專利名稱：高精確智能化追日系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于清潔能源、太陽跟蹤裝置制造及控制領(lǐng)域，特別涉及高精確智能化追日系統(tǒng)及其控制方法。
背景技術(shù)：
太陽是一個熾熱的氣態(tài)球體，一個巨大、久遠、用之不竭的能源。太陽能作為一種清潔的、沒有任何污染的能源越來越受到和引起世界各國的關(guān)注和極大的興趣。迄今，太陽能的利用已日益廣泛，它包括太陽能的光熱利用，太陽能的光電利用和太陽能的光化學利用等。從長遠前景來看，在新能源中，光伏發(fā)電是最具潛力的戰(zhàn)略替代發(fā)電手段。相關(guān)專家預測，到本世紀后期，太陽能發(fā)電將在世界電能結(jié)構(gòu)中占據(jù)80 %的位置。然而，由于技術(shù)問題，迄今商業(yè)化的光伏發(fā)電裝置/太陽能電池的價格太高、光電轉(zhuǎn)換效率過底。在城市電力系統(tǒng)中，高昂的一次性投資成本無疑更為光伏發(fā)電裝置/太陽能電池產(chǎn)品推廣增加了難度，大規(guī)模開發(fā)和利用光伏太陽能發(fā)電，提高電池的光電轉(zhuǎn)換效率和降低生產(chǎn)成本成為核心所在。因此，提高效率，降低成本，擴大規(guī)模成為現(xiàn)今開發(fā)、生產(chǎn)光伏發(fā)電裝置/太陽能電池的主題。中國專利公開說明書CN02222766. 0提出了一種微功耗定時太陽跟蹤裝置，由一個步進式驅(qū)動的機械傳動機構(gòu)和微電腦控制電路部分組成。步進式驅(qū)動的機械傳動機構(gòu)由步進電機、蝸輪和蝸桿組成。微電腦控制電路部分由MOSFET步進電機驅(qū)動電路、光電位置傳感器電路、單片機芯片、實時時鐘芯片和鍵盤顯示電路組成。它利用地球以每小時自轉(zhuǎn)15 度的規(guī)律，通過微電腦控制系統(tǒng)和步進式驅(qū)動的機械傳動機構(gòu)使太陽射線以接近0度的入射角進入太陽能裝置，提高太陽能裝置的太陽能轉(zhuǎn)換效率。但該裝置需較高造價。中國專利公開說明書CN200910039131. X涉及一種太陽能發(fā)電機自動跟蹤控制電路。該控制電路由兩大部分組成，一是水平方位角跟蹤電路；二是豎直仰角跟蹤電路，水平方位角跟蹤電路和豎直仰角跟蹤電路驅(qū)動各自的直流電動機M1和M2,水平方位角跟蹤電路和豎直仰角跟蹤電路分別由各自的輸入電路、邏輯電路和輸出電路組成，其中，輸入電路的輸入端由光敏二極管和傾斜角開關(guān)檢測到的電信號，加以數(shù)字化后接至邏輯電路的編碼端，然后再根據(jù)實時控制的需要，經(jīng)邏輯電路的譯碼電路譯碼并輸出相應的指令，最后接至輸出電路，從而由輸出電路控制電機的轉(zhuǎn)動和轉(zhuǎn)向。但該裝置過于復雜。中國專利公開說明書CN200910096891. 4公開了一種光伏發(fā)電定日自動跟蹤控制系統(tǒng)，該光伏發(fā)電定日自動跟蹤控制系統(tǒng)包括高度角驅(qū)動電路或/和方位驅(qū)動電路，該兩個驅(qū)動電路至少由定日跟蹤探頭通過控制電路控制。該系統(tǒng)具有開機后從初始位置連續(xù)跟蹤、運行過程中間歇式跟蹤、太陽落下后水平方位自動返回正東面、臺風到來時高度角自動回平等功能；能夠全天候任意位置啟動，能自動搜索到太陽光線并進行持續(xù)跟蹤，可采用直流或交流減速電機驅(qū)動。但由于太陽的初始方位及運行軌道等每天都不一樣，即日出并非每天都在正東面，而且僅靠光敏元件信號指令來開始或停止太陽跟蹤，因此該系統(tǒng)跟蹤精度不夠高，且該系統(tǒng)也過于復雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供高精確智能化追日系統(tǒng)及其控制方法，以克服現(xiàn)有追日系統(tǒng)及其控制方法的不足。本發(fā)明的顯著優(yōu)點是本發(fā)明提供的追日系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單，功能眾多，造價低廉， 可以大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)；本發(fā)明提供的控制方法簡單，應用廣泛，即適用于三維太陽跟蹤裝置也用于二維太陽跟蹤裝置。本發(fā)明的另一個顯著優(yōu)點是本發(fā)明提供的追日系統(tǒng)在其智能化控制方法控制下，能節(jié)能、高精確地跟蹤太陽，并智能化、不失時機地自動采集太陽光、自我保護及特別適于在野外各種惡劣環(huán)境中和無人值守的情況下運作，從而比世界現(xiàn)有的、含同等維數(shù)跟蹤機構(gòu)的追日系統(tǒng)具有更高的采光能力/太陽能發(fā)電能力、更好的運作環(huán)境適應能力和更長的運行壽命。一般，日落時，太陽光因為受到地球大氣層的影響而產(chǎn)生折射、瑞利散射，天空通常彌漫著漫天紅霞。日落的顏色可以因為地球的大氣現(xiàn)象而增強，如自然界的云、煙及霧及人為制造的廢氣。由于大氣層受到了太陽光照射了整天之故，日落的顏色往往較日出的顏色亮麗。此外，由于在日照的整天里，太陽光照射至地球的表面，減低了相對濕度，但增加了風速及湍流，而使得灰塵留在空氣里，日落時大氣層低空帶比日出時有著較多的灰塵，日落的時間也會隨著季節(jié)及各地方緯度的不同而改變。傳統(tǒng)上認為在北半球，冬至時日落的時間最早，然而事實上日落最早的時間應是12月初。同一道理，日落最晚的時間并非在夏至時，而應在7月尾。即使在赤道地區(qū)，日出及日落的時間在全年里也會有少量變更，這些變化可以用日行跡表達。本發(fā)明人在本發(fā)明涉及的高精確智能化追日系統(tǒng)及其控制方法中考慮或利用到了這些現(xiàn)象。本發(fā)明涉及的高精確智能化追日系統(tǒng)包括一個或多個帶有太陽跟蹤機構(gòu)的采光面板，監(jiān)控裝置，控制裝置，人機界面單元，采光面板方位變化的調(diào)節(jié)機構(gòu)，電機和/或減速機構(gòu)，在控制裝置控制下，該系統(tǒng)至少具備下列功能中的一種、多種或全部1)采光面板在每天日出之前已經(jīng)正面朝著日出方向至少10分鐘，以采集日出前的亮光、霞光，并在日出時刻開始追日運動；2)采光面板在日落時刻停止追日運動，但仍然正面朝著日落方向至少10分鐘，以采集日落后的亮光、霞光；3)地面覆雪但不出太陽時，采光面板面與其支撐主柱之中心線的夾角小于等于 60°，以便采光面板采集雪面光；4)陰、雨和雪天中又出現(xiàn)太陽時，采光面板由停動狀態(tài)，自動搜索到太陽光進行追日運動，以便采光面板不失時機采集太陽光；5)刮臺風時，采光面板自動停動或由正進行的追日運動轉(zhuǎn)為停動，采光面板的邊側(cè)朝向風來方向，以避免追日系統(tǒng)受損；6)下冰雹或大沙塵時，采光面板自動停動，采光面板面與其支撐主柱之中心線的夾角小于等于60°，以避免采光面板面與冰雹或大沙塵正面相碰而受損及采光面板面上被覆蓋過多沙塵；7)下雨和/或雪時，采光面板自動停動，采光面板面與其支撐主柱之中心線的夾角小于等于60°，以避免采光面板面承受過多的冰雪或水而受損；8)出現(xiàn)太陽但下雨時，采光面板自動進行追日運動，以便采光面板不失時機采集太陽光；9)在陰天、非太陽光照期間或非光面板回位期間(追日時除外)，采光面板自動停動，以節(jié)約追日系統(tǒng)的驅(qū)動能量；10)采光面板故障、其中太陽能電池故障和/或面板表面污漬程度自動檢測，以便及時排除故障或清除污漬，使采光面板最大程度地采集太陽光。本發(fā)明涉及的太陽跟蹤機構(gòu)包括三維(三軸)太陽跟蹤機構(gòu)，二維(雙軸)太陽跟蹤機構(gòu)，例如在一個驅(qū)動源驅(qū)動下同時進行朝陽方位、高度和赤緯的三維連動太陽跟蹤機構(gòu)；在一個驅(qū)動源驅(qū)動下同時進行朝陽方位和高度的二維連動及由另一個驅(qū)動源驅(qū)動進行赤緯的組合式三維太陽跟蹤機構(gòu)；在三個驅(qū)動源驅(qū)動下獨自進行朝陽方位、高度和赤緯的三維太陽跟蹤機構(gòu)；在一個驅(qū)動源驅(qū)動下同時進行朝陽方位和高度的二維連動太陽跟蹤機構(gòu)；在二個驅(qū)動源驅(qū)動下獨自進行朝陽方位和高度的二維太陽跟蹤機構(gòu)。。本發(fā)明涉及的監(jiān)控裝置包括溫度探測元件，故障報警元件，光敏元件，光電探測器，風速風向檢測儀，冰雹撞擊儀或瞬時測重儀。所有這些探測元器件/儀可以部分或全部安裝在采光面板表面上、太陽跟蹤機構(gòu)中/上或太陽跟蹤機構(gòu)附近。較好地是，溫度探測元件，光敏元件，光電探測器安裝在采光面板表面上?？刂蒲b置包括微處理器，實時時鐘，信號處理器，電源，電源電路或功能控制電路。電機包括恒速電機，變速電機，換向電機，伺服電機或步進電機。本發(fā)明涉及的高精確智能化追日系統(tǒng)的控制方法包括1)通過人機界面單元至少給定采光面板所在地的經(jīng)緯度，由控制裝置按照公知的天文學中理論或修正的日出及日落時刻計算公式確定采光面板所在地、采光面板追日運動開始日的日出、日落時刻或太陽光照時長(時間)，并在控制裝置控制下，由電機直接或通過減速機構(gòu)驅(qū)動采光面板方位變化的調(diào)節(jié)機構(gòu)，使采光面板在日出前已正面朝著日出方向至少10分鐘，在日出時刻開始追日運動，在日落時刻停止追日運動，停止追日運動后，使采光面板仍然面朝日落方向至少10分鐘，然后使采光面板回位、正面朝著次日日出方向；日出及日落的時間還可以借由跟蹤太陽的軌跡而計算得到；2)由控制裝置根據(jù)溫度探測元件實時反饋的采光面板表面或其它物體表面下流的水溫或下落的物體溫度，判斷正在下雨、下小雪、下大雪還是雨雪并下，若在下雨和/或雪，則控制采光面板面與其支撐主柱之中心線的夾角成小于等于60°后自動停動；若在下大雪，也控制采光面板面與其支撐主柱之中心線的夾角成小于等于60°后自動停動；若在下雨和/或雪中出現(xiàn)太陽時，光敏元件或光電探測器實時反饋的照度值告訴控制裝置出現(xiàn)了太陽，則控制裝置根據(jù)光敏元件搜索到的太陽光方位值，進行運算、比較和發(fā)出指令，使由電機直接或通過減速機構(gòu)驅(qū)動采光面板方位變化的調(diào)節(jié)機構(gòu)執(zhí)行機構(gòu)動作，驅(qū)使機械部分推動采光面板由停動狀態(tài)開始旋轉(zhuǎn)，調(diào)整偏差，保證采光面板面正對太陽進行追日運動， 直至日落時刻停止追日運動，使采光面板仍然面朝日落方向至少10分鐘，然后使采光面板回位、正面朝著次日日出方向；其中，可根據(jù)采光面板所在地的氣候寒暖程度來設(shè)定判斷是下雨、下小雪、下大雪還是雨雪并下時的下流物的溫度值，一般，當下流水溫或下落物體溫度大于約5度時，可令控制裝置判斷成在下雨，當下流水溫或下落物體溫度小于約-1度時，可令控制裝置判斷成在下大雪，當下流水溫或下落物體溫度約在-1至2度時，可令控制裝置判斷成在下小雪，當下流水溫或下落物體溫度約在0至5度時，可令控制裝置判斷成在下雨雪；一般，僅在冬季才啟動下雪判斷機能；3)由控制裝置根據(jù)光敏元件實時反饋的照度值，判斷追日系統(tǒng)是否正處于非太陽光照或陰天中，若是，則控制采光面板回位、正面朝著次日日出方向后自動停動，若光敏元件或光電探測器實時反饋的照度值告訴控制裝置又出現(xiàn)了太陽，則控制裝置根據(jù)光敏元件搜索到的太陽光方位值，使采光面板面正對太陽進行追日運動，直至日落時刻停止追日運動，使采光面板仍然面朝日落方向至少10分鐘，然后使采光面板回位、正面朝著次日日出方向；一般，晴天的照度值約為30000 3000001UX，日出日落的照度值約為3001ux，陰天可定義為天空陰暗，密布云層，或天空雖有云隙而仍感到陰暗(中、低云總云量在8/10及以上)，陽光很少或不能透過云層，偶爾從云縫中可見到微弱陽光的天氣現(xiàn)象，陰天的照度值約為1000 30001uX ；但為了使采光面板獲得較多的光量，可在500 20001ux間取值為判斷陰天的照度值；4)由控制裝置根據(jù)風速風向檢測儀實時反饋的風速，判斷追日系統(tǒng)是否正處于刮臺風時，當風力達到8級或預定級數(shù)時，則按風向檢測儀指示的風向信號，控制采光面板的邊側(cè)朝向風來方向，然后停動，當再次日出時或當采光面板回位后使采光面板再進行追日運動，直至日落時刻停止追日運動，使采光面板仍然面朝日落方向至少10分鐘，然后使采光面板回位、正面朝著次日日出方向；一般，臺風的風力在8級或以上，可設(shè)定臺風的風力為8級，但為了更好地保護采光面板/追日系統(tǒng)，可設(shè)定當風力達到6級時即令采光面板按風力達到了臺風級時的規(guī)定而動作，風向檢測范圍應定為0 360° ；5)由控制裝置根據(jù)冰雹撞擊儀或瞬時測重儀實時反饋的安置在采光面板表面或其附近的冰雹撞擊儀或瞬時測重儀表面上降落物體的重量或撞擊值轉(zhuǎn)換成的電子信號，經(jīng)信號處理器等判斷追日系統(tǒng)是否正處于下冰雹或大沙塵時，若是，則控制采光面板面與其支撐主柱之中心線的夾角成小于等于60°后自動停動；當重量或撞擊值在一定時間單位內(nèi)為零或接近零時，則判斷追日系統(tǒng)不處于下冰雹或大沙塵時，此時，若光敏元件或光電探測器實時反饋的照度值告訴控制裝置出現(xiàn)了太陽，則控制裝置根據(jù)光敏元件搜索到的太陽光方位值，進行運算、比較和發(fā)出指令，使機電機構(gòu)執(zhí)行機構(gòu)動作，驅(qū)使機械部分推動采光面板由停動狀態(tài)開始旋轉(zhuǎn)，調(diào)整偏差，保證采光面板面正對太陽進行追日運動，直至日落時刻停止追日運動，使采光面板仍然面朝日落方向至少10分鐘，然后使采光面板回位、正面朝著次日日出方向；一般，可以設(shè)定重量或撞擊值為零或接近零時為判斷追日系統(tǒng)不處于下冰雹或大沙塵時的判斷值、大于約3kg/m2的取值作為判斷追日系統(tǒng)處于下冰雹時的判斷值、在接近零至約2kg/m2間的取值作為判斷追日系統(tǒng)處于下大沙塵時的判斷值；通常僅在冬季才啟動下冰雹判斷機能；6)由控制裝置根據(jù)系統(tǒng)實時反饋的I-V特性值或電壓值，進行運算、比較有源電阻新值與舊值，來判斷采光面板表面污漬程度，給出警示；和/或7)由控制裝置根據(jù)系統(tǒng)實時反饋的電流或電壓值，進行運算、比較，通過斷電、電壓值變化判斷采光面板故障或采光面板中太陽能電池故障，并指令故障報警元件報警。本發(fā)明涉及的高精確智能化追日系統(tǒng)的控制方法進而包括通過人工根據(jù)氣象預報提前輸入數(shù)據(jù)或?qū)崟r手動操作來實現(xiàn)如權(quán)利要求1中所述的系統(tǒng)功能中的一種、多種或全部。


圖1是本發(fā)明所涉及的高精確智能化追日系統(tǒng)中太陽跟蹤機構(gòu)相關(guān)夾角示意圖。圖2是本發(fā)明所涉及的高精確智能化追日系統(tǒng)及其控制方法的示意圖。
具體實施例方式下面通過具體實施方式
進一步說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不限于在實施方式說明范圍內(nèi)。如圖1和圖2所示，本發(fā)明實施例中追日系統(tǒng)包括采光面板(1)，采光面板的支撐主柱(2)，支撐主柱之中心線(3)，監(jiān)控裝置(4)，控制裝置(5)，人機界面單元(6)，電機 (7)，光面板方位變化的調(diào)節(jié)機構(gòu)(8)。實施例1本發(fā)明實施例(參照圖1和圖2)如圖1和圖2所示的本發(fā)明涉及的高精確智能化追日系統(tǒng)包括采光面板(1)，采光面板的支撐主柱(2)，支撐主柱之中心線(3)，監(jiān)控裝置 (4)，控制裝置(5)，人機界面單元(6)，電機(7)，采光面板方位變化的調(diào)節(jié)機構(gòu)(8)。如圖2所示，安裝好高精確智能化追日系統(tǒng)，通過人機界面單元(6)至少給定追日系統(tǒng)即采光面板(1)所在地的經(jīng)緯度，由控制裝置(5)按照公知的天文學中理論或修正的日出及日落時刻計算公式確定采光面板(1)所在地、采光面板(1)追日運動開始日的日出、 日落時刻或太陽光照時長(時間)，并在控制裝置(5)控制下，由電機(7)直接驅(qū)動采光面板(1)方位變化的調(diào)節(jié)機構(gòu)，使采光面板(1)在日出前已正面朝著日出方向(未圖示)至少10分鐘，在日出時刻開始追日運動，在日落時刻停止追日運動，停止追日運動后，使采光面板(1)仍然面朝日落方向(未圖示)至少10分鐘，然后使采光面板(1)回位、正面朝著次日日出方向(未圖示)。實施例2參照圖1和圖2 當監(jiān)控裝置(4)中的風速風向檢測儀(未圖示)探測到風力為 7級時，并實時反饋給控制裝置(5)，由此控制裝置(5)判斷正在刮大風，并指令電機(7)驅(qū)動采光面板(1)方位變化的調(diào)節(jié)機構(gòu)(8)執(zhí)行機構(gòu)動作，驅(qū)使機械部分推動采光面板(1) 按風向檢測儀(未圖示)指示的風向信號，控制采光面板(1)的邊側(cè)朝向風來方向，然后停動。實施例3參照圖1和圖2 某日，上午10點，監(jiān)控裝置⑷中的溫度探測元件(未圖示)探測到采光面板(1)表面上正下流的水溫為約7度時，并實時反饋給控制裝置(5)，由此控制裝置(5)判斷正在下雨，并指令電機(7)直接驅(qū)動采光面板(1)方位變化的調(diào)節(jié)機構(gòu)(8) 執(zhí)行機構(gòu)動作，驅(qū)使機械部分推動采光面板(1)由旋轉(zhuǎn)狀態(tài)至采光面板(1)面與其支撐主柱(2)之中心線(3)的夾角成小于等于60°后自動停動。實施例4參照圖1和圖2 某下雪天，下午3點，監(jiān)控裝置(4)中的光敏元件(未圖示)探測到照度值達到350001UX，并實時反饋給控制裝置(5)，由此控制裝置(5)判斷出現(xiàn)了太陽，并根據(jù)光敏元件(未圖示)搜索到的太陽光方位值，進行運算、比較，指令電機(7)直接驅(qū)動采光面板(1)方位變化的調(diào)節(jié)機構(gòu)(8)執(zhí)行機構(gòu)動作，驅(qū)使機械部分推動采光面板(1) 由停動狀態(tài)(采光面板(1)面與其支撐主柱(2)之中心線(3)的夾角成小于等于60° )， 開始旋轉(zhuǎn)，調(diào)整偏差，保證采光面板(1)面正對太陽進行追日運動，直至日落時刻停止追日運動，使采光面板(1)仍然面朝日落方向(未圖示)至少10分鐘，然后使采光面板(1)回位、正面朝著次日日出方向(未圖示)。
權(quán)利要求
1.高精確智能化追日系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個或多個帶有太陽跟蹤機構(gòu)的采光面板，監(jiān)控裝置，控制裝置，人機界面單元，采光面板方位變化的調(diào)節(jié)機構(gòu)，電機和/或減速機構(gòu)，其特征在于在控制裝置控制下，該系統(tǒng)至少具備下列功能中的一種、多種或全部1)采光面板在每天日出之前已經(jīng)正面朝著日出方向至少10分鐘，并在日出時刻開始追日運動；2)采光面板在日落時刻停止追日運動，但仍然正面朝著日落方向至少10分鐘；3)地面覆雪但不出太陽時，采光面板面與其支撐主柱之中心線的夾角小于等于60°；4)陰、雨和雪天中又出現(xiàn)太陽時，采光面板由停動狀態(tài)，自動搜索到太陽光進行追日運動；5)刮臺風時，采光面板自動停動或由正進行的追日運動轉(zhuǎn)為停動，采光面板的邊側(cè)朝向風來方向；6)下冰雹或大沙塵時，采光面板自動停動，采光面板面與其支撐主柱之中心線的夾角小于等于60° ；7)下雨和/或雪時，采光面板自動停動，采光面板面與其支撐主柱之中心線的夾角小于等于60° ；8)出現(xiàn)太陽但下雨時，采光面板自動進行追日運動；9)在陰天、非太陽光照期間或非光面板回位期間(追日時除外)，采光面板自動停動；10)采光面板故障、其中太陽能電池故障和/或面板表面污漬程度自動檢測。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精確智能化追日系統(tǒng)，其特征在于所述的太陽跟蹤機構(gòu)包括三維太陽跟蹤機構(gòu)，二維太陽跟蹤機構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精確智能化追日系統(tǒng)，其特征在于所述的監(jiān)控裝置包括溫度探測元件，故障報警元件，光敏元件，光電探測器，風速風向檢測儀，冰雹撞擊儀或瞬時測重儀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精確智能化追日系統(tǒng)，其特征在于所述的控制裝置包括微處理器，實時時鐘，信號處理器，電源，電源電路或功能控制電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精確智能化追日系統(tǒng)，其特征在于所述的電機包括恒速電機，變速電機，換向電機，伺服電機或步進電機。
6.實施如權(quán)利要求1所述的高精確智能化追日系統(tǒng)的控制方法，其特征在于所述的方法包括1)通過人機界面單元至少給定采光面板所在地的經(jīng)緯度，由控制裝置按照公知的天文學中理論或修正的日出及日落時刻計算公式確定采光面板所在地、采光面板追日運動開始日的日出、日落時刻或太陽光照時長(時間)，并在控制裝置控制下，由電機直接或通過減速機構(gòu)驅(qū)動采光面板方位變化的調(diào)節(jié)機構(gòu)，使采光面板在日出前已正面朝著日出方向至少 10分鐘，在日出時刻開始追日運動，在日落時刻停止追日運動，停止追日運動后，使采光面板仍然面朝日落方向至少10分鐘，然后使采光面板回位、正面朝著次日日出方向；2)由控制裝置根據(jù)溫度探測元件實時反饋的采光面板表面或其它物體表面下流的水溫或下落的物體溫度，判斷正在下雨、下小雪、下大雪還是雨雪并下，若在下雨和/或雪，則控制采光面板面與其支撐主柱之中心線的夾角成小于等于60°后自動停動；若在下大雪， 也控制采光面板面與其支撐主柱之中心線的夾角成小于等于60°后自動停動；若在下雨和/或雪中出現(xiàn)太陽時，光敏元件或光電探測器實時反饋的照度值告訴控制裝置出現(xiàn)了太陽，則控制裝置根據(jù)光敏元件搜索到的太陽光方位值，進行運算、比較和發(fā)出指令，使由電機直接或通過減速機構(gòu)驅(qū)動采光面板方位變化的調(diào)節(jié)機構(gòu)執(zhí)行機構(gòu)動作，驅(qū)使機械部分推動采光面板由停動狀態(tài)開始旋轉(zhuǎn)，調(diào)整偏差，保證采光面板面正對太陽進行追日運動，直至日落時刻停止追日運動，使采光面板仍然面朝日落方向至少10分鐘，然后使采光面板回位、正面朝著次日日出方向；3)由控制裝置根據(jù)光敏元件實時反饋的照度值，判斷追日系統(tǒng)是否正處于非太陽光照或陰天中，若是，則控制采光面板回位、正面朝著次日日出方向后自動停動，若光敏元件或光電探測器實時反饋的照度值告訴控制裝置又出現(xiàn)了太陽，則控制裝置根據(jù)光敏元件搜索到的太陽光方位值，使采光面板面正對太陽進行追日運動，直至日落時刻停止追日運動，使采光面板仍然面朝日落方向至少10分鐘，然后使采光面板回位、正面朝著次日日出方向；4)由控制裝置根據(jù)風速風向檢測儀實時反饋的風速，判斷追日系統(tǒng)是否正處于刮臺風時，當風力達到8級或預定級數(shù)時，則按風向檢測儀指示的風向信號，控制采光面板的邊側(cè)朝向風來方向，然后停動，當再次日出時或當采光面板回位后使采光面板再進行追日運動， 直至日落時刻停止追日運動，使采光面板仍然面朝日落方向至少10分鐘，然后使采光面板回位、正面朝著次日日出方向；5)由控制裝置根據(jù)冰雹撞擊儀或瞬時測重儀實時反饋的安置在采光面板表面或其附近的冰雹撞擊儀或瞬時測重儀表面上降落物體的重量或撞擊值轉(zhuǎn)換成的電子信號，經(jīng)信號處理器判斷追日系統(tǒng)是否正處于下冰雹或大沙塵時，若是，則控制采光面板面與其支撐主柱之中心線的夾角成小于等于60°后自動停動；當重量或撞擊值在一定時間單位內(nèi)為零或接近零時，則判斷追日系統(tǒng)不處于下冰雹或大沙塵時，此時，若光敏元件或光電探測器實時反饋的照度值告訴控制裝置出現(xiàn)了太陽，則控制裝置根據(jù)光敏元件搜索到的太陽光方位值，進行運算、比較和發(fā)出指令，使機電機構(gòu)執(zhí)行機構(gòu)動作，驅(qū)使機械部分推動采光面板由停動狀態(tài)開始旋轉(zhuǎn)，調(diào)整偏差，保證采光面板面正對太陽進行追日運動，直至日落時刻停止追曰運動，使采光面板仍然面朝日落方向至少10分鐘，然后使采光面板回位、正面朝著次日日出方向；6)由控制裝置根據(jù)系統(tǒng)實時反饋的I-V特性值或電壓值，進行運算、比較，判斷采光面板表面污漬程度，給出警示；和/或7)由控制裝置根據(jù)系統(tǒng)實時反饋的電流或電壓值，進行運算、比較，判斷采光面板故障或采光面板中太陽能電池故障，并指令故障報警元件報警。
7.實施如權(quán)利要求1所述的高精確智能化追日系統(tǒng)的控制方法，其特征在于所述的方法進而包括通過人工根據(jù)氣象預報提前輸入數(shù)據(jù)或?qū)崟r手動操作來實現(xiàn)如權(quán)利要求1 中所述的系統(tǒng)功能中的一種、多種或全部。
全文摘要
本發(fā)明涉及高精確智能化追日系統(tǒng)及其控制方法，該系統(tǒng)包括一個或多個帶有太陽跟蹤機構(gòu)的采光面板，監(jiān)控裝置，控制裝置，人機界面單元，采光面板方位變化的調(diào)節(jié)機構(gòu)，電機和/或減速機構(gòu)，具有多種特殊功能；其控制方法包括通過人機界面單元至少給定采光面板所在地的經(jīng)緯度，控制追日系統(tǒng)按日出及日落時刻在各種條件下進行最佳化的追日采光運動。
文檔編號G05D3/00GK102200781SQ20101012995
公開日2011年9月28日 申請日期2010年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月23日
發(fā)明者劉文韜, 劉津平, 高霞 申請人:劉津平, 江西杰彼新能源有限公司