[实用新型]一种基于视觉的旋转追光式太阳能板装置

说明书

本实用新型涉及一种基于视觉的旋转追光式太阳能板装置，包括基座(4)和安装在基座(4)上的太阳能板(1)，该装置还包括水平旋转机构、竖直俯仰机构、视觉追踪机构和控制器，所述的水平旋转机构安装在基座(4)上并相对于基座(4)可做水平方向的旋转运动，所述的竖直俯仰机构活动安装在水平旋转机构顶部，所述的竖直俯仰机构相对于水平旋转机构可做垂直方向的俯仰运动，所述的太阳能板(1)固定在竖直俯仰机构上，所述的视觉追踪机构安装在太阳能板(1)上用于追踪太阳中心，所述的水平旋转机构、竖直俯仰机构和视觉追踪机构均连接至控制器。与现有技术相比，本实用新型结构简单可靠，发电效果高。

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能板装置，尤其是涉及一种基于视觉的旋转追光式太阳能板装置。

背景技术

地球在上层大气传入的太阳辐射(日照)接收了174petawatts(PW)。大约有30％的太阳能被反射回太空，而其余的太阳能则被云层、海洋和陆地吸收。在地球表面的太阳能光谱大多分布在一小部分近紫外线，全部可见光，和近红外线的光谱范围。

地球的大气，海洋和陆地吸收的太阳能每年大约是3,850,000EJ。在2002年，一小时内的太阳能比全世界在一年内使用的能量还要更多。光合作用获得的生物质能每年约3000EJ。技术上的生物质能潜力有100–300EJ/每年。太阳的能量到达这个地球表面的数量是如此巨大，以至于在一年中的太阳能是自从人类取得和开采的所有在地球上不可再生资源的煤、石油、铀、和天然气都相结合的总能源的两倍。

在世界各地，主要根据纬度的不同来利用太阳能。人类对自然能源的开发已经从过去对石油、煤炭的开发进入了一个新的时期：以太阳能、风能等可再生能源为主的新能源时期。西方、日本等发达国家已经将太阳能发电在其国内普及，但固定的电池板收集太阳能的效率有待提高。

众所周知，现在的太阳能电池板大多是固定朝向一个方向的，因此太阳能的利用率较低。目前，也有人设计了太阳能跟踪器，但是设计复杂，抗干扰性差，且没有严格的科学论据来证明其追光效果，所以未能得到良好的普及。

如今，太阳能电池板逐渐成为一般住宅区、停车场顶棚、建筑物立面的标准配备，照射到屋顶上太阳能板的太阳能多寡，依太阳与太阳能板之间多形成仰角的正弦值大小而定。就是说，只有太阳能电池板的平面正对太阳，方能达到最佳的太阳能收集效果。据试验得知，相同条件下，采用太阳能追踪设备的发电量要比未采用的系统提高35％，因此，在太阳能利用中，有必要进行太阳追踪。

然而，传统的太阳追踪器有一些缺点：因太阳能追踪器的功能限制，其安装环境较为恶劣，需承受室外多变的温度以及风霜雨雪，传统的光强传感器较为简单，只具备传感器功能，在温度变化时，测量精度会发生很大的变化。传统太阳能追踪器的追光策略较为简单，只是靠感觉给出一个偏角或感光位置，因此，无法达到最佳的追光效果。传统太阳能跟踪器所用光传感器不具备与光照强度的线性关系，只是近似的一种线性关系，因此，对测量结果有很大的影响。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于视觉的旋转追光式太阳能板装置。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于视觉的旋转追光式太阳能板装置，包括基座和安装在基座上的太阳能板，该装置还包括水平旋转机构、竖直俯仰机构、视觉追踪机构和控制器，所述的水平旋转机构安装在基座上并相对于基座可做水平方向的旋转运动，所述的竖直俯仰机构活动安装在水平旋转机构顶部，所述的竖直俯仰机构相对于水平旋转机构可做垂直方向的俯仰运动，所述的太阳能板固定在竖直俯仰机构上，所述的视觉追踪机构安装在太阳能板上用于追踪太阳中心，所述的水平旋转机构、竖直俯仰机构和视觉追踪机构均连接至控制器。

所述的水平旋转机构包括支座、轴承和旋转驱动部件，所述的支座底部通过轴承安装在所述的基座上，所述的旋转驱动部件连接所述的轴承上，所述的支座顶部活动安装所述的竖直俯仰机构。