[实用新型]一种太阳能电池板追光控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池板高效利用太阳能领域，具体涉及一种太阳能电池板追光控制装置。 

背景技术

随着能源和环境问题的日益严重，太阳能等新能源的开发利用越来越受到社会的关注，太阳能是一种理想的清洁绿色能源，但转换和利用率不高，造成了太阳能利用的局限性。如何提高太阳能的转换和利用率、降低发电系统建造成本是研究太阳能发电系统的两大难题。 

发明内容

基于对太阳能利用转换效率提升的需要，本实用新型提出一种太阳能电池板追光控制装置，确保实时快速的让电池板始终追随太阳光，保持光照强度最大。其技术方案：包括PLC模块、水平角步进驱动器、俯仰角步进驱动器、水平角步进电机、俯仰角步进电机、水平角运动机构、俯仰角运动机构、光敏传感器组、太阳能电池板和底座，所述的光敏传感器组设置在太阳能电池板上。 

所述的光敏传感器组与PLC模块电性连接。 

所述的光敏传感器组由上边缘光敏传感器、下边缘光敏传感器、左边缘光敏传感器和右边缘光敏传感器组成。 

所述的水平角步进驱动器和俯仰角步进驱动器与PLC模块信号输出端电性连接。 

所述的水平角步进驱动器与水平角步进电机电性连接，俯仰角步进驱动器与俯仰角步进电机电性连接。 

所述的水平角步进电机与水平角运动机构铰接，俯仰角步进电机与俯仰角运动机构铰接。 

所述的水平角步进电机与俯仰角步进电机的转动轴垂直。 

所述的PLC模块内置在底座上。 

太阳能电池板追光控制装置利用安装在太阳能电池板上的光敏传感器检测光照的强度的变化，检测结果传输给PLC模块，如果检测到电池板接收到的光照射强度不是最大的，则PLC模块 输出控制信号给驱动器，驱动相应步进电机运动，直到光照强度最大为止。 

步进电机及驱动器有两套，分别控制电池板的水平角和俯仰角两轴。在一定时间内，当PLC模块发现某个轴方向上光照强度变化率较大时，就触发该方向的驱动器驱动步进电机转动，当该方向上的光照强度接近峰值，变化率逼近0时，步进电机便停止工作。 

在控制过程中，加入了模糊控制器，采用模糊控制不仅对被控制对象参数变化适应性强，同时使电机运行更加平顺，克服了超调大的问题，保证了控制精度要求及实时性。但由于太阳光强度变化的复杂性，常规模糊控制由于参数难以调整，而变论域模糊控制技术正好解决了常规模糊控制的不足，因此设计了变论域的模糊控制器，使系统能在复杂的天气环境下实时追踪太阳，使太阳能电池板的辐照最大化。 

本实用新型的技术效果主要有：本实用新型提出的装置，能最大化的吸收太阳光，提高了能量利用率；同时装置结构简单、反应快速、计算简单，以成熟的PLC模块为控制核心，提高了装置系统的可靠性。 

附图说明

图1所示为本实用新型的装置机电原理图。 

图2所示为本实用新型的装置外观图。 

图3所示为本实用新型控制算法原理图。 

图中：1、PLC模块  2、水平角步进驱动器  3、俯仰角步进驱动器  4、水平角步进电机  5、俯仰角步进电机  6、水平角运动机构  7、俯仰角运动机构  8、光敏传感器组  9、上边缘光敏传感器  10、下边缘光敏传感器  11、左边缘光敏传感器  12、右边缘光敏传感器  13、太阳能电池板  14、底座。 

具体实施方式

如图1所示，包括PLC模块1、水平角步进驱动器2、俯仰角步进驱动器3、水平角步进电机4、俯仰角步进电机5、水平角运动机构6、俯仰角运动机构7、光敏传感器组8、太阳能电池板13和底座14，所述的太阳能电池板13上设置了光敏传感器组8。所述的光敏传感器组8与PLC模块1电性连接。所述的光敏传感器组8由上边缘光敏传感器9、下边缘光敏传感器10、左边缘光敏传感器11和右边缘光敏传感器12组成。所述的水平角步进驱动器2和俯仰角步进驱动器3与PLC模块1信号输出端电性连接。所述的水平角步进驱动器2与水平角步进电机4电性连接，俯仰角步进驱动器3与俯仰角步进电机5电性连接。所述的水平角步进电机4与水平角运动机构6铰接，俯仰角步进电机5与俯仰角运动机构7铰接。所述的水平角步进电机4与俯仰角步进电机5的转动轴垂直。所述的PLC模块内置在底座上。 

参照图2，作为优选实施例，PLC模块1使用S7-200，它接收光敏传感器组8的信息，判断太阳能电池板13接收光照强度未达到最大值时，PLC模块1输出调整信号给步进驱动器驱动步进电机，并通过运动机构带动太阳能电池板13运动，直到光照强度最大为止。