專利名稱:一種斯特林太陽(yáng)能發(fā)電跟蹤系統(tǒng)的控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及領(lǐng)域一種太陽(yáng)能發(fā)電裝置領(lǐng)域,特別是涉及一種斯特林太陽(yáng)能發(fā)電跟蹤系統(tǒng)的控制電路。
背景技術(shù):
太陽(yáng)能資源的總量很大,既是一次性能源,又是可再生能源,是免費(fèi)使用、無需運(yùn)輸三維清潔能源。但是太陽(yáng)能具有分散性,雖然到達(dá)地球表面的太陽(yáng)輻射的總量十分巨大,但其能流密度低。地面每平方米只有1000W左右的太陽(yáng)能。同時(shí),太陽(yáng)能還具有不穩(wěn)定性,由于地球表面受到晝夜、季節(jié)、地理緯度、隨機(jī)變化的氣候自然條件影響,使得到達(dá)某一點(diǎn)的太陽(yáng)能是間歇的,光照方向和強(qiáng)度隨時(shí)間不斷變化的,太陽(yáng)能的這些缺陷限制了大規(guī)模的開發(fā)利用太陽(yáng)能資源。因此,在太陽(yáng)現(xiàn)存的缺陷基礎(chǔ)上,為了充分開發(fā)利用太陽(yáng)能資源,雙軸式太陽(yáng)自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)可使光伏電池的接收率大大的提高,從而能有效的、更充分的利用太陽(yáng)能資源,拓寬了太陽(yáng)能的應(yīng)用領(lǐng)域。
實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題,本實(shí)用新型的目的是提供一種斯特林太陽(yáng)能發(fā)電跟蹤系統(tǒng)的控制電路,能夠使光伏電池的接收率大大的提高,從而能有效的、更充分的利用太陽(yáng)能資源,拓寬了太陽(yáng)能的應(yīng)用領(lǐng)域。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:一種斯特林太陽(yáng)能發(fā)電跟蹤系統(tǒng)的控制電路,主要是由跟蹤模塊,單片機(jī)控制器、驅(qū)動(dòng)單元以及能量轉(zhuǎn)化單元組成;跟蹤模塊由光電跟蹤和太陽(yáng)角度跟蹤相結(jié)合,第一級(jí)按太陽(yáng)角度跟蹤,第二級(jí)采用光電傳感器來矯正跟蹤;具體為:包括單片機(jī),和單片機(jī)連接的太陽(yáng)高度角、太陽(yáng)方位角、光照強(qiáng)度傳感器、太陽(yáng)能電池參數(shù)、驅(qū)動(dòng)單元以及能量轉(zhuǎn)化單元,和單片機(jī)連接的光電檢測(cè),和能量轉(zhuǎn)化單元連接的斯特林熱機(jī)和斯特林電機(jī),和驅(qū)動(dòng)單元連接的兩個(gè)步進(jìn)電機(jī);驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),分別控制步進(jìn)電機(jī)繞極軸轉(zhuǎn)動(dòng)和俯仰角調(diào)節(jié),以實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)的自動(dòng)跟蹤;能量轉(zhuǎn)化單元利用斯特林熱機(jī)將太陽(yáng)能熱量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,利用斯特林電機(jī)將轉(zhuǎn)化后的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能;跟蹤同時(shí)實(shí)時(shí)檢測(cè)風(fēng)速風(fēng)向、光照強(qiáng)度和太陽(yáng)能電池參數(shù)。所述太陽(yáng)角度跟蹤是由當(dāng)?shù)氐臅r(shí)間日期、經(jīng)緯度等計(jì)算出太陽(yáng)高度角與方位角,進(jìn)而實(shí)時(shí)跟蹤;光電跟蹤是利用光電傳感器來測(cè)定入射太陽(yáng)光線和系統(tǒng)光軸間的偏差,啟動(dòng)跟蹤模塊時(shí)采用定時(shí)判斷光強(qiáng)電壓是否達(dá)到光電跟蹤范圍,如果達(dá)到光電跟蹤范圍啟動(dòng)光電跟蹤進(jìn)行修正,如果沒有達(dá)到光電跟蹤范圍采用太陽(yáng)角度跟蹤,當(dāng)達(dá)到光電跟蹤的光強(qiáng)時(shí)啟動(dòng)光電跟蹤進(jìn)行修正。所述風(fēng)速風(fēng)向檢測(cè)和光照強(qiáng)度檢測(cè)當(dāng)檢測(cè)到破壞性大風(fēng)時(shí),系統(tǒng)應(yīng)使太陽(yáng)能電池板轉(zhuǎn)到最佳斜角位置,之后電機(jī)停轉(zhuǎn),保護(hù)太陽(yáng)能電池,光照強(qiáng)度傳感器檢測(cè)當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐墓庹諒?qiáng)度,進(jìn)而判斷天氣狀況,以便跟蹤模式的切換。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):[0008]1.本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且電路部分連線簡(jiǎn)單;2.采用極軸式自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)可使光伏電池的接受率大大的提高,從而能更有效的、更充分的利用太陽(yáng)能資源,拓寬了太陽(yáng)能的應(yīng)用領(lǐng)域。另一方面,有效的利用太陽(yáng)能可以緩解日益緊張的能源危機(jī)和嚴(yán)重污染的生態(tài)環(huán)境,這對(duì)人類的可持續(xù)發(fā)展有著重要的意義。
附圖為本實(shí)用新型的示意圖。
具體實(shí)施方式
參照附圖,一種斯特林太陽(yáng)能發(fā)電跟蹤系統(tǒng)的控制電路,主要是由跟蹤模塊,單片機(jī)控制器、驅(qū)動(dòng)單元以及能量轉(zhuǎn)化單元組成;跟蹤模塊由光電跟蹤和太陽(yáng)角度跟蹤相結(jié)合,第一級(jí)按太陽(yáng)角度跟蹤,第二級(jí)采用光電傳感器來矯正跟蹤;具體為:包括單片機(jī),和單片機(jī)連接的太陽(yáng)高度角、太陽(yáng)方位角、光照強(qiáng)度傳感器、太陽(yáng)能電池參數(shù)、驅(qū)動(dòng)單元以及能量轉(zhuǎn)化單元,和單片機(jī)連接的光電檢測(cè),和能量轉(zhuǎn)化單元連接的斯特林熱機(jī)和斯特林電機(jī),和驅(qū)動(dòng)單元連接的兩個(gè)步進(jìn)電機(jī);驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),分別控制步進(jìn)電機(jī)繞極軸轉(zhuǎn)動(dòng)和俯仰角調(diào)節(jié),以實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)的自動(dòng)跟蹤;能量轉(zhuǎn)化單元利用斯特林熱機(jī)將太陽(yáng)能熱量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,利用斯特林電機(jī)將轉(zhuǎn)化后的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能;跟蹤同時(shí)實(shí)時(shí)檢測(cè)風(fēng)速風(fēng)向、光照強(qiáng)度和太陽(yáng)能電池參數(shù)。所述太陽(yáng)角度跟蹤是由當(dāng)?shù)氐臅r(shí)間日期、經(jīng)緯度等計(jì)算出太陽(yáng)高度角與方位角,進(jìn)而實(shí)時(shí)跟蹤;光電跟蹤是利用光電傳感器來測(cè)定入射太陽(yáng)光線和系統(tǒng)光軸間的偏差,啟動(dòng)跟蹤模塊時(shí)采用定時(shí)判斷光強(qiáng)電壓是否達(dá)到光電跟蹤范圍,如果達(dá)到光電跟蹤范圍啟動(dòng)光電跟蹤進(jìn)行修正,如果沒有達(dá)到光電跟蹤范圍采用太陽(yáng)角度跟蹤,當(dāng)達(dá)到光電跟蹤的光強(qiáng)時(shí)啟動(dòng)光電跟蹤進(jìn)行修正。所述風(fēng)速風(fēng)向檢測(cè)和光照強(qiáng)度檢測(cè)當(dāng)檢測(cè)到破壞性大風(fēng)時(shí),系統(tǒng)應(yīng)使太陽(yáng)能電池板轉(zhuǎn)到最佳斜角位置,之后電機(jī)停轉(zhuǎn),保護(hù)太陽(yáng)能電池,光照強(qiáng)度傳感器檢測(cè)當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐墓庹諒?qiáng)度,進(jìn)而判斷天氣狀況,以便跟蹤模式的切換。本實(shí)用新型的工作過程為:單片機(jī)通過太陽(yáng)角度跟蹤計(jì)算出太陽(yáng)運(yùn)行軌跡,判斷白天和黑夜,光照強(qiáng)度傳感器檢測(cè)陰天和晴天,晴天時(shí),啟用跟蹤模式,陰天時(shí)系統(tǒng)處于暫停等待狀態(tài);由陰天變晴天時(shí),啟動(dòng)跟蹤模塊時(shí)采用定時(shí)判斷光強(qiáng)電壓是否達(dá)到光電跟蹤范圍,如果達(dá)到光電跟蹤范圍啟動(dòng)光電跟蹤進(jìn)行修正,如果沒有達(dá)到光電跟蹤范圍采用太陽(yáng)角度跟蹤,當(dāng)達(dá)到光電跟蹤的光強(qiáng)時(shí)啟動(dòng)光電跟蹤進(jìn)行修正,驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)和直線電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),使機(jī)械裝置逐漸對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng),聚光單元聚集太陽(yáng)能,能量轉(zhuǎn)化單元利用斯特林熱機(jī)將太陽(yáng)能熱量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,利用斯特林電機(jī)將轉(zhuǎn)化后的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能;隨后系統(tǒng)進(jìn)入檢測(cè)等待狀態(tài),步進(jìn)電機(jī)停止工作,當(dāng)太陽(yáng)偏離一定角度后,光電檢測(cè)再次開始搜索跟蹤太陽(yáng);一直循環(huán),直至天黑;風(fēng)速傳感器檢測(cè)當(dāng)時(shí)的風(fēng)速信號(hào),電池參數(shù)采集模塊將采集太陽(yáng)能電池的參數(shù)。
權(quán)利要求1.一種斯特林太陽(yáng)能發(fā)電跟蹤系統(tǒng)的控制電路,其特征在于:主要是由跟蹤模塊,單片機(jī)控制器、驅(qū)動(dòng)單元以及能量轉(zhuǎn)化單元組成;跟蹤模塊由光電跟蹤和太陽(yáng)角度跟蹤相結(jié)合,第一級(jí)按太陽(yáng)角度跟蹤,第二級(jí)采用光電傳感器來矯正跟蹤;具體為:包括單片機(jī),和單片機(jī)連接的太陽(yáng)高度角、太陽(yáng)方位角、光照強(qiáng)度傳感器、太陽(yáng)能電池參數(shù)、驅(qū)動(dòng)單元以及能量轉(zhuǎn)化單元,和單片機(jī)連接的光電檢測(cè),和能量轉(zhuǎn)化單元連接的斯特林熱機(jī)和斯特林電機(jī),和驅(qū)動(dòng)單元連接的兩個(gè)步進(jìn)電機(jī);驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),分別控制步進(jìn)電機(jī)繞極軸轉(zhuǎn)動(dòng)和俯仰角調(diào)節(jié),以實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)的自動(dòng)跟蹤;能量轉(zhuǎn)化單元利用斯特林熱機(jī)將太陽(yáng)能熱量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,利用斯特林電機(jī)將轉(zhuǎn)化后的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能;跟蹤同時(shí)實(shí)時(shí)檢測(cè)風(fēng)速風(fēng)向、光照強(qiáng)度和太陽(yáng)能電池參數(shù)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種斯特林太陽(yáng)能發(fā)電跟蹤系統(tǒng)的控制電路,主要是由跟蹤模塊,單片機(jī)控制器、驅(qū)動(dòng)單元以及能量轉(zhuǎn)化單元組成;跟蹤模塊由光電跟蹤和太陽(yáng)角度跟蹤相結(jié)合,第一級(jí)按太陽(yáng)角度跟蹤,第二極采用光電傳感器來矯正跟蹤;驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),分別控制繞極軸轉(zhuǎn)動(dòng)和俯仰角調(diào)節(jié),以實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)的自動(dòng)跟蹤;能量轉(zhuǎn)化單元利用斯特林熱機(jī)將太陽(yáng)能熱量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,利用斯特林電機(jī)將轉(zhuǎn)化后的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能;跟蹤同時(shí)實(shí)時(shí)檢測(cè)風(fēng)速風(fēng)向、光照強(qiáng)度和太陽(yáng)能電池參數(shù);能夠使光伏電池的接收率大大的提高,從而能有效的、更充分的利用太陽(yáng)能資源,拓寬了太陽(yáng)能的應(yīng)用領(lǐng)域。
文檔編號(hào)G05D3/12GK203164771SQ201220597170
公開日2013年8月28日 申請(qǐng)日期2012年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月13日
發(fā)明者張國(guó)琦, 曹捷 申請(qǐng)人:西安中科麥特電子技術(shù)設(shè)備有限公司