[发明专利]太阳能采光板的太阳角度跟踪方法及其系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能采光板的太阳角度跟踪方法及其系统。

背景技术

随着煤炭、石油、天然气、铀等常规能源供给的即将枯竭和环保压力的增加，能源供给转向利用太阳能电池，它是一种能把光能直接转化为电能的清洁能源。尽管太阳照射到地球的能量非常巨大，但是具体到某一时刻某一小面积内，太阳能量不高并且不稳定，这就限制了太阳能电池这种清洁能源的应用。因此，进一步提高太阳能电池效率，达到广泛应用的目的就显得非常有意义。很直观简便的方法就是设计一种高效的太阳能电池跟踪系统以便跟踪太阳变化角度，并且它的运行及维护成本都较低，但是现有的太阳能电池跟踪系统存在不够实用和结构复杂等不足。

太阳能电池采光面自动跟踪可以有效提高太阳能电池输出功率，但目前的自动跟踪技术不是太成熟，特别是后期维护成本比较大。因此，有一些为了降低安装成本而直接水平安装或安装在房顶上、外墙上，大部分太阳能电池阵列采光面采用固定仰角方式，不多的一部分会采用单轴自动跟踪方式，只有很小一部分太阳能电池阵列采光面才采取双轴自动跟踪方式。对于双轴自动跟踪系统，目前市面上主要采用3种自动跟踪技术：立轴转动式跟踪器、齿圈转动式跟踪器和陀螺仪式跟踪器，它们都是采用双电机驱动，当采光面的姿态固定时，电机需要保持力矩，电机同样还处于耗能状态。另外，由于电机及机械部分需要维护和防沙防尘以及电机磨损等问题，因此很多太阳能电池采光面板都采用固定架方式安装，没有进行太阳角度跟踪。

发明内容

本发明针对上述现有技术存在的问题作出改进，即本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、成本低、耗能低且跟踪效果理想的太阳能采光板的太阳角度跟踪方法及其系统。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案一是：一种太阳能采光板的太阳角度跟踪系统，包括多块阵列布置的采光板，所述采光板的仰角和方位角分别由各自的液压泵驱动液压油缸顶杆控制，所述采光板中的任意一块选定为主板，其余采光板为从板，所述主板上安装有一个太阳角度检测器；还包括控制液压泵工作的单片机和将主板的仰角、方位角转化为两个不同频率电压信号的主板角度传感器，所述主板角度传感器通过单片机将两个不同频率电压信号分时送到每块从板的控制模块上，每块从板的控制模块利用相应的从板角度传感器得到的信号与主板传过来的电压信号进行比较，并通过相应的液压泵驱动液压油缸顶杆来调整其姿态以保持与主板有相同的仰角和方位角。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案二是：一种太阳能采光面板的太阳角度跟踪方法，按以下步骤进行：（1）将多块采光板构成阵列，在第一次安装时调整好每块采光板的姿态；（2）在阵列中任意选定一块采光板作为主板，其余的作为从板，将太阳角度检测器安装在主板上；（3）利用液压泵驱动液压油缸顶杆来控制主板的仰角和方位角；（4）利用主板角度传感器通过单片机电路把主板的仰角和方位角转化为两个不同频率的电压信号，并分时送到每个从板的控制电路；（5）每块从板的控制电路根据分时送到的两个不同频率的仰角电压信号和方位角电压信号进行整流，并利用各个从板角度传感器得到的信号与主板传来的电压信号相比较，通过液压泵驱动液压油缸顶杆来调整从板的姿态以保持与主板有相同的仰角和方位角。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：该太阳能采光板的太阳角度跟踪系统结构简单，制作、安装、运行和维护等成本均较低，耗能少；该太阳能采光板的太阳角度跟踪方法可以有效地跟踪太阳角度的变化，大大提高太阳能的利用率，有利于太阳能这种清洁能源的推广应用，节能环保。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

图1为本发明实施例的连接示意图。

图2为采光板三点支撑的位置示意图。

图3为太阳角度检测器的立体图一。

图4为太阳角度检测器的立体图二。

图5为太阳角度检测器的半剖视图。

图6为太阳角度检测器的安装示意图。

图7为本发明实施例的电路框图。

图8为本发明实施例的软件流程图。