[发明专利]一种太阳能追踪装置及其追踪控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能追踪装置及其追踪控制方法。

背景技术

申请号为201120360996.9的中国专利文件《一种用于太阳能追踪支架的光电传感器》公开了一种用于太阳能追踪支架的光电传感器，即一种太阳能跟踪装置，如图1所示，包括外壳1和底座2，外壳内底座的中心位置设置有四象限光电探测器3；外壳1顶部开有与四象限光电探测器3正对的光孔4，光孔上设有防护玻璃6；外壳1外侧设置光强传感器5，安装于外壳上的凹槽7中。

整个装置能够进行水平旋转运动和俯仰运动，从光孔4透视的光线照射四象限光电探测器3，四象限光电探测器3与光线入射角度垂直时，四象限光电探测器3的四个象限的照射面积均衡；在太阳光入射角度改变时，四象限光电探测器3的四个象限的照射面积出现差异；该文件给出了一种计算方法，能够通过检测这种差异来判断光线入射角度，以确定追踪装置的运动轨迹，最终达到四象限光电探测器3与光线入射角度垂直，实现对太阳能的追踪。

这种追踪方法需要进行大量的运算，才能确定整个装置的运动趋势，较为复杂。

发明内容

本发明的目的是提供一种太阳能追踪装置及其追踪控制方法，用以解决现有方法需要进行复杂运算的问题。

为实现上述目的，本发明的方案包括：

一种太阳能追踪装置，包括外壳、底座以及外壳内底座上固定设置的四象限光电探测器（3），在四象限光电探测器（3）正上方平行固定设置一个与其大小、形状相同的挡板（8）。

在太阳能追踪装置偏离平衡位置时，根据偏移情况，进行水平面旋转运动和/或俯仰运动；同时检测四象限光电探测器中设定的光电探测器的信号，如果信号变小则沿当前运动方向继续相应运动，直到信号为零，如果信号变大则沿当前运动方向的反方向继续相应运动，直到信号为零。

通过检测有光线照射的探测器的数量和位置以决定运动方式：四象限光电探测器3包括由两条直线X、Y划分的四块探测器A、B、C、D，Y轴为俯仰旋转轴，X轴为水平面内直线；分为两种情况，第一种情况是有两块探测器被照射，若这两块探测器相邻边是直线X，则仅进行俯仰运动；若这两块探测器的相邻边是直线Y，则仅进行水平面内旋转运动；第二种情况是有三块探测器被照射，则需要先进行俯仰运动再进行水平面内旋转运动，或者先进行水平面内旋转运动在进行俯仰运动。

第一种情况，被照射的探测器是两块，按一定方向进行俯仰或者水平面内旋转运动，检测其中任一个探测器的信号，若信号变大则改变运动方向，直到信号为零，若信号变小则继续该方向运动，直到信号为零；第二种情况，被照射的探测器是三块；进行俯仰运动时，选取三块被照射探测器中，与一块被照射探测器处于对角位置关系，且能够与另一块被照射探测器共邻边直线X的探测器，检测其信号，若信号变大则改变运动方向，直到信号为零，若信号变小则继续该方向运动，直到信号为零；进行水平面内旋转运动时，选取三块被照射探测器中，与一块被照射探测器处于对角位置关系，且能够与另一块被照射探测器共邻边直线Y的探测器，检测其信号，若信号变大则改变运动方向，直到信号为零，若信号变小则继续该方向运动，直到信号为零。

本发明提供了一种追踪装置以及追踪方法，不进行运算，直接执行相关的运动形式（水平旋转或者俯仰），并通过四象限光电探测器的反馈来判断运动趋势是否正确，若正确则继续该运动趋势，若不正确则按相反趋势运动；在经历水平旋转运动和俯仰两种运动形式之后，最终达到平衡位置（即光线垂直于四象限光电探测器入射的位置，也是追踪控制的目标位置），实现对太阳能的追踪。

在装置上，本发明增加了一块挡板，对四象限光电探测器3进行遮挡，在平衡位置时，挡板完全遮挡四象限光电探测器，四个光电探测器的信号均为零。在判断运动趋势时，是判断光电探测器的信号是否减小，停止运动的判据是信号减小为零。之所以这样做，而不像背景技术的装置直接应用本发明的方法，是因为，如果不增加挡板，在判断运动趋势时，需要判断光电探测器的信号是否增大，停止运动的判据是信号达到最大，而信号达到最大不仅与入射角度有关，还与所处时间段（上午、中午、下午）有关，所以判断信号达到最大并不是一个稳定判据。所以采用本发明的方法能够有效对运动过程进行控制。

附图说明

图1是现有技术的太阳能追踪装置；

图2是本发明的一种太阳能追踪装置；

图3是实施例的一种偏移情况在四象限光电探测器上的体现；

图4是图3情况经过水平旋转达到的状态；

图5是再次达到平衡位置。

具体实施方式