專利名稱：一種太陽能電池板裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及太陽能轉(zhuǎn)換技術(shù)領域，具體地說，涉及一種自動跟蹤太陽光的太陽能電池板裝置。
背景技術(shù)：
太陽能是一種取之不盡、用之不竭的能源，是目前前景很廣闊的綠色能源，且已被廣泛應用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與家用電器當中。例如，在空調(diào)制冷技術(shù)領域中使用太陽能技術(shù)，將太陽光吸收轉(zhuǎn)化為電能，將一定面積的太陽能電池板固定在金屬支架上，利用太陽能電池板吸收陽光的能量轉(zhuǎn)化成電能，通過逆變器升壓后給變頻空調(diào)供電，同時配備蓄電池儲存多余的電能，這種固定式太陽能電池板的局限性在于太陽能電池板不能隨太陽的運轉(zhuǎn)進行同步轉(zhuǎn)動，由于不能持續(xù)保持太陽能電池板與太陽光垂直，造成太陽能的利用率在一定程度上受到影響。太陽能的吸收效率在很大程度上由太陽能電池板與光線的入射角度決定，陽光被太陽能電池板所吸收時，若太陽能電池板不能自動跟蹤太陽的正射角，將使太陽能電池板吸收太陽的光能大打折扣。目前，有的電池板能夠自動跟蹤太陽光，但因其頻繁啟動或停止電機，使電機的使用壽命大大減小，在維修方面帶來一定的麻煩與費用外，也給人們的生產(chǎn)、生活帶來一定的影響。

實用新型內(nèi)容本實用新型所解決的問題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，設計一種能自動根據(jù)太陽光方向來調(diào)整太陽能電池板朝向的具有全方位自動跟蹤功能的太陽能電池板裝置，有效提高太陽能的利用率。本實用新型所采用的技術(shù)方案是一種太陽能電池板裝置，包括太陽能電池板、支架，還包括光電傳感器，控制芯片，以及由電機驅(qū)動的、可使太陽能電池板在不同方向旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動機構(gòu)；所述光電傳感器連接控制芯片的輸入端，所述控制芯片的輸出端連接電機的驅(qū)動電路。所述太陽能電池板的正面上設置有光電傳感器，所述太陽能電池板的背面也設置有光電傳感器。所述太陽能電池板的背面分別在東、面、西、北方向各設置一個光電傳感器。所述太陽能電池板的背面設有導軌，導軌內(nèi)設有相適配的滑塊，所述光電傳感器固定在滑塊上。在太陽能電池板的背面沿東、面、西、北方向?qū)ΨQ設置有導軌。所述支架上設有三條或以上的拉索，拉索的一端連接固定基面。所述支架上設有過線孔。本實用新型的有益效果是本實用新型解決了除此之外的一些自動跟蹤太陽光的電池板裝置在無光源可利用的情況下仍工作而損耗電能的問題，實現(xiàn)了太陽能利用的最大化。本實用新型減少了步進電機啟動和停止運行的次數(shù)，有效地減少了誤動作和延長了步進電機的使用壽命。

圖1是本實用新型太陽能電池板裝置的電路原理框圖；圖2是本實用新型太陽能電池板裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2的A部放大圖；圖4是本實用新型的太陽能電池板的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。如圖1所示，本實用新型的太陽能電池板裝置的工作原理是在電池板的背面的東西南北四個邊沿上各裝有一個光電傳感器(分別為VI、V2、V3、V4)，光電傳感器連接到 CPU的輸入端，CPU的輸出端還連接有V1、V2、V3、V4的驅(qū)動電路，每一個驅(qū)動電路分別連接有步進電機，可控制電池板向東西南北方向轉(zhuǎn)動。當其中某個光電傳感器不能感應到太陽光，這樣光電傳感器的集電極與發(fā)射極之間相當于開路，CPU的四個I/O 口都均為低電平； 如果當太陽在某一時刻使其中的一個光電傳感器導通，那么就說明此光電傳感器暴露在陽光下，太陽能電池板沒有正對著太陽，CPU根據(jù)檢測到的四個I/O 口的狀態(tài)來確定運行東、 南、西、北方向的步進電機，一旦檢測到四個I/O 口都均為低電平，則停止步進電機的運行。我們知道，太陽光的照射角度是隨著時間的不同而不同的。如果太陽能電池板固定在某個角度，隨著太陽照射角度的變化，電池板無法始終保持與太陽光垂直，使得轉(zhuǎn)換效率偏低。針對這種固定方式電池板的缺點，我們利用光電傳感器輸出電平與光強的關系特性，將太陽光線與板面之間角度的變化轉(zhuǎn)化成電學量的變化，通過邏輯運算，轉(zhuǎn)換為電機的旋轉(zhuǎn)角度輸出，驅(qū)動電動機做出相應反應，保證電池板板面始終與光線垂直，達到太陽光的最大利用率。參見圖2-4，自動跟蹤太陽光的太陽能電池板裝置由太陽能電池板1、支架4、轉(zhuǎn)動機構(gòu)3、光電傳感器(圖2中標號2、21、22表示光電傳感器的安裝位置，圖4中，標號2、21、 22、23、M表示光電傳感器的安裝位置)、驅(qū)動電機、驅(qū)動電路組成，其中，驅(qū)動電機包括在電池板下方按東西南北方向設置的四個步進電機，轉(zhuǎn)動機構(gòu)3內(nèi)設有分別與四個步進電機軸連接的旋轉(zhuǎn)裝置，由東、南、西、北方向設置的步進電機控制，使電池板1在各個方向上轉(zhuǎn)動。為了使太陽能電池板1穩(wěn)固在放置在固定基面上，在支架4上設有三條拉索5，拉索5 的一端連接固定基面6。支架4上設有步進電機電源線、光電傳感器電源線的過線孔41。在太陽能電池板1的正面中心位置設置有光電傳感器V5、在太陽能電池板背面的東、南、西、北四個邊上設置四個光電傳感器，分別為V1、V2、V3、V4。有陽光時，太陽能電池板的正面的光電傳感器輸出高電平至CPU，此時CPU控制各驅(qū)動電路為可工作狀態(tài)。在電池板 1正對著陽光工作時，太陽能電池板背面的四個光電傳感器沒有暴露在太陽光之下，則全部輸出低電平至CPU，此時步進電機不工作。當太陽光直射方向改變、電池板沒有正對著陽光工作時，電池板背面的相應光電傳感器則輸出高電平至CPU，CPU則控制相應的步進電機工作，調(diào)節(jié)電池板至太陽光直射方向后，步進電機停止工作。 在陰天或晚上時，太陽能電池板的正面中心位置的光電傳感器輸出低電平至CPU， 此時CPU控制步進電機為不工作狀態(tài)，避免了電池板在沒有太陽照射時損耗電能的問題， 有效地減少了電能的損耗。我們將光電傳感器的高電平輸出定義為1，低電平輸出定義為 0，則各步進電機的驅(qū)動規(guī)則參見下表
光電傳感器輸出狀態(tài)說明Vl0不動作1東邊的步進電機運行V20不動作1南邊的步進電機運行V30不動作1西邊的步進電機運行V40不動作1北邊的步進電機運行0東、南、西、北邊的步進電機V5不會運行1東、南、西、北邊的步進電機丄才會運行如果太陽光與太陽能電池板之間有一定的角度，那么一定有其中的一只或兩只暴露在太陽光下，光電傳感器在沒有暴露在太陽光之下時，Vl V4均輸出低電平“0”，一旦四只中的一只或兩只暴露在太陽光下，根據(jù)光電傳感器的特性使之處于導通狀態(tài)，由于光電傳感器的集電極電阻比較小，只有發(fā)射極電阻的1/10，所以它輸出高電平“1”，CPU—旦檢測到了這個信號，CPU就控制驅(qū)動電路來驅(qū)動步進電機運行。比如東邊的光電傳感器暴露在太陽光下，CPU就控制驅(qū)動電路1來驅(qū)動東邊的步進電機，使步進電機按順時針或逆時針方向旋轉(zhuǎn)，使之暴露在太陽光下的光電傳感器輸出為低電平才停止動作。同理，如果同時有兩只暴露在太陽光下，比如東、南方向的光電傳感器同時暴露在太陽光下，那么先調(diào)節(jié)東邊的步進電機，使東邊的光電傳感器輸出為低電平，然后再調(diào)節(jié)南邊的步進電機，使南邊的光電傳感器輸出為低電平。這樣就達到了太陽能電池板直對太陽光的方向，使太陽能電池板最大限度地利用了太陽的光能。太陽能電池板的正面中心的光電傳感器V5的作用是用來鑒別是白天還是晚上、晴天還是陰天，所以如果V5輸出的是低電平，則說明太陽光線弱甚至沒有太陽光，則所有步進電機不動作，避免步進電機誤動作，延長步進電機的使用壽命。 在太陽能電池板的背面沿東、面、西、北方向?qū)ΨQ設置有導軌。導軌內(nèi)設有相適配的滑塊，光電傳感器固定在滑塊上，因此，光電傳感器在實際使用的過程中任意調(diào)節(jié)位置， 當想讓光電傳感器早一點感受到太陽光，可以把光電傳感器移至靠電池板邊緣，如果想讓光電傳感器晚一點感受到太陽光，就可以把光電傳感器往中心靠一點，這樣可以減少步進電機的頻繁動作，只有當太陽光與太陽能電池板成的角度比較大時，才需要步進電機動作。
權(quán)利要求1.一種太陽能電池板裝置，包括太陽能電池板、支架，其特征在于還包括光電傳感器，控制芯片，以及由電機驅(qū)動的、可使太陽能電池板在不同方向旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動機構(gòu)；所述光電傳感器連接控制芯片的輸入端，所述控制芯片的輸出端連接電機的驅(qū)動電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池板裝置，其特征在于所述太陽能電池板的正面上設置有光電傳感器，所述太陽能電池板的背面也設置有光電傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能電池板裝置，其特征在于所述太陽能電池板的背面分別在東、面、西、北方向各設置一個光電傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽能電池板裝置，其特征在于所述太陽能電池板的背面設有導軌，導軌內(nèi)設有相適配的滑塊，所述光電傳感器固定在滑塊上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的太陽能電池板裝置，其特征在于在太陽能電池板的背面沿東、面、西、北方向?qū)ΨQ設置有導軌。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4或5所述的太陽能電池板裝置，其特征在于所述支架上設有三條或以上的拉索，拉索的一端連接固定基面。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4或5所述的太陽能電池板裝置，其特征在于所述支架上設有過線孔。
專利摘要本實用新型公開了一種太陽能電池板裝置，包括太陽能電池板、支架，還包括光電傳感器，控制芯片，以及由電機驅(qū)動的、可使太陽能電池板在不同方向旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動機構(gòu)；所述光電傳感器連接控制芯片的輸入端，所述控制芯片的輸出端連接電機的驅(qū)動電路。本實用新型可以實現(xiàn)全方位自動跟蹤太陽光，大大提高太陽能的轉(zhuǎn)化率，而且裝置的兼容性強、可靠性好，可以給用戶帶來更多的便利和實惠。
文檔編號G05D3/00GK202127377SQ20112027718
公開日2012年1月25日 申請日期2011年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月1日
發(fā)明者張敏, 李巨林, 黃永毅 申請人:Tcl空調(diào)器(中山)有限公司