[发明专利]一种全自动跟踪阳光直射方向的太阳能应用方法及其装置

摘要

本发明涉及一种导入太阳光来采光照明的应用方法及其装置，尤其是涉及一种全自动跟踪阳光直射方向的太阳能应用方法及其装置。本发明采用摄像头跟踪太阳中心点的实时跟踪技术，驱动电机带动装置转动，大大提高对太阳直射角度的探测精度，简化设计方案，从而使本系统，以低廉的成本，定位精度可以达到毫米甚至微米级别，使得装置可以完全处在于太阳光垂直的方向上。从而最大限度地保证采光效果。

主权项

一种全自动跟踪阳光直射方向的太阳能应用方法，包括以下步骤：1)全自动跟踪阳光直射方向的太阳能应用装置初始化开始后，使用外部计算机通过系统控制盒(8)的USB口来输入当前的时间和设定安装地区的地理坐标，系统控制盒(8)的RTC计时装置开始自动计时；2)系统控制盒(8)读取当前计时，根据系统内部存储的太阳星历表中存储的太阳方位或者经系统内部的太阳方位计算程序计算的结果，结合安装地的地理坐标，判断此时是否处于当地夜间，如果是夜间，则控制盒(8)不做任何动作；3)如果此时处于白天时间，则系统控制盒(8)根据当前的时间安装地的地理坐标，计算出太阳中心点大致位置；4)系统控制盒(8)通过控制云台垂直控制电机(6)和云台水平控制电机(7)转动使摄像头(2)和汇聚透镜(1)对准太阳的大致方向；5)摄像头(2)拍摄包含太阳的天空图像；6)系统控制盒(8)处理所拍摄的天空图像，如果是阴天没有发现太阳图像，则根据系统内部的星历表对应的当时当地的太阳高度角和方位角控制云台转动到太阳的入射方向；7)如果是晴天发现太阳图像，则将太阳的图象分离出来之后，找到太阳的中心点位置，计算出目前的摄像头(2)与汇聚透镜(1)朝向和太阳中心点的实际位置的偏差以及偏差的方向；8)设水平偏差为ΔX，单位为电机移动的步长，ΔX为负表示太阳中心点在摄像头所指方向的东面，为正表示太阳中心点在摄像头所指方向的西面；垂直偏差为ΔY，单位为电机移动的步长，ΔY为负表示太阳中心点在摄像头(2)所指方向的下面，为正表示太阳在摄像头(2)所指方向的上面；9)根据ΔX和ΔY的正负，调节云台：如ΔX为负，则调节云台水平控制电机 (17)，使云台往东移动一个步长；如ΔX为正，则调节云台水平控制电机(7)，使云台往西移动一个步长；如ΔY为负，则调节云台垂直控制电机(6)，使云台往下一个步长；如ΔY为正，则调节云台垂直控制电机(6)，使云台往上移动一个步长；10)重复步骤5)、步骤6)、步骤7)、步骤8)和步骤9)，直到使|ΔX|＜2，|ΔY|＜2，使摄像头(2)和汇聚透镜(1)对准太阳中心点的方向，太阳光通过汇聚透镜(1)、入射光纤(4)、出射光纤(9)、和出射透镜(10)到太阳能电池板(14)，太阳能电池板(14)为LED照明灯(12)供电；11)间隔设定周期，重复执行步骤2)至步骤10)，使摄像头(2)和汇聚透镜(1)始终对准太阳中心方向。