[实用新型]基于云台的太阳跟踪装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及可再生能源的利用，具体涉及太阳能利用技术领域，特别涉及一种基于云台的自动的太阳跟踪装置。 

背景技术

当今社会化石燃料的日益枯竭，仅存的化石能源在生产和使用过程中也正对环境造成严重的污染，使得新能源技术越来越被各国重视。太阳能作为一种取之不竭，用之不尽的清洁能源成为全球新能源研究领域的研究热点。 

但是太阳光光功率在单位面积上分布低并随时间变化，给目前较为成熟的太阳能利用技术比如光伏发电以及光纤太阳光照明等装置对太阳能的高效利用提出了挑战。为了解决此类问题，各种太阳光跟踪技术被不断提出，这种技术可以有效的提高太阳光利用率。据相关统计，采用太阳光跟踪装置的光伏发电设备产生的电能比没有用太阳光跟踪装置的设备可以多30%以上。但是，现有的跟踪装置通常在机械结构的稳定性等方面存在问题，并且其太阳跟踪的方位探测方案通常存在设计复杂、成本高和后期维护困难等缺点。 

实用新型内容

本实用新型为了解决现有的太阳跟踪装置机械结构稳定性差、方位探测方案设计复杂、成本高和后期维护困难等缺点，提出了一种基于云台的太阳跟踪装置。 

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：基于云台的太阳跟踪装置，包括支架，所述支架包括支撑底座和云台，其中云台包括云台工作面，用于固定太阳能利用设备，其特征在于，所述太阳跟踪装置还包括方位探测组件和控制电路； 

其中，方位探测组件包括长方体箱体和至少4个方位探测光敏传感器，该长方体箱体包括2个正方形底面和4个长方形侧面，所述4个长方形侧面与正方形底面之一的4条公共边中部分别设置有方位探测光敏传感器，所述方位探测光敏传感器的光敏面露出长方体箱体侧面一定距离D，D的值根据预设探测精度确定，长方体箱体靠近方位探测光敏传感器的正方形底面固定于云台工作面上； 

所述控制电路与云台控制电机相连接，包括比较器和驱动电路，比较器用于比较方位探测光敏传感器的信号强度并输出控制信号至驱动电路，驱动电路根据控制信号输出驱动信号驱动控制电机控制云台旋转。 

上述D值满足tanθ=2D/L，其中θ为跟踪精度，L为长方体箱体两个正方形底面之间的距离。 

为了减小太阳光反射以及对方位探测光敏传感器探测太阳光强度的精度的影响，所述 长方体箱体表面为黑色。 

进一步的，所述方位探测组件还包括与方位探测光敏传感器数量相同的采样电阻，所述采样电阻分别与方位探测光敏传感器串联，用于将方位探测光敏传感器探测光强对应的电流信号转换为电压信号输送至比较器。 

为了解决光线不足的情况下系统额外耗费电能的缺陷，所述跟踪装置还包括光强探测组件，所述光强探测组件包括光强探测光敏传感器、电压比较器和开关单元，所述光强探测光敏传感器安装于长方体箱体远离方位探测光敏传感器的正方形底面中央，所述光强探测光敏传感器与电压比较器的输入端相连接，电压比较器的另一输入端输入阈值电压，所述开关单元包括控制端和开关端，所述开关端串联于方位探测组件的电源输入回路中，所述电压比较器的输出端与开关单元的控制端相连接，用于控制方位探测组件的电源通断。 

进一步的，所述光强探测光敏传感器与一采样电阻串联，所述采样电阻的输出端连接于电压比较器的输入端。 

进一步的，所述光强探测组件还包括可调电压组件，所述可调电压组件输出端电压可调，并作为阈值电压输出至电压比较器。 

进一步的，所述云台为301云台。 

为了确保信号的稳定性、合理安排装置组件的空间结构，所述控制电路安装于云台工作面的背面与方位探测组件相对的位置处。 

本实用新型的有益效果：本实用新型的太阳跟踪装置通过采用特有的太阳探测模块和较为成熟的控制模块，并将其与已经非常成熟、制作成本低、性能稳定且带有限位的功能的工业云台技术结合。解决了机械运转模块存在的成本高、运转精度不高的缺点以及如果控制模块出现异常，发出不正确控制信号，例如一直发出向一个方向转动的指令导致机械转动模块在这种情况下可能导致整个装置的损坏的风险。 

附图说明

图1是本实用新型实施例的跟踪装置结构原理图； 

图2是本实用新型实施例的跟踪装置的方位探测组件及光强探测组件俯视图； 

图3是本实用新型实施例的跟踪装置的方位探测组件及光强探测组件主视图。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详述。