[发明专利]太阳自动跟踪方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种光源检测跟踪方法及装置，尤其是涉及太阳能开发应用技术领域的一种太阳自动跟踪方法及装置。

背景技术

随着经济的发展、社会的进步，传统不可再生的能源煤炭、石油、天然气日益匮乏，寻找新能源成为当前人类面临的迫切课题。太阳能是一种干净的可再生的新能源，受到人们越来越多的青睐，太阳能的开发与利用必将会越来越广泛，且必将会成为赖以生存的重要能源之一。精确的太阳跟踪是保证太阳能利用的重要前提，太阳跟踪就是利用太阳跟踪装置使阳光始终垂直摄入太阳能接收器的表面，以保证其能发挥最大的效率。目前国内外在太阳能应用方面大多采用计算机控制跟踪技术，根据地球的自传、公转以及所在位置的精度、纬度、海拔高度、时间来计算太阳的角度。这一方式过于复杂，成本高，维护困难，不能有效的应用在小型设备上，不利于推广普及。

发明内容

本发明的目的在于提出一种太阳自动跟踪方法及装置，它通过太阳投射的影像来测定太阳的位置，并使其朝影子的反方向转动直到影子消失为止，从而达到对太阳有效的跟踪。

为实现上述目的，本发明提出以下太阳自动跟踪方法：在一个盘面的中央垂直设置一根指针，利用太阳投射的影子来测定太阳的位置，即在盘面上检测出影子的位置及方向，使盘面朝影子的反方向转动，最终使影子在盘面上消失，这时指针指向太阳，盘面正对太阳，通过这一简单的方法实现对太阳的自动跟踪。

根据以上提出的太阳自动跟踪方法，本发明提供一种太阳自动跟踪装置，类似的装置可以从本装置中推出。

它的上半部分包括一个盘面，在盘面的中央垂直设置一根指针，盘面由上下左右四块太阳能电池板组成，左右两块太阳能电池板面积较大，上下两块太阳能电池板面积较小且设置在盘面中间，其宽度与指针的直径相当，左右两块太阳能电池板面积相同，上下两块太阳能电池板面积相同，以保证在太阳充分照射下，左右两块太阳能电池电压相同，上下两块太阳能电池电压相同。

它的下半部分包括两个臂手、支架、旋转接头以及底座，两个臂手垂直设置在盘面背面，托住盘面，两个手臂都与盘面中间上下两块太阳能电池板的垂直面平行，以保证当影子落在上下太阳能电池板上，盘面上下转动时，影子始终保持在上下两块太阳能电池板其中之一上。

两个臂手的内侧分别通过轴承与中间的支架相连，使盘面可以上下在垂直面上180°转动。

支架通过旋转接头与底座连接，使盘面可以左右在水平面上360°转动，所述的所有转动工作均由马达来完成。

底座内部包括左右电压检测器、上下电压检测器、跟踪控制器以及蓄电池，左右两块太阳能电池板与左右电压检测器相连，上下两块太阳能电池板与上下电压检测器相连。

左右电压检测器与上下电压检测器均与跟踪控制器相连。

上下太阳能电池板、左右太阳能电池板还与蓄电池相连，负责给蓄电池充电，保证蓄电池有充足的电量，为整套装置工作提供电源。

影子落到左右太阳能电池板其中之一上时，左右太阳能电池板产生的电压不同，左右电压检测器将这一状态通知跟踪控制器，跟踪控制器发出指令使盘面在水平面上左右转动，使影子落到上下太阳能电池板其中之一上，上下太阳能电池板产生的电压不同，上下电压检测器将这一状态通知跟踪控制器，跟踪控制器发出指令使盘面在垂直面上上下转动朝影子的反方向转动，以使影子逐渐变小直到在盘面上消失为止。

当阴天时，盘面保持在最近一次对准太阳出现的位置。

在日落后，跟踪控制器将盘面复位，使盘面处于与地面平行的位置，方便再次对太阳进行跟踪工作。

本发明是这样工作的：首先盘面处于平行地面的初始位置，这个位置最有利于形成影子，太阳照射盘面，指针在盘面上形成影子，当影子落在左右两块太阳能电池板其中之一上时，左右电压检测器检测到这一状态，将结果通知跟踪控制器，跟踪控制器发出指令使盘面左右转动，使影子落到上下太阳能电池板其中之一上，上下太阳能电池板产生的电压不同，上下电压检测器将这一状态通知跟踪控制器，跟踪控制器发出指令使盘面上下转动朝影子的反方向转动来调整影子的大小，使其逐渐变小直到在盘面上消失为止，这是指针指向太阳，盘面正对太阳，从而实现对太阳的自动跟踪。当阴天时，盘面保持在最近一次对准太阳出现的位置。在日落后，跟踪控制器将盘面复位，使盘面处于与地面平行的位置，方便再次对太阳进行跟踪工作。

本发明的有益效果是，彻底解决太阳跟踪的问题，并且原理巧妙，结构简单，完全无人值守，易于维护，精度高，能有效的对太阳进行跟踪，可广泛应用于太阳能的开发与利用、航天器、军事与民用设施上。

附图说明