一種自動(dòng)追光裝置及其追光方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種自動(dòng)追光裝置，包括控制單元、太陽(yáng)能電池板、機(jī)械底座裝置、追光控制器、驅(qū)動(dòng)裝置和蓄電池組，其中，所述控制單元分別連接追光控制器和驅(qū)動(dòng)裝置，所述驅(qū)動(dòng)裝置連接機(jī)械底座裝置，所述太陽(yáng)能電池板設(shè)置在機(jī)械底座裝置上，且太陽(yáng)能電池板連接蓄電池組；該追光控制器包括光敏傳感電路和遲滯電壓比較器，通過(guò)所述光敏傳感電路和遲滯電壓比較器采集太陽(yáng)角度信息，并將太陽(yáng)角度信息發(fā)送至所述控制單元；通過(guò)控制單元接收太陽(yáng)角度信息，并控制驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)所述機(jī)械底座裝置動(dòng)作，通過(guò)該機(jī)械底座裝置帶動(dòng)太陽(yáng)能電池板轉(zhuǎn)動(dòng)并吸收太陽(yáng)光，且通過(guò)該太陽(yáng)能電池板給蓄電池組充電。從而有效提高太陽(yáng)能的利用率和太陽(yáng)能電池板的追日狀態(tài)。
【專利說(shuō)明】一種自動(dòng)追光裝置及其追光方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明太陽(yáng)能領(lǐng)域，尤其涉及一種基于PLC系統(tǒng)的太陽(yáng)能電池板自動(dòng)追光裝置及其追光方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，世界各國(guó)都在關(guān)注全球變暖的問(wèn)題，而化石燃料的大量使用均會(huì)對(duì)全球變暖產(chǎn)生極大的“貢獻(xiàn)”，然而化石燃料的危害不僅僅如此，更可怕的是在燃燒過(guò)程中生成大量的廢渣、廢水和廢氣等污染物，對(duì)環(huán)境污染和生態(tài)破壞具有較大的危害，因此，人們?cè)絹?lái)越注重發(fā)展低碳環(huán)保經(jīng)濟(jì)，且主要發(fā)展新型可再生能源，同時(shí)需要提高能源的利用效率。
[0003]而且，在現(xiàn)有狀況下，一般均會(huì)采用太陽(yáng)能作為現(xiàn)有的新型可大量利用的能源，基于太陽(yáng)能的能源利用率較低，因此，有必要提高對(duì)太陽(yáng)能資源的有效利用。對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的一些太陽(yáng)能設(shè)備一般均會(huì)采用PLC系統(tǒng)對(duì)太陽(yáng)能電池板進(jìn)行智能控制，從而使該太陽(yáng)能電池板大量采集和儲(chǔ)存太陽(yáng)能，并將其轉(zhuǎn)換為電能以供使用。
[0004]因此，有必要提出一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且能夠有效提高太陽(yáng)能利用率的太陽(yáng)能電池板的自動(dòng)追光裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明旨在提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠有效提高太陽(yáng)利用率的自動(dòng)追光裝置。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種自動(dòng)追光裝置，用于太陽(yáng)能電池板的追日，該自動(dòng)追日裝置包括控制單元、太陽(yáng)能電池板、機(jī)械底座裝置、追光控制器、驅(qū)動(dòng)裝置和蓄電池組，其中，所述控制單元分別連接所述追光控制器和所述驅(qū)動(dòng)裝置，所述驅(qū)動(dòng)裝置連接所述機(jī)械底座裝置，所述機(jī)械底座裝置上設(shè)置有所述太陽(yáng)能電池板，且所述太陽(yáng)能電池板連接所述蓄電池組；所述追光控制器包括光敏傳感電路和遲滯電壓比較器，通過(guò)所述光敏傳感電路和所述遲滯電壓比較器采集太陽(yáng)角度信息，并將所述太陽(yáng)角度信息發(fā)送至所述控制單元；所述控制單元接收所述太陽(yáng)角度信息，并控制所述驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)所述機(jī)械底座裝置動(dòng)作，通過(guò)所述機(jī)械底座裝置帶動(dòng)所述太陽(yáng)能電池板轉(zhuǎn)動(dòng)并吸收太陽(yáng)光，且通過(guò)所述太陽(yáng)能電池板給所述蓄電池組充電。
[0007]較佳地，所述遲滯電壓比較器至少包括四組；其中，所述遲滯電壓比較器包括三極管、光敏二極管和繼電器，所述三極管分別與所述光敏二極管和所述繼電器連接；所述光敏傳感電路至少包括6個(gè)光敏二極管，且所述光敏二極管分別設(shè)置在所述太陽(yáng)能電池板的兩偵U。通過(guò)設(shè)置在太陽(yáng)能電池板兩側(cè)不同的光敏二極管感應(yīng)太陽(yáng)照射的不同，并由該遲滯電壓比較器的光敏二極管和三極管控制繼電器的通斷從而由PLC控制器控制驅(qū)動(dòng)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)，使該太陽(yáng)能電池板始終朝向太陽(yáng)。
[0008]較佳地，所述驅(qū)動(dòng)裝置至少包括第一驅(qū)動(dòng)裝置和第二驅(qū)動(dòng)裝置，且所述第一驅(qū)動(dòng)裝置和所述第二驅(qū)動(dòng)裝置分別驅(qū)動(dòng)所述機(jī)械底座裝置轉(zhuǎn)動(dòng)；通過(guò)這兩個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置分別控制該機(jī)械底座裝置在不同方向進(jìn)行角度調(diào)整，從而與太陽(yáng)光垂直。
[0009]較佳地，所述機(jī)械底座裝置包括一蝸輪蝸桿傳動(dòng)裝置，所述蝸輪蝸桿傳動(dòng)裝置通過(guò)蝸輪和蝸桿配套連接；其中，所述蝸桿與所述第一驅(qū)動(dòng)裝置連接，通過(guò)所述第一驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)所述蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)，且所述蝸桿帶動(dòng)所述蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)；所述蝸輪通過(guò)一立軸與所述太陽(yáng)能電池板連接，并通過(guò)所述蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)所述太陽(yáng)能電池板轉(zhuǎn)動(dòng)。即通過(guò)該蝸輪蝸桿傳動(dòng)裝置調(diào)整該太陽(yáng)能電池板的經(jīng)度位置變化。
[0010]較佳地，所述機(jī)械底座裝置還包括一滑動(dòng)螺旋副傳動(dòng)裝置，所述滑動(dòng)螺旋副傳動(dòng)裝置包括一絲桿和螺母；其中，所述絲桿連接所述第二驅(qū)動(dòng)裝置，所述螺母連接所述太陽(yáng)能電池板；通過(guò)所述第二驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)所述絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過(guò)所述螺母的相對(duì)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)所述太陽(yáng)能電池板繞所述絲桿旋轉(zhuǎn)。即通過(guò)該滑動(dòng)螺旋副傳動(dòng)裝置調(diào)整該太陽(yáng)能電池板的緯度位置變化。
[0011]較佳地，所述控制單元和所述驅(qū)動(dòng)裝置之間設(shè)置有一驅(qū)動(dòng)控制器和直流升壓電路，所述控制單元接收所述追光控制器采集的太陽(yáng)位置信息，并根據(jù)所述太陽(yáng)位置信息發(fā)送一控制信號(hào)給所述驅(qū)動(dòng)控制器和直流升壓電路，通過(guò)所述直流升壓電路和所述驅(qū)動(dòng)控制器控制所述機(jī)械底座裝置轉(zhuǎn)動(dòng)；由于蓄電池的工作電壓為12V，因此，通過(guò)該直流升壓電路將蓄電池的12V電壓升壓到24V以供給驅(qū)動(dòng)控制器的工作電源和作為驅(qū)動(dòng)裝置的電源。
[0012]較佳地，所述太陽(yáng)能電池板和所述蓄電池組之間設(shè)置有充電控制器，且所述蓄電池組連接一交流逆變器，通過(guò)所述交流逆變器將所述蓄電池組的直流輸出電壓轉(zhuǎn)換為交流輸出電壓。
[0013]較佳地，所述控制單元包括一 PLC控制器，所述PLC控制器用于接收所述追光控制器采集的太陽(yáng)角度信息，并根據(jù)所述太陽(yáng)角度信息控制所述機(jī)械底座裝置帶動(dòng)所述太陽(yáng)能電池板轉(zhuǎn)到與太陽(yáng)光垂直位置。
[0014]本發(fā)明還提供了一種自動(dòng)追光方法，通過(guò)自動(dòng)追光裝置調(diào)節(jié)太陽(yáng)能電池板的角度垂直于太陽(yáng)光，具體包括如下步驟:
步驟1:通過(guò)所述追光控制器采集太陽(yáng)的位置信息，并將采集到的太陽(yáng)角度信息發(fā)送至IJ PLC控制器；
步驟2:所述PLC控制器接收所述太陽(yáng)角度信息，并根據(jù)所述太陽(yáng)角度信息發(fā)送一控制信號(hào)給所述驅(qū)動(dòng)控制器，通過(guò)所述驅(qū)動(dòng)控制器驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)所述機(jī)械底座裝置轉(zhuǎn)動(dòng)；
步驟3:所述機(jī)械底座裝置轉(zhuǎn)動(dòng)并將所述太陽(yáng)能電池板轉(zhuǎn)動(dòng)至與太陽(yáng)光垂直的位置，并通過(guò)所述太陽(yáng)能電池板將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能給所述蓄電池組充電；
步驟4:所述追光控制器實(shí)時(shí)采集太陽(yáng)位置信息，并重復(fù)步驟I至步驟3。
[0015]解決，所述驅(qū)動(dòng)裝置至少包括第一驅(qū)動(dòng)裝置和第二驅(qū)動(dòng)裝置，且所述步驟2進(jìn)一步包括:
步驟21:所述第一驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)所述蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)所述蝸桿帶動(dòng)所述蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過(guò)所述蝸輪帶動(dòng)與所述太陽(yáng)能電池板連接的立軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使所述太陽(yáng)能電池板的經(jīng)度發(fā)生變化；
步驟22:所述第二驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)所述滑動(dòng)螺旋副的絲桿旋轉(zhuǎn)，與該絲桿配合的螺母與該絲桿相對(duì)運(yùn)動(dòng)，并帶動(dòng)所述太陽(yáng)能電池板旋轉(zhuǎn)，從而使所述太陽(yáng)能電池板的緯度發(fā)生變化。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下:
1、本發(fā)明太陽(yáng)能電池板的自動(dòng)追光裝置通過(guò)設(shè)置機(jī)械底座裝置，并通過(guò)蝸輪蝸桿傳動(dòng)和滑動(dòng)螺旋副傳動(dòng)，從而使該兩個(gè)傳動(dòng)裝置在PLC系統(tǒng)的控制下由驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)并進(jìn)行水平方向和豎直方向的機(jī)械傳動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)與該機(jī)械底座裝置連接的太陽(yáng)能電池板進(jìn)行經(jīng)緯度的位置變化，從而根據(jù)太陽(yáng)角度位置信息將該太陽(yáng)能電池板轉(zhuǎn)到與太陽(yáng)光成直角的位置，能夠有效利用太陽(yáng)能，提高太陽(yáng)能的利用效率。
[0017]2、本發(fā)明太陽(yáng)能電池板的自動(dòng)追光裝置通過(guò)設(shè)置追光控制器，使通過(guò)該追光控制器能夠采集太陽(yáng)能的位置信息，具體的，在太陽(yáng)能電池板兩側(cè)分別設(shè)置不同的光敏二極管，使太陽(yáng)在不停偏移過(guò)程中，由于垂直太陽(yáng)能電池板兩側(cè)光照度的強(qiáng)弱不斷交替變化，使驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行交替工作，從而使太陽(yáng)能電池板始終面朝太陽(yáng)；從而能夠通過(guò)該追光控制器使該自動(dòng)追光裝置更加精確并實(shí)時(shí)調(diào)整太陽(yáng)能電池板的位置實(shí)現(xiàn)追日的目的。
[0018]
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為本發(fā)明自動(dòng)追光裝置整體結(jié)構(gòu)框圖；
圖2為本發(fā)明自動(dòng)追光裝置實(shí)施的追光控制器的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明自動(dòng)追光裝置實(shí)施的外形結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為本發(fā)明自動(dòng)追光裝置實(shí)施的升壓電路結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為本發(fā)明自動(dòng)追光裝置實(shí)施的充電控制器的電路原理圖。
[0020]符號(hào)列表:
11-追光控制器，12直流升壓電路，13-充電控制器，14-蓄電池組，15-PLC控制器，16-驅(qū)動(dòng)控制器，17-太陽(yáng)能電池板，18-逆變器，19-驅(qū)動(dòng)裝置，20-蝸輪蝸桿傳動(dòng)裝置。
[0021]【具體實(shí)施方式】:
參見(jiàn)示出本發(fā)明實(shí)施例的附圖，下文將更詳細(xì)的描述本發(fā)明。然而，本發(fā)明可以以不同形式、規(guī)格等實(shí)現(xiàn)，并且不應(yīng)解釋為受在此提出之實(shí)施例的限制。相反，提出這些實(shí)施例是為了達(dá)成充分及完整公開(kāi)，并且使更多的有關(guān)本【技術(shù)領(lǐng)域】的人員完全了解本發(fā)明的范圍。這些附圖中，為清楚可見(jiàn)，可能放大或縮小了相對(duì)尺寸。
[0022]現(xiàn)參考圖1至圖5詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施的自動(dòng)追光裝置，如圖1所示，本發(fā)明提供的自動(dòng)追光裝置，用于太陽(yáng)能電池板的追日，該自動(dòng)追日裝置包括控制單元、太陽(yáng)能電池板17、機(jī)械底座裝置、追光控制器11、驅(qū)動(dòng)裝置19和蓄電池組14，其中，該控制單元分別連接追光控制器11和驅(qū)動(dòng)裝置19，該驅(qū)動(dòng)裝置19分別通過(guò)第一驅(qū)動(dòng)裝置和第二驅(qū)動(dòng)裝置連接該機(jī)械底座裝置，且該機(jī)械底座裝置上設(shè)置有太陽(yáng)能電池板17，該太陽(yáng)能電池板17通過(guò)一充電控制器13連接到蓄電池組14為該蓄電池組14充電；該追光控制器11包括光敏傳感電路和遲滯電壓比較器，通過(guò)該追光控制器11的光敏傳感電路和遲滯電壓比較器采集太陽(yáng)角度信息，并將該角度信息發(fā)送到控制單元，該控制單元接收太陽(yáng)角度信息，并控制該驅(qū)動(dòng)裝置19驅(qū)動(dòng)該機(jī)械底座裝置動(dòng)作，進(jìn)而由該機(jī)械底座裝置帶動(dòng)該太陽(yáng)能電池板17轉(zhuǎn)動(dòng)并與太陽(yáng)光成直角，從而能夠使該太陽(yáng)能電池板17有效吸收太陽(yáng)光熱量，并轉(zhuǎn)換為電能為蓄電池組14充電，同時(shí)也可以直接為負(fù)載供電。從而有效提高太陽(yáng)能的利用率，并實(shí)時(shí)使太陽(yáng)能電池板17處于追日狀態(tài)。
[0023]其中，該太陽(yáng)能電池板17可為多晶硅太陽(yáng)能電池，通過(guò)封裝、膠裝形成板式結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能電池板17，并將該太陽(yáng)能電池板17安裝固定在機(jī)械底座裝置上。該機(jī)械底座裝置包括蝸輪蝸桿傳動(dòng)裝置20和滑動(dòng)螺旋副傳動(dòng)裝置，該蝸輪蝸桿傳動(dòng)裝置20包括蝸輪和蝸桿，且該蝸輪和蝸桿配套連接，該蝸桿與第一驅(qū)動(dòng)裝置連接，通過(guò)該第一驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)該蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)，并由該蝸桿帶動(dòng)該蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，該蝸輪通過(guò)一立軸與太陽(yáng)能電池板17連接，并通過(guò)該蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)該太陽(yáng)能電池板17經(jīng)度轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使該太陽(yáng)能電池板17經(jīng)度位置發(fā)生變化；該滑動(dòng)螺旋副傳動(dòng)裝置包括一絲桿和螺母，該螺母連接太陽(yáng)能電池板17，該絲桿連接第二驅(qū)動(dòng)裝置，通過(guò)該第二驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)該絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)并使該螺母相對(duì)于絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，并由該螺母帶動(dòng)該太陽(yáng)能電池板17繞絲桿旋轉(zhuǎn)，即通過(guò)滑動(dòng)螺旋副傳動(dòng)裝置調(diào)整該太陽(yáng)能電池板17緯度位置變化。從而通過(guò)該第一驅(qū)動(dòng)裝置和第二驅(qū)動(dòng)裝置分別驅(qū)動(dòng)該機(jī)械底座裝置使該太陽(yáng)能電池板17經(jīng)緯度發(fā)生變化，使該太陽(yáng)能電池板17能夠根據(jù)太陽(yáng)位置變化進(jìn)行角度位置調(diào)整，使其始終與太陽(yáng)光垂直，最大限度的吸收太陽(yáng)能。
[0024]而且，如圖2所示，該追光控制器11包括遲滯電壓比較器和光敏傳感電路，其中，該追光控制器11至少包括四組遲滯電壓比較器，且該遲滯電壓比較器均有三極管、光敏二極管和繼電器組成；該光敏傳感電路至少包括光敏二極管Dl、D2、D3、D4、D5、D6，且該光敏二極管Dl、D2、D6安裝在該太陽(yáng)能電池板17的一側(cè)，該光敏二極管D3、D4、D5安裝在該太陽(yáng)能電池板17的另一側(cè)；當(dāng)該光敏二極管01、02、03、04、05、06同時(shí)受到環(huán)境自然光線作用時(shí)，該遲滯電壓比較器的三極管Ql和Q2的基極電壓不變；當(dāng)該光敏二極管D1、D2、D6受到太陽(yáng)光照射，而該光敏二極管D3、D4、D5必然處在陰影之中，則該光敏二極管Dl、D2、D6的內(nèi)阻減小，同時(shí)該光敏二極管D3、D4、D5的內(nèi)阻增大，而三極管Ql的基極電壓升高，從而使該三極管Ql飽和導(dǎo)通，該繼電器Kl線圈連接電源并使該繼電器Kl的轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)閉合。而此時(shí)三極管Q2的基極電壓降低，繼電器K2不動(dòng)作，其轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)斷開(kāi)，從而發(fā)送一信號(hào)給PLC控制器15的控制單元，由該P(yáng)LC控制器15控制該驅(qū)動(dòng)裝置19正轉(zhuǎn)；同理，如果該光敏二極管D3、D4、D5受太陽(yáng)光照射，繼電器K2導(dǎo)通，該繼電器Kl斷開(kāi)，則該P(yáng)LC控制器15將控制該驅(qū)動(dòng)裝置19反轉(zhuǎn)；從而使太陽(yáng)不停地偏移過(guò)程中，垂直太陽(yáng)能電池板兩側(cè)光照度的強(qiáng)弱不斷地交替變化，隨之該驅(qū)動(dòng)裝置也會(huì)進(jìn)行交替轉(zhuǎn)動(dòng)，并使該太陽(yáng)能電池板始終面朝太陽(yáng)。同時(shí)，在具體實(shí)施過(guò)程中，由于考慮到太陽(yáng)第一天從西邊下山此時(shí)太陽(yáng)能電池板板面朝西，而第二天太陽(yáng)從東邊升起，此時(shí)陽(yáng)光正對(duì)該太陽(yáng)能電池板17的背面，如果該太陽(yáng)能電池板17的背面沒(méi)有光敏二極管，則該裝置無(wú)法正常運(yùn)行，因此，該太陽(yáng)能電池板17的背面還設(shè)置有兩個(gè)光敏二極管D15和D16。而且在具體實(shí)施過(guò)程中，該遲滯電壓比較器如圖所示分別有三極管、繼電器和光敏二極管組成，具體的該四組遲滯電壓比較器交叉放置，從而使該三極管Ql基極電壓升高時(shí)，該三極管Q2基極電壓降低，該三極管Q2基極電壓升高時(shí)，該三極管Ql的基極電壓降低，從而能夠使該驅(qū)動(dòng)裝置正反轉(zhuǎn)動(dòng)既干脆又可靠，并且能夠直接避免將光敏二極管引至蔽陰處的麻煩。
[0025]另外，將該追光控制器11安裝在太陽(yáng)能電池板17上，可使該太陽(yáng)能電池板17在PLC控制器15和驅(qū)動(dòng)裝置19的控制下根據(jù)太陽(yáng)光的位置運(yùn)動(dòng)，當(dāng)太陽(yáng)偏轉(zhuǎn)一定角度時(shí)(一般5-10分鐘左右)，該P(yáng)LC控制器15發(fā)出指令，使該驅(qū)動(dòng)裝置19旋轉(zhuǎn)一段時(shí)間，從而使該太陽(yáng)能電池板17達(dá)到正對(duì)太陽(yáng)位置時(shí)停止，等待下一個(gè)太陽(yáng)偏轉(zhuǎn)角度，一直這樣間歇式運(yùn)動(dòng)；當(dāng)陰天或晚上沒(méi)有太陽(yáng)出現(xiàn)時(shí)可停止動(dòng)作。從而無(wú)需人工干預(yù)，使該太陽(yáng)能電池板17在東西向和南北向二維控制，且該追光控制器11使用直流電源電壓為6-24V。
[0026]在具體實(shí)施過(guò)程中，該P(yáng)LC控制器15與驅(qū)動(dòng)裝置19還設(shè)置有一驅(qū)動(dòng)控制器16和直流升壓電路12，具體的，該P(yáng)LC控制器15發(fā)送給該驅(qū)動(dòng)控制器16控制信號(hào)，并由該驅(qū)動(dòng)控制器16分別驅(qū)動(dòng)第一驅(qū)動(dòng)裝置和第二驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)該機(jī)械底座裝置的動(dòng)作；該直流升壓電路12如圖4所示，該直流升壓電路12包括一 LM2577芯片、熱敏二極管、若干電阻和電容，具體的，如圖所示該電阻Rl和電阻R2形成一外接的反饋電路，該反饋電路將輸出電壓按比例反饋至誤差放大器的反相端，誤差放大器把此電壓與1.23V基準(zhǔn)電壓之差放大，誤差放大器的輸出與電流傳感電壓(此電壓與vT導(dǎo)通時(shí)的電流成正比)進(jìn)行比較。當(dāng)負(fù)載變化引起輸出電壓變化時(shí)，若輸出電壓偏低，則比較器的輸出通過(guò)邏輯電路控制開(kāi)關(guān)晶體管導(dǎo)通時(shí)間延長(zhǎng)，占空比增大，電感線圈轉(zhuǎn)移能量增加，輸出電壓上升；若輸出電壓偏高，則晶體管導(dǎo)通時(shí)間縮短，占空比減小，輸出電壓下降，如此實(shí)現(xiàn)輸出電壓的穩(wěn)定輸出。過(guò)流時(shí)，內(nèi)部過(guò)流電阻反饋信號(hào)關(guān)斷開(kāi)關(guān)晶體管VT，實(shí)現(xiàn)對(duì)電路的保護(hù)；溫度過(guò)高時(shí)，器件內(nèi)部熱敏元件反饋信號(hào)關(guān)斷開(kāi)關(guān)晶體管VT，實(shí)現(xiàn)對(duì)電路的過(guò)溫保護(hù)。輸入電壓過(guò)低時(shí)，相應(yīng)的檢測(cè)電路禁止開(kāi)關(guān)晶體管VT導(dǎo)通。通過(guò)該直流升壓電路12，將12V的蓄電池的電壓進(jìn)行升壓得到24V左右的直流電壓，并將該24V的直流電壓作為驅(qū)動(dòng)裝置的工作電壓以及驅(qū)動(dòng)控制器16的控制電壓，從而保證該驅(qū)動(dòng)裝置19的正常工作。
[0027]另外，在具體實(shí)施過(guò)程中，該太陽(yáng)能電池板19和蓄電池組14之間設(shè)置有充電控制器13，通過(guò)該充電控制器13防止該蓄電池組14過(guò)充電或過(guò)放電，從而有效保護(hù)該蓄電池組14 ;且該蓄電池組14連接一交流逆變器，通過(guò)該交流逆變器將該蓄電池組14的直流輸出電壓轉(zhuǎn)換為交流輸出電壓，并供給交流負(fù)載電源。同時(shí)，如圖5所示，該充電控制器13包括依次連接的脈沖信號(hào)單元、充電開(kāi)關(guān)單元以及充電單元，該脈沖信號(hào)單元和充電開(kāi)關(guān)單元分別與太陽(yáng)能電池板連接，該充電單元與蓄電池連接；如圖5所示，在具體實(shí)施過(guò)程中，該脈沖信號(hào)單元包括第一運(yùn)算放大器IC1A，該充電開(kāi)關(guān)單元包括第一三極管Tl，該充電單元包括充電電感LI ;該第一運(yùn)算放大器IClA的同相輸入端接入太陽(yáng)能電池板，第一運(yùn)算放大器IClA的反向輸入端接地，且第一運(yùn)算放大器IClA輸出脈沖信號(hào)到第一三極管Tl的基極；該第一三極管Tl的發(fā)射極與太陽(yáng)能電池板連接,第一三極管Tl的集電極與充電電感LI的一端連接，且該充電電感LI的另一端與蓄電池的正極連接；該脈沖信號(hào)控制該第一三極管Tl不間斷導(dǎo)通，且第一三極管Tl的不間斷導(dǎo)通控制充電電感LI不間斷對(duì)蓄電池充電。在本實(shí)施例中，充電電感LI與蓄電池的正極之間串聯(lián)了一肖特基二極管D2，該肖特基二極管D2用于防止反充電；相對(duì)于使用普通二極管來(lái)說(shuō)，該肖特基二極管D2的壓降比更低，防止反充電效果更好；此外，也可以將該肖特基二極管D2更換為三極管，不過(guò)該三極管的壓降比更低，但是控制電路較復(fù)雜(在此不再贅述)。
[0028]具體的，如圖3所示，為該自動(dòng)追光裝置的具體實(shí)施的結(jié)構(gòu)圖，通過(guò)該自動(dòng)追光裝置調(diào)節(jié)太陽(yáng)能電池板的角度垂直于太陽(yáng)光，其具體的自動(dòng)追光方法包括以下步驟:
步驟1:通過(guò)追光控制器采集太陽(yáng)的位置信息，并將采集到的太陽(yáng)角度信息發(fā)送到PLC控制器；
步驟2:該P(yáng)LC控制器接收太陽(yáng)角度信息，并根據(jù)該太陽(yáng)角度信息發(fā)送一控制信號(hào)給驅(qū)動(dòng)控制器，通過(guò)該驅(qū)動(dòng)控制器驅(qū)動(dòng)該驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)機(jī)械底座裝置轉(zhuǎn)動(dòng)； 具體的，該步驟2還進(jìn)一步包括:
步驟21:所述第一驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)所述蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)所述蝸桿帶動(dòng)所述蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過(guò)所述蝸輪帶動(dòng)與所述太陽(yáng)能電池板連接的立軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使所述太陽(yáng)能電池板的經(jīng)度發(fā)生變化；
步驟22:所述第二驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)所述滑動(dòng)螺旋副的絲桿旋轉(zhuǎn)，與該絲桿配合的螺母與該絲桿相對(duì)運(yùn)動(dòng)，并帶動(dòng)所述太陽(yáng)能電池板旋轉(zhuǎn)，從而使所述太陽(yáng)能電池板的緯度發(fā)生變化；
步驟3:該機(jī)械底座裝置轉(zhuǎn)動(dòng)并將該太陽(yáng)能電池板轉(zhuǎn)動(dòng)至與太陽(yáng)光垂直的位置，并通過(guò)該太陽(yáng)能電池板將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能給蓄電池組充電；
步驟4:該追光控制器實(shí)時(shí)采集太陽(yáng)位置信息，并重復(fù)步驟I至步驟3。
[0029]通過(guò)本發(fā)明提供的太陽(yáng)能電池板的自動(dòng)追光裝置以及自動(dòng)追光方法，通過(guò)光敏二極管、驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及機(jī)械底座裝置進(jìn)行太陽(yáng)能電池板的轉(zhuǎn)動(dòng)，使其能夠與太陽(yáng)光垂直，從而有效吸收太陽(yáng)能并將其轉(zhuǎn)化為電能使用，不僅有效提高了太陽(yáng)能的利用效率，而且有效改善了太陽(yáng)能電池板的自動(dòng)跟蹤和環(huán)境污染。
[0030]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變形而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變形屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種自動(dòng)追光裝置，用于太陽(yáng)能電池板的追日，其特征在于，包括控制單元、太陽(yáng)能電池板、機(jī)械底座裝置、追光控制器、驅(qū)動(dòng)裝置和蓄電池組，其中，所述控制單元分別連接所述追光控制器和所述驅(qū)動(dòng)裝置，所述驅(qū)動(dòng)裝置連接所述機(jī)械底座裝置，所述機(jī)械底座裝置上有所述太陽(yáng)能電池板，且所述太陽(yáng)能電池板連接所述蓄電池組； 所述追光控制器包括光敏傳感電路和遲滯電壓比較器，通過(guò)所述光敏傳感電路和所述遲滯電壓比較器采集太陽(yáng)角度信息，并將所述太陽(yáng)角度信息發(fā)送至所述控制單元；所述控制單元接收所述太陽(yáng)角度信息，并控制所述驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)所述機(jī)械底座裝置動(dòng)作，通過(guò)所述機(jī)械底座裝置帶動(dòng)所述太陽(yáng)能電池板轉(zhuǎn)動(dòng)并吸收太陽(yáng)光，且通過(guò)所述太陽(yáng)能電池板給所述蓄電池組充電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)追光裝置，其特征在于，所述遲滯電壓比較器至少包括四組；其中，所述遲滯電壓比較器包括三極管、光敏二極管和繼電器，所述三極管分別與所述光敏二極管和所述繼電器連接；所述光敏傳感電路至少包括6個(gè)光敏二極管，且所述光敏二極管分別設(shè)置在所述太陽(yáng)能電池板的兩側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)追光裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)裝置至少包括第一驅(qū)動(dòng)裝置和第二驅(qū)動(dòng)裝置，且所述第一驅(qū)動(dòng)裝置和所述第二驅(qū)動(dòng)裝置分別驅(qū)動(dòng)所述機(jī)械底座裝置轉(zhuǎn)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動(dòng)追光裝置，其特征在于，所述機(jī)械底座裝置包括一蝸輪蝸桿傳動(dòng)裝置，所述蝸輪蝸桿傳動(dòng)裝置通過(guò)蝸輪和蝸桿配套連接；其中，所述蝸桿與所述第一驅(qū)動(dòng)裝置連接，通過(guò)所述第一驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)所述蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，且所述蝸輪帶動(dòng)所述蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)；所述蝸輪通過(guò)一立軸與所述太陽(yáng)能電池板連接，并通過(guò)所述蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)所述太陽(yáng)能電池板轉(zhuǎn)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自動(dòng)追光裝置，其特征在于，所述機(jī)械底座裝置還包括一滑動(dòng)螺旋副傳動(dòng)裝置，所述滑動(dòng)螺旋副傳動(dòng)裝置包括一絲桿和螺母；其中，所述絲桿連接所述第二驅(qū)動(dòng)裝置，所述螺母連接所述太陽(yáng)能電池板；通過(guò)所述第二驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)所述絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過(guò)所述螺母的相對(duì)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)所述太陽(yáng)能電池板繞所述絲桿旋轉(zhuǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)追光裝置，其特征在于，所述控制單元和所述驅(qū)動(dòng)裝置之間設(shè)置有一驅(qū)動(dòng)控制器和直流升壓電路，所述控制單元接收所述追光控制器采集的太陽(yáng)位置信息，并根據(jù)所述太陽(yáng)位置信息發(fā)送一控制信號(hào)給所述驅(qū)動(dòng)控制器和直流升壓電路，通過(guò)所述直流升壓電路和所述驅(qū)動(dòng)控制器控制所述機(jī)械底座裝置轉(zhuǎn)動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)追光裝置，其特征在于，所述太陽(yáng)能電池板和所述蓄電池組之間設(shè)置有充電控制器，且所述蓄電池組連接一交流逆變器，通過(guò)所述交流逆變器將所述蓄電池組的直流輸出電壓轉(zhuǎn)換為交流輸出電壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)追光裝置，其特征在于，所述控制單元包括一PLC控制器，所述PLC控制器用于接收所述追光控制器采集的太陽(yáng)角度信息，并根據(jù)所述太陽(yáng)角度信息控制所述機(jī)械底座裝置帶動(dòng)所述太陽(yáng)能電池板轉(zhuǎn)到與太陽(yáng)光垂直位置。
9.一種自動(dòng)追光方法，利用如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)追光裝置調(diào)節(jié)太陽(yáng)能電池板的角度垂直于太陽(yáng)光，其特征在于，包括如下步驟: 步驟1:通過(guò)所述追光控制器采集太陽(yáng)的位置信息，并將采集到的太陽(yáng)角度信息發(fā)送到 PLC控制器；步驟2:所述PLC控制器接收所述太陽(yáng)角度信息，并根據(jù)所述太陽(yáng)角度信息發(fā)送一控制信號(hào)給所述驅(qū)動(dòng)控制器，通過(guò)所述驅(qū)動(dòng)控制器驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)所述機(jī)械底座裝置轉(zhuǎn)動(dòng)； 步驟3:所述機(jī)械底座裝置轉(zhuǎn)動(dòng)并將所述太陽(yáng)能電池板轉(zhuǎn)動(dòng)至與太陽(yáng)光垂直的位置，并通過(guò)所述太陽(yáng)能電池板將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能給所述蓄電池組充電； 步驟4:所述追光控制器實(shí)時(shí)采集太陽(yáng)位置信息，并重復(fù)步驟I至步驟3。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的自動(dòng)追光方法，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)裝置至少包括第一驅(qū)動(dòng)裝置和第二驅(qū)動(dòng)裝置，且所述步驟2進(jìn)一步包括: 步驟21:所述第一驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)所述蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)所述蝸桿帶動(dòng)所述蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過(guò)所述蝸輪帶動(dòng)與所述太陽(yáng)能電池板連接的立軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使所述太陽(yáng)能電池板的經(jīng)度發(fā)生變化； 步驟22:所述第二驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)所述滑動(dòng)螺旋副的絲桿旋轉(zhuǎn)，與該絲桿配合的螺母與該絲桿相對(duì)運(yùn)動(dòng)，并帶動(dòng)所述太陽(yáng)能電池板旋轉(zhuǎn)，從而使所述太陽(yáng)能電池板的緯度發(fā)生變化。
【文檔編號(hào)】G05D3/12GK103914084SQ201410132688
【公開(kāi)日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2014年4月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月3日
【發(fā)明者】居敏花, 臧華東, 李洪群, 榮雪琴 申請(qǐng)人:蘇州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院