專利名稱：光伏系統(tǒng)的光跟蹤系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種光伏發(fā)電輔助設備，具體涉及一種光伏系統(tǒng)的光跟蹤系統(tǒng)，其能夠對太陽進行自動跟蹤，提高太陽能光電轉換效率。
背景技術：
太陽能是一種潔凈無污染的可再生能源，取之不盡，用之不竭，越來越受到廣泛關注，并成為人類尋求新能源的熱點。光伏發(fā)電是國民經濟能源不可缺少的一部分，由于太陽能的利用受自然條件及日照的影響，固定太陽能發(fā)電系統(tǒng)接受到的太陽光能量會隨著太陽光入射角的變化而改變；太陽能電池板昂貴、轉化光電效率低而使光伏發(fā)電未能得到普及利用。降低太陽能光伏發(fā)電的成本，提高太陽能利用率方法之一就是跟蹤法。因此，對太陽自動跟蹤技術的研究，對提高太陽能光電轉換效率，高效、合理地應用太陽能具有重要的意 義。通過比較已有的幾種光跟蹤技術，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有光伏系統(tǒng)的光跟蹤系統(tǒng)普遍存在跟蹤不實時及轉換效率低的問題。

實用新型內容本實用新型的目的是設計一種被動式二維光跟蹤系統(tǒng)，使其控制部分根據光感應裝置采樣來的偏差信號，驅動光伏旋轉機構調節(jié)太陽方位角和高度角，從而對太陽進行實時跟蹤，以提聞光的轉換效率。本實用新型的技術方案是一種光伏系統(tǒng)的光跟蹤系統(tǒng)，包括太陽能電池板和與所述太陽能電池板聯(lián)接的光感應裝置，所述太陽能電池板與光伏板旋轉機構聯(lián)接，所述光伏板旋轉機構與所述光感應裝置分別與控制裝置聯(lián)接。進一步地，所述光伏板旋轉機構包括相互聯(lián)接的機械傳動機構與動力執(zhí)行裝置，所述動力執(zhí)行裝置包括調整方位角的第一電機與調整高度角的第二電機。進一步地，所述光感應裝置包括光伏陣與太陽能電池板，所述太陽能電池板與所述光伏陣的X軸呈30°角。優(yōu)選地，所述控制裝置為STM32主控芯片。由于采用了上述技術方案，所以本實用新型光伏系統(tǒng)的光跟蹤系統(tǒng)能夠實時調整二維角度，使太陽能電池板接收到的光強度始終保持最大的光強度，保持最大的轉換效率，有效地提高太陽能的利用率。

圖I是本實用新型光跟蹤系統(tǒng)的結構框圖。圖2是光伏板旋轉機構示意圖。圖3是光伏板旋轉機構工作原理圖。圖4是本實用新型光跟蹤系統(tǒng)的電路結構框圖。圖5是STM32F103RB系統(tǒng)控制電路圖。[0014]圖6是光感應裝置結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型的具體實施方式
作進一步的說明，但不應以此限制本實用新型的保護范圍。如圖I及圖2所示，本實用新型光跟蹤系統(tǒng)包括太陽能電池板和與太陽能電池板聯(lián)接的光感應裝置，太陽能電池板與光伏板旋轉機構聯(lián)接，光伏板旋轉機構與 光感應裝置分別與控制裝置聯(lián)接，其中控制裝置為STM32主控芯片，光伏板旋轉機構包括相互聯(lián)接的機械傳動機構與動力執(zhí)行裝置，動力執(zhí)行裝置包括調整方位角的第一電機I與調整高度角的第二電機2。如圖2所示，光伏板旋轉機構由第一電機I、第二電機2、支柱3等組成，通過控制第一電機I與第二電機2就能夠實現(xiàn)對光伏板4進行二維的調整。如圖3所示，第一電機I與第二電機2分別與機械傳動機構聯(lián)接。第一電機I控制平臺旋轉，使平臺能夠正對太陽，當光伏板偏離太陽位置時，第一電機I就進行旋轉從而實現(xiàn)方位角的調整；第二電機2對光伏板的俯仰進行控制，實現(xiàn)高度角的調整，保證太陽光垂直照射于光伏板。圖4是本實用新型光跟蹤系統(tǒng)的電路結構框。偏差信號通過采樣電路進入控制裝置，然后再分別進入第一電機驅動電路與第二電機驅動電路，第一電機驅動電路與第二電機驅動電路分別控制第一電機與第二電機，第一電機與第二電機分別用于調整機械傳動機構的方位角與高度角。即控制裝置通過采樣電路對光電檢測裝置的偏差信號進行AD采樣，然后進行PI處理，計算出脈沖的個數，從而確定電機需要轉過的角度同時還會確定電機旋轉的方向。如圖5示出了采用STM32F103RB主控芯片作為控制裝置的系統(tǒng)控制電路。PB12、PB13、PB14分別作為第一電機的驅動電路的起停、角度和方向控制口 ；PB15、PC6、PC7分別作為第二電機的驅動電路的起停、角度和方向控制口。PAO、PAl作為偏差信號I的ADC采樣口 ；PA2、PA3作為偏差信號2的ADC采樣口。本實施例控制裝置由STM32作為核心芯片，根據光感應裝置采集的反映太陽位置的信號進行計算，驅動動力執(zhí)行機構來調整太陽的方位角和高度角，使太陽光垂直與光伏板，實現(xiàn)太陽光的跟蹤。動力執(zhí)行裝置主要是由電機和其驅動電路構成。動力執(zhí)行裝置和機械傳動機構共同構成光伏板旋轉機構。如圖6所示，本實施例選擇太陽能電池板5作為太陽光檢測的光感應裝置。選擇作為光感應裝置的太陽能電池板5最大電值為6V。設計的光跟蹤系統(tǒng)中使用四塊這樣的太陽能電池板。每兩塊組合在一起作為光感應裝置，平臺上有兩塊對稱放置的與光伏陣6有一定角度Θ的太陽能電池板5，角度要適當。本文設計的光跟蹤系統(tǒng)Θ為30°。太陽能電池板是將光能轉化為電能，太陽光照在電池板上的角度不同，太陽能電池板的所產生的電壓值也不同。光感應裝置上的兩塊電池板在太陽光下，只有在太陽光線平行與圖示Y軸線在一個平面內的時候，太陽光照射在兩塊太陽能電池板的入射角才相等，此時太陽能電池板感應的電壓值才會相同。實際上，此時的光感應裝置正好正對太陽，但是太陽光可能不是與Y軸線平行，即不是垂直照在光伏板平臺上。要使太陽能光伏板的效率最高，必須要太陽光垂直照射光伏板。因此用另外兩塊太陽能電池板設計了如圖6所示一樣的裝置，但是放在光伏板平臺上的方向和圖示裝置放置方向垂直。這樣，只有太陽光垂直照射在光伏板平臺時，每組光感應裝置上兩塊電池板的電壓值相等。這樣，當每組光感應裝置上兩塊電池板的電壓值不相等時，通過控制光伏板旋轉機構在X軸和Y軸上進行調節(jié)，使其相等，就能夠對太陽進行實時跟蹤，同時使太陽光垂直照射光伏陣列，保證光電轉換效率最高?？傊?，當光感應裝置發(fā)出偏差信號，經放大、運算后控制光伏板旋轉機構，使跟蹤裝置重新對準太陽光。以上所述僅為本實用新型的較佳實施方式而已，并非用來限定本實用新型的實施范圍。任何所述技術領域中具有通常知識者，在不脫離本實用新型的精神和范圍內，當可作各種的更動與潤飾，因此本實用新型的保護范圍應當以權利要求書所界定范圍為準。
權利要求1.一種光伏系統(tǒng)的光跟蹤系統(tǒng)，包括太陽能電池板和與所述太陽能電池板聯(lián)接的光感應裝置，其特征在于所述太陽能電池板與光伏板旋轉機構聯(lián)接，所述光伏板旋轉機構與所述光感應裝置分別與控制裝置聯(lián)接。
2.根據權利要求I所述的光伏系統(tǒng)的光跟蹤系統(tǒng)，其特征在于所述光伏板旋轉機構包括相互聯(lián)接的機械傳動機構與動力執(zhí)行裝置，所述動力執(zhí)行裝置包括調整方位角的第一電機與調整高度角的第二電機。
3.根據權利要求I或2所述的光伏系統(tǒng)的光跟蹤系統(tǒng)，其特征在于所述光感應裝置包括光伏陣與太陽能電池板，所述太陽能電池板與所述光伏陣的X軸呈30°角。
4.根據權利要求I或2所述的光伏系統(tǒng)的光跟蹤系統(tǒng)，其特征在于所述控制裝置為STM32主控芯片。
專利摘要本實用新型涉及一種光伏發(fā)電輔助設備，具體涉及一種光伏系統(tǒng)的光跟蹤系統(tǒng)，目的是提供一種能夠對太陽進行自動跟蹤、提高太陽能光電轉換效率的光跟蹤系統(tǒng)。本實用新型光伏系統(tǒng)的光跟蹤系統(tǒng)包括太陽能電池板和與太陽能電池板聯(lián)接的光感應裝置，太陽能電池板與光伏板旋轉機構聯(lián)接，光伏板旋轉機構與光感應裝置分別與控制裝置聯(lián)接。本實用新型光伏系統(tǒng)的光跟蹤系統(tǒng)能夠實時調整二維角度，使太陽能電池板接收到的光強度始終保持最大的光強度，保持最大的轉換效率，有效地提高太陽能的利用率。
文檔編號G05D3/12GK202735855SQ201220313839
公開日2013年2月13日 申請日期2012年6月29日 優(yōu)先權日2012年6月29日
發(fā)明者易映萍, 謝明, 金挺 申請人:上海理工大學