專利名稱：太陽(yáng)能自動(dòng)追蹤裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種太陽(yáng)能自動(dòng)追蹤裝置。
背景技術(shù)：
人類直接利用太陽(yáng)能有三大技術(shù)領(lǐng)域，即光熱轉(zhuǎn)換、光電轉(zhuǎn)換和光化學(xué)轉(zhuǎn)換，此外，還有儲(chǔ)能技術(shù)。太陽(yáng)光熱轉(zhuǎn)換技術(shù)的產(chǎn)品很多，如熱水器、開(kāi)水器、干燥器、采暖和制冷，溫室與太陽(yáng)房，太陽(yáng)灶和高溫爐，海水淡化裝置、水泵、熱力發(fā)電裝置及太陽(yáng)能醫(yī)療器具。太陽(yáng)能是一種低密度、間歇性、空間分布不斷變化的能源，這就對(duì)太陽(yáng)能的收集和利用提出了更高的要求，盡管相繼研究出一系列的太陽(yáng)能裝置如太陽(yáng)能熱水器、太陽(yáng)能干燥器、太陽(yáng)能電池等等，但太陽(yáng)能的利用還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，究其原因，主要是利用率不高，就目前的太陽(yáng)能裝置而言，如何最大限度的提高太陽(yáng)能的利用率，仍為國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究熱點(diǎn)，解決這一問(wèn)題應(yīng)從兩個(gè)方面入手，一是提高太陽(yáng)能裝置的能量轉(zhuǎn)換率，二是提高太陽(yáng)能的接收效率，前者屬于能量轉(zhuǎn)換領(lǐng)域，還有待研究，而后者利用現(xiàn)有的技術(shù)則可解決，太陽(yáng)跟蹤系統(tǒng)為解決這一問(wèn)題提供了可能，不管哪種太陽(yáng)能利用設(shè)備，如果它的集熱裝置能始終保持與太陽(yáng)光垂直，并且收集更多方向上的太陽(yáng)光，那么，它就可以在有限的使用面積內(nèi)收集更多的太陽(yáng)能。但是太陽(yáng)每時(shí)每刻都是在運(yùn)動(dòng)著，集熱裝置若想收集更多方向上的太陽(yáng)光， 那就必須要跟蹤太陽(yáng)；香港大學(xué)建筑系的教授研究了太陽(yáng)光照角度與太陽(yáng)能接收率的關(guān)系，理論分析表明太陽(yáng)的跟蹤與非跟蹤，能量的接收率相差37. 7%，精確的跟蹤太陽(yáng)可使接收器的接收效率大大提高，進(jìn)而提高了太陽(yáng)能裝置的太陽(yáng)能利用率，拓寬了太陽(yáng)能的利用領(lǐng)域。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是為了解決太陽(yáng)能電池板的轉(zhuǎn)換效率受到太陽(yáng)光照角度的影響，而提供的一種太陽(yáng)能自動(dòng)追蹤裝置，該裝置可隨著太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)，使陽(yáng)光直射在太陽(yáng)能電池板上，使太陽(yáng)能電池板保持較高轉(zhuǎn)換效率。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是太陽(yáng)能自動(dòng)追蹤裝置，其特征在于包括一個(gè)底座，底座上設(shè)有一個(gè)豎直放置的轉(zhuǎn)軸一，轉(zhuǎn)軸一的下端通過(guò)傳動(dòng)裝置與電機(jī)一配合連接，轉(zhuǎn)軸一的上端設(shè)有一個(gè)支架，支架上設(shè)有一個(gè)轉(zhuǎn)軸二，轉(zhuǎn)軸二上設(shè)有一個(gè)同軸的齒盤(pán)，齒盤(pán)的上部與一個(gè)太陽(yáng)能電池板連接， 下部與一個(gè)由電機(jī)二驅(qū)動(dòng)的齒輪嚙合，所述的太陽(yáng)能電池板的周邊上均勻設(shè)有四個(gè)光敏電阻，其中相對(duì)的兩個(gè)光敏電阻構(gòu)成一個(gè)比較器，將對(duì)比信號(hào)傳給控制裝置，并由控制裝置控制所述的電機(jī)一或者電機(jī)二。所述的傳動(dòng)裝置可選擇齒輪傳動(dòng)、帶傳動(dòng)或鏈傳動(dòng)。本裝置的機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)電機(jī)一固定在底座上，電機(jī)一的輸出軸連接小齒輪，小齒輪與大齒輪嚙合，大齒輪連接在轉(zhuǎn)軸一上，轉(zhuǎn)軸一安裝在底座上(轉(zhuǎn)軸一相對(duì)于底座可以轉(zhuǎn)CN 202339508 U
說(shuō)明書(shū)
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動(dòng))，轉(zhuǎn)軸一上安裝一個(gè)支架，支架可隨轉(zhuǎn)軸一轉(zhuǎn)動(dòng)，支架上安裝有電機(jī)二，電機(jī)二的輸出軸連接齒輪，齒輪與齒盤(pán)嚙合，齒盤(pán)與轉(zhuǎn)軸二連接，轉(zhuǎn)軸二安裝在支架上，齒盤(pán)上連接著太陽(yáng)能電池板。機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟蹤的原理系統(tǒng)采用光敏電阻光強(qiáng)比較法，設(shè)計(jì)出一種全新的光電轉(zhuǎn)換裝置，很好的實(shí)現(xiàn)了光電轉(zhuǎn)換，它能夠利用光敏電阻比較法實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)水平、垂直方向的全方位跟蹤，晚上便自動(dòng)復(fù)位，當(dāng)太陽(yáng)的水平或垂直位置發(fā)生偏移時(shí)，光敏電阻R1、R2 或R3、R4(另一組控制電路)四個(gè)光電管中必有一個(gè)受陽(yáng)光照射，這樣就可確認(rèn)太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的方向了?？刂齐娐酚袃山M相同的電路，光電管是直接與控制電路連接的，當(dāng)太陽(yáng)能板正對(duì)太陽(yáng)時(shí)，RU R2都是高電阻，兩點(diǎn)電壓相等，輸出的電壓相同，控制裝置收到的信號(hào)差為零， 所以控制裝置不控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，若陽(yáng)光發(fā)生傾斜，使IU被陽(yáng)光射中呈低電阻，則R2電位比 Rl點(diǎn)高，信號(hào)經(jīng)過(guò)放大和轉(zhuǎn)換，則控制裝置使得電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)并拖動(dòng)太陽(yáng)能板轉(zhuǎn)動(dòng)，使太陽(yáng)能板重新對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)，當(dāng)Rl、R2重新轉(zhuǎn)為高電阻時(shí)，電機(jī)停轉(zhuǎn)，若陽(yáng)光偏轉(zhuǎn)時(shí)使R2被陽(yáng)光射中呈低電阻，則電機(jī)反轉(zhuǎn)，不論哪種情況，電機(jī)運(yùn)動(dòng)的方向和太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的方向總是一致的.從而達(dá)到了跟蹤的目的。到太陽(yáng)西墜之時(shí)光線減弱，光電管R5(水平、垂直復(fù)位共用)的電阻升高，BG5導(dǎo)通，電機(jī)反轉(zhuǎn)，回到原位時(shí)，限位開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，電機(jī)停轉(zhuǎn)。當(dāng)太陽(yáng)光線發(fā)生偏離時(shí)，控制裝置發(fā)出控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)電機(jī)一帶動(dòng)小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，小齒輪帶動(dòng)大齒輪和轉(zhuǎn)軸一轉(zhuǎn)動(dòng)；同時(shí)控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)電機(jī)二帶動(dòng)齒輪，齒輪帶動(dòng)齒盤(pán)和太陽(yáng)能電池板轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)電機(jī)一、電機(jī)二的共同工作實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)方位角和高度角的跟蹤。本實(shí)用新型的有益效果是本裝置通過(guò)光敏電阻光強(qiáng)比較法，由控制裝置控制電機(jī)一、電機(jī)二的共同工作實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)方位角和高度角的跟蹤；光敏電阻光強(qiáng)比較法控制較精確，且電路比較容易實(shí)現(xiàn)。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1為本實(shí)用新型的主視圖；圖2為本實(shí)用新型的側(cè)視圖。
具體實(shí)施方式
如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型太陽(yáng)能自動(dòng)追蹤裝置，包括一個(gè)底座11，底座11包括一個(gè)下底板，下底板上設(shè)有一個(gè)帶有豎直孔的支持座，支持座上設(shè)有一個(gè)豎直放置的轉(zhuǎn)軸一 7，轉(zhuǎn)軸一 7為一個(gè)階梯軸，轉(zhuǎn)軸一 7通過(guò)一個(gè)軸套與豎直孔配合，轉(zhuǎn)軸一 7的下端通過(guò)一對(duì)嚙合的大齒輪8和小齒輪9與電機(jī)一 10配合連接，其中大齒輪8安裝的轉(zhuǎn)軸一 7上， 小齒輪9與電機(jī)一 10的主軸連接，轉(zhuǎn)軸一 7的上端設(shè)有一個(gè)支架6，所述的支架6為u形支架6，支架6上設(shè)有一個(gè)水平放置的轉(zhuǎn)軸二 2，轉(zhuǎn)軸二 2上設(shè)有一個(gè)同軸的齒盤(pán)3，齒盤(pán)3的上部與一個(gè)太陽(yáng)能電池板1連接，齒盤(pán)3上部為去除一部分材料形成的一個(gè)平面，太陽(yáng)能電池板1就安裝在平面上，齒盤(pán)3下部與一個(gè)的齒輪4嚙合，在支架6上安裝一個(gè)電機(jī)二 5，所述的齒輪4與電機(jī)二 5的主軸連接，所述的太陽(yáng)能電池板1的周邊上均勻設(shè)有四個(gè)光敏電阻101，其中相對(duì)的兩個(gè)光敏電阻101構(gòu)成一個(gè)比較器，將對(duì)比信號(hào)傳給控制裝置，并由控制裝置控制所述的電機(jī)一 10或者電機(jī)二 5，[0017]本系統(tǒng)具體結(jié)構(gòu)可采用光電轉(zhuǎn)換器、電機(jī)、89C51系列單片機(jī)控制器以及相應(yīng)的外圍電路等，太陽(yáng)能電池板有兩個(gè)自由度，控制機(jī)構(gòu)將分別對(duì)水平方向與垂直方向進(jìn)行調(diào)整， 單片機(jī)加電復(fù)位后，垂直方向?qū)⑻幱谛D(zhuǎn)狀態(tài)，單片機(jī)將對(duì)采樣進(jìn)來(lái)的電壓信號(hào)進(jìn)行判斷， 電壓有增大和減小兩種可能，如電壓增大，則讓電池板繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，一旦電壓減小，單片機(jī)將立即發(fā)出信號(hào)，讓電機(jī)反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)電池板對(duì)太陽(yáng)的跟蹤。光電轉(zhuǎn)換器接收太陽(yáng)光，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，單片機(jī)根據(jù)采集來(lái)的信號(hào)進(jìn)行分析比較，得出結(jié)果最終控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)與轉(zhuǎn)向來(lái)達(dá)到太陽(yáng)能電池面板始終垂直于入射光線，從而達(dá)到最高效率的利用太陽(yáng)能，本設(shè)計(jì)的光敏器件選為光敏電阻，利用光敏電阻在光照時(shí)阻值發(fā)生變化的原理，將兩個(gè)完全相同的光敏電阻分別放置于一塊電池板東西方向邊沿處的下方以及將兩個(gè)完全相同的光敏電阻分別放置于一塊電池板南北方向邊沿處的下方，如果太陽(yáng)光垂直照射太陽(yáng)能電池板時(shí)，兩個(gè)光敏電阻接收到的光強(qiáng)度相同，所以它們的阻值相同，此時(shí)電機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)太陽(yáng)光方向與電池板垂直方向有夾角時(shí)，接收光強(qiáng)多的光敏電阻阻值減少，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，直至兩個(gè)光敏電阻上的光照強(qiáng)度相同，稱為光敏電阻光強(qiáng)比較法，其優(yōu)點(diǎn)在于控制較精確且電路比較容易實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求1.太陽(yáng)能自動(dòng)追蹤裝置，其特征在于包括一個(gè)底座(11)，底座(11)上設(shè)有一個(gè)豎直放置的轉(zhuǎn)軸一(7)，轉(zhuǎn)軸一(7)的下端通過(guò)傳動(dòng)裝置與電機(jī)一(10)配合連接，轉(zhuǎn)軸一(7)的上端設(shè)有一個(gè)支架(6 )，支架(6 )上設(shè)有一個(gè)水平放置的轉(zhuǎn)軸二( 2 )，轉(zhuǎn)軸二( 2 )上設(shè)有一個(gè)同軸的齒盤(pán)(3)，齒盤(pán)(3)的上部與一個(gè)太陽(yáng)能電池板(1)連接、下部與一個(gè)由電機(jī)二(5)驅(qū)動(dòng)的齒輪(4)嚙合，所述的太陽(yáng)能電池板(1)的周邊上均勻設(shè)有四個(gè)光敏電阻(101)，其中相對(duì)的兩個(gè)光敏電阻構(gòu)成一個(gè)比較器，將對(duì)比信號(hào)傳給控制裝置，并由控制裝置控制所述的電機(jī)一(10 )或者電機(jī)二( 5 )。
專利摘要本實(shí)用新型涉及太陽(yáng)能自動(dòng)追蹤裝置，包括一個(gè)底座(11)，底座(11)上設(shè)有一個(gè)豎直放置的轉(zhuǎn)軸一(7)，轉(zhuǎn)軸一(7)的下端通過(guò)傳動(dòng)裝置與電機(jī)一(10)配合連接，轉(zhuǎn)軸一(7)的上端設(shè)有一個(gè)支架(6)，支架(6)上設(shè)有一個(gè)水平放置的轉(zhuǎn)軸二(2)，轉(zhuǎn)軸二(2)上設(shè)有一個(gè)同軸的齒盤(pán)(3)，齒盤(pán)(3)的上部與一個(gè)太陽(yáng)能電池板(1)連接、下部與一個(gè)由電機(jī)二(5)驅(qū)動(dòng)的齒輪(4)嚙合，所述的太陽(yáng)能電池板(1)的周邊上均勻設(shè)有四個(gè)光敏電阻(101)，其中相對(duì)的兩個(gè)光敏電阻構(gòu)成一個(gè)比較器，將對(duì)比信號(hào)傳給控制裝置，并由控制裝置控制所述的電機(jī)一(10)或者電機(jī)二(5)。有益效果是本裝置由控制裝置控制電機(jī)一、電機(jī)二的共同工作實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)方位角和高度角的跟蹤；光敏電阻光強(qiáng)比較法控制較精確，且電路比較容易實(shí)現(xiàn)。
文檔編號(hào)G05D3/14GK202339508SQ20112048883
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
發(fā)明者何永勇, 衛(wèi)勝, 孟令啟, 張從宇, 彭光明, 陳豐 申請(qǐng)人:安徽科技學(xué)院