。在安装之后能进行对太阳进行精确跟踪，无往复运动，基座形式多样，高效集能，低效耗能，致使太阳能最大量的保存。在一个四周含有边沿的盒子中，除非绝对垂直时，否则无论在哪个方向，都会产生阴影部分，正是利用这个原理，设计出了新型太阳能跟踪方法及其装置。从最简单的原理中的设计出效率高、用材少、集能大的装置。将太阳能光伏电池组件、板檐、光电传感器进行组装，运用板檐在四周产生的倒影以及光电传感器的综合分析判断，使得太阳能电池组件在电机的驱动下总向着阴影部分转动，继而产生最佳信号，并传给单片机控制部分，结合定时装置，经过单片机电路和程序分析处理之后控制电机和丝杠对太阳进行精确跟踪。再加之双周跟踪的高效稳定性、基座的样式多变性和定时装置的准确计时性，减少往复运动所消耗的能量，最终使更多的电能保存到蓄电池中，达到理想的储能效果。 

本发明的有益效果是：利用太阳能驱动单片机电路，易于储存电能，使用时间长，节能环保、美观大方、结构简单、安全可靠、造价低廉，并运用双周跟踪和定时装置进行集能，更重要的是，其利用四周倒影光平衡原理进行控光的特点，使得装置跟踪精准、高效、简洁，不仅克服了单纯光电追踪的性能不稳定的问题，也克服了视日运动轨迹追踪受地域影响大的现状，得到了更加理想的集能效果。 

附图说明

图1为新型太阳自动跟踪光伏发电装置的外形示意图。 

图2为太阳能光伏电池组件和光电传感器组合的侧面示意图。 

图3为太阳能光伏电池组件和光电传感器组合的正面示意图。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体结构作进一步说明。