專利名稱：一種具有自動(dòng)跟蹤功能的太陽能發(fā)電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種太陽能發(fā)電器，屬太陽能發(fā)電設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
太陽能是無污染的清潔能源，在人類面臨能源危機(jī)和環(huán)境保護(hù)兩大生存課題的今天受到人們極大的重視，各種利用太陽能的裝置和設(shè)備不斷涌現(xiàn)，在很多領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)揮了作用。其中太陽能發(fā)電器的應(yīng)用最為廣泛，特別是小型太陽能發(fā)電裝置在中小企業(yè)和家庭中的應(yīng)用更占有太陽能發(fā)電裝置的絕大部分，為這些單位和居民提供部分生產(chǎn)和生活所需要的電力。在實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)，這些小型太陽能發(fā)電裝置絕大部分是固定式裝置，太陽能光電板采用固定的角度和位置，不能自動(dòng)跟隨太陽的移動(dòng)，在大部分時(shí)間里太陽光都是傾斜照射在光電板上的，因此光電板的光電轉(zhuǎn)換效率大為降低。雖然在有些裝置中也安裝了收集太陽光的跟蹤裝置，但結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，本身消耗的能量多，也影響了太陽能發(fā)電裝置的有效效率。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷而提供一種具有自動(dòng)跟蹤功能的太陽能發(fā)電器。
解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是一種具有自動(dòng)跟蹤功能的太陽能發(fā)電器，它包括支架1和太陽能光伏電池板2，改進(jìn)后，增設(shè)太陽能光伏電池板轉(zhuǎn)動(dòng)支承裝置和電子跟蹤器，驅(qū)動(dòng)裝置安裝在太陽能光伏電池板2板面上下兩端的中心處，并由支架1支撐，電子跟蹤器由光敏元件、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、電機(jī)3、減速器4組成，光敏元件為兩只，分別安裝在太陽能光伏電池板2上首的兩端，光敏元件的輸出連接電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的信號輸入端，后者的輸出驅(qū)動(dòng)電機(jī)3運(yùn)轉(zhuǎn)，電機(jī)3的輸出軸連接減速器4，后者的輸出軸與太陽能光伏電池板轉(zhuǎn)動(dòng)支承裝置相接，所述轉(zhuǎn)動(dòng)支承裝置由軸桿5、軸承、軸承座6組成，軸桿5安裝在太陽能光伏電池板2板面上下兩端的中心處，軸桿5配有軸承，軸承安裝在軸承座6內(nèi)，軸承座6安裝在支架1上。
上述具有自動(dòng)跟蹤功能的太陽能發(fā)電器，所述光敏元件安裝在金屬套筒7內(nèi)，套筒7的前端開口，后端固定在太陽能光伏電池板2的上首兩端，套筒7的中心軸線向外側(cè)傾斜，與水平線的夾角α為30～45°。
上述具有自動(dòng)跟蹤功能的太陽能發(fā)電器，所述光敏元件采用光敏電阻RG1、RG2，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路由運(yùn)放器U1、U2、三極管T1、T2、T3、T4、二極管D1、D2、D3、D4、電阻R1、R2、R3和電源Vcc組成，其中，光敏電阻RG1、RG2串聯(lián)后其串接點(diǎn)接運(yùn)放器U1的3腳、U2的6腳，運(yùn)放器U1的2腳、U2的5腳分別與串聯(lián)電阻R1、R2、R3的兩個(gè)連接節(jié)點(diǎn)相連接，由它提供基準(zhǔn)電壓，運(yùn)放器U1、U2的1腳、U2的7腳分別是運(yùn)放器的輸出端，三極管T1、T3的基極與運(yùn)放器U1的輸出端相連接，發(fā)射極與電機(jī)M相連接，三極管T2、T4的基極與運(yùn)放器U2的輸出端相連接，發(fā)射極與電機(jī)M相連接，三極管T3、T4采用PNP型，三極管T1、T2采用NPN型。
上述具有自動(dòng)跟蹤功能的太陽能發(fā)電器，所述套筒7為銅管，在套筒7的前端開口上安裝聚光片。
上述具有自動(dòng)跟蹤功能的太陽能發(fā)電器，所述三極管T1、T2、T3、T4的發(fā)射極和集電極之間分別并接保護(hù)二極管D1、D2、D3、D4。
本實(shí)用新型可以在太陽光不是垂直照射太陽能光伏電池板時(shí)，由兩側(cè)的光敏元件產(chǎn)生不同的阻值變化，控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路輸出不同方向的電壓驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，并帶動(dòng)電池板轉(zhuǎn)動(dòng)，直到太陽光垂直照射的位置為止。由于陽光直射，可增強(qiáng)太陽光的照射強(qiáng)度。本裝置可以全天跟蹤太陽8-10小時(shí)，比同樣面積和結(jié)構(gòu)的固定式電池板發(fā)電功率增加一倍以上，提高了太陽能電池板的發(fā)電效率。


圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的K向視圖；圖3是電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
從圖中可以看到，本實(shí)用新型由支架1、太陽能光伏電池板2、電機(jī)3、減速器4、軸桿5、軸承座6、套筒7和電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路組成。
支架1由金屬型材制成，它設(shè)有前后兩個(gè)長短不等的豎直金屬桿，兩個(gè)金屬桿的頂點(diǎn)連線與水平面的夾角為30-45度，在兩個(gè)豎直金屬桿頂端設(shè)有橫梁、橫梁上安裝軸承座6，軸承的軸向與兩個(gè)金屬桿頂點(diǎn)連線相平行。太陽能光伏電池板2的表面采用多個(gè)太陽能光電芯片串聯(lián)組成。太陽能光伏電池板2底面的上下兩端的中心位置各安裝一個(gè)軸桿5，軸桿5長100-200mm、直徑10-18mm，軸桿5的軸向與電池板底面的中心縱軸重合。軸桿5與軸承裝配完畢后，太陽能光伏電池板2可以沿著軸桿5自由轉(zhuǎn)動(dòng)。
太陽能光伏電池板2上板面上首的兩端設(shè)兩只光敏元件，分別安裝在套筒7內(nèi)，套筒7的前端開口，后端封閉，兩個(gè)套筒7中心軸線向板面外側(cè)傾斜，與水平線分別成30～45°夾角。從圖2的K方向看，兩個(gè)套筒7形成向外的八字型。本實(shí)施例套筒7為銅管，在套筒7的前端開口上安裝聚光片。光敏元件可以為光敏管、光敏電阻等元件，本實(shí)施例采用光敏電阻。運(yùn)放器采用IM358。
圖3是電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的電路原理圖。光敏電阻RG1、RG2在同等強(qiáng)度的光照或無光照時(shí)阻值相等，運(yùn)放器U1、U2的2腳、5腳電壓相等，U1、U2的輸出端1腳、7腳沒有電壓輸出，三極管T1、T2不導(dǎo)通，電機(jī)M不動(dòng)作。當(dāng)太陽光從電池板的一側(cè)照射在電池板上時(shí)，該側(cè)的光敏電阻接收的陽光較多，而另一側(cè)的光敏電阻由于被套管7的管壁阻擋，接收陽光少，因此兩個(gè)光敏電阻的阻值不一樣，造成運(yùn)放器U1、U2的2腳5腳有電壓差，它們的輸出端1腳、7腳輸出變化的電壓。后面連接的三極管T1、T2、T3、T4分別導(dǎo)通或截止，使電機(jī)3得到驅(qū)動(dòng)電壓。電機(jī)3得電轉(zhuǎn)動(dòng)，通過減速器4帶動(dòng)軸桿5轉(zhuǎn)動(dòng)，使太陽能光伏電池板2繞軸桿5轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)電池板2轉(zhuǎn)到正對太陽光照射方向時(shí)，兩個(gè)光敏電阻得到的光照大小相等，即恢復(fù)到上述電機(jī)3停轉(zhuǎn)狀態(tài)。在電機(jī)3轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其轉(zhuǎn)動(dòng)方向取決于光敏電阻RG1、RG2阻值的變化，也即取決于太陽光照射的方向，使得電機(jī)3得到的電流方向不同，電機(jī)3帶動(dòng)電池板作順時(shí)針或逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。
本實(shí)用新型可以白天跟蹤太陽8-10小時(shí)，比同樣面積和結(jié)構(gòu)的固定式太陽能發(fā)電功率增加一倍以上。經(jīng)測算，1平方米的光伏電池板可以產(chǎn)生110W電功率，其輸出電流達(dá)到3～7A，輸出電壓13-22V。
權(quán)利要求1.一種具有自動(dòng)跟蹤功能的太陽能發(fā)電器，它包括支架[1]、太陽能光伏電池板[2]，其特征在于增設(shè)太陽能光伏電池板轉(zhuǎn)動(dòng)支承裝置和電子跟蹤器，驅(qū)動(dòng)裝置安裝在太陽能光伏電池板[2]板面上下兩端的中心處，并由支架[1]相支撐，電子跟蹤器由光敏元件、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、電機(jī)[3]、減速器[4]組成，光敏元件為兩只，分別安裝在太陽能光伏電池板[2]上首的兩端，光敏元件的輸出連接電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的信號輸入端，后者的輸出驅(qū)動(dòng)電機(jī)[3]運(yùn)轉(zhuǎn)，電機(jī)3的輸出軸連接減速器[4]，后者的輸出軸與太陽能光伏電池板轉(zhuǎn)動(dòng)支承裝置相接，所述太陽能光伏電池板轉(zhuǎn)動(dòng)支承裝置由軸桿[5]、軸承、軸承座[6]組成，軸桿[5]安裝在太陽能光伏電池板[2]板面上下兩端的中心處，軸桿[5]配有軸承，軸承安裝在軸承座[6]內(nèi)，軸承座[6]安裝在支架[1]上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有自動(dòng)跟蹤功能的太陽能發(fā)電器，其特征在于所述光敏元件安裝在金屬套筒[7]內(nèi)，套筒[7]的前端開口，后端固定在太陽能光伏電池板[2]的上首兩端，套筒[7]的中心軸線向外側(cè)傾斜，與水平線的夾角α為30～45°。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有自動(dòng)跟蹤功能的太陽能發(fā)電器，其特征在于光敏元件采用光敏電阻RG1、RG2，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路由運(yùn)放器U1、U2、三極管T1、T2、T3、T4、二極管D1、D2、D3、D4、電阻R1、R2、R3和電源Vcc組成，其中，光敏電阻RG1、RG2串聯(lián)后其串接點(diǎn)接運(yùn)放器U1的3腳、U2的6腳，運(yùn)放器U1的2腳、U2的5腳分別與串聯(lián)電阻R1、R2、R3的兩個(gè)連接節(jié)點(diǎn)相連接，由它提供基準(zhǔn)電壓，運(yùn)放器U1、U2的1腳、U2的7腳分別是運(yùn)放器的輸出端，三極管T1、T3的基極與運(yùn)放器U1的輸出端相連接，發(fā)射極與電機(jī)M相連接，三極管T2、T4的基極與運(yùn)放器U2的輸出端相連接，發(fā)射極與電機(jī)M相連接，三極管T3、T4采用PNP型，三極管T1、T2采用NPN型。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有自動(dòng)跟蹤功能的太陽能發(fā)電器，其特征在于所述套筒[7]為銅管，在套筒[7]的前端開口上安裝聚光片。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有自動(dòng)跟蹤功能的太陽能發(fā)電器，其特征在于所述三極管T1、T2、T3、T4的發(fā)射極和集電極之間分別并接保護(hù)二極管D1、D2、D3、D4。
專利摘要一種具有自動(dòng)跟蹤功能的太陽能發(fā)電器，屬于太陽能發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，用于解決太陽能發(fā)電器的自動(dòng)跟蹤問題，其技術(shù)方案是它包括支架、太陽能光伏電池板，轉(zhuǎn)動(dòng)支承裝置和電子跟蹤器所述驅(qū)動(dòng)裝置安裝在太陽能光伏電池板板面上下兩端的中心處，由支架支撐，電子跟蹤器由光敏元件、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、電機(jī)、減速器組成，光敏元件為兩只，分別安裝在太陽能光伏電池板上板面上首的兩端，光敏元件的輸出控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的轉(zhuǎn)向，從而驅(qū)動(dòng)光伏電池板轉(zhuǎn)動(dòng)達(dá)到跟蹤的目的。本實(shí)用新型可以全天跟蹤太陽8－10小時(shí)，比同樣面積和結(jié)構(gòu)的固定式電池板全天發(fā)電功率增加一倍以上。
文檔編號F24J2/38GK2692591SQ200420016109
公開日2005年4月13日 申請日期2004年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月23日
發(fā)明者張靜園, 張?jiān)荷? 朱桐基, 張懷杰 申請人:石家莊市環(huán)日太陽能能源利用服務(wù)有限公司