一種用于光伏發(fā)電的自動(dòng)追光器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于光伏發(fā)電的自動(dòng)追光器。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，太陽(yáng)能作為一種清潔能源而廣受歡迎，其使用已經(jīng)相當(dāng)普遍。自動(dòng)追光裝置 的使用提高了太陽(yáng)能的利用率、增加了光伏發(fā)電的發(fā)電量，但現(xiàn)有自動(dòng)追光裝置還存在著 一些局限性。
[0003] 首先，現(xiàn)有追光裝置多采用外接電源的方式為驅(qū)動(dòng)裝置供電，以驅(qū)動(dòng)光伏板旋轉(zhuǎn)。 這種方法不得不引入市電或蓄電池等作為電源，增加了施工現(xiàn)場(chǎng)布線難度、提高了成本還 會(huì)帶來諸多不便。
[0004] 再者，現(xiàn)有追光裝置的控制裝置多基于理論模型，將太陽(yáng)高度角及方位角數(shù)據(jù)提 前寫入單片機(jī)、PLC或PC軟件中，采用定時(shí)或連續(xù)逼近方式實(shí)現(xiàn)追蹤。如果天氣不會(huì)變化， 每天都是晴天這種控制方法尚可，但現(xiàn)實(shí)情況是：天氣無時(shí)無刻不在變化，任何數(shù)學(xué)模型都 難以準(zhǔn)確描述。因此固定程式控制器并不能用于實(shí)際，更不用說沒有電子控制器而采用橋 式電源，平衡驅(qū)動(dòng)方案了。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種旋轉(zhuǎn)角度開環(huán)控制、依靠姿態(tài)反饋實(shí) 現(xiàn)光伏板自動(dòng)追光功能的用于光伏發(fā)電的自動(dòng)追光器。
[0006] 本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種用于光伏發(fā)電的自動(dòng)追光 器，包括感光盒、自動(dòng)控制裝置和驅(qū)動(dòng)裝置，所述感光盒連接至自動(dòng)控制裝置，所述自動(dòng)控 制裝置連接至驅(qū)動(dòng)裝置。
[0007] 本實(shí)用新型的有益效果是：充分利用數(shù)字電路高性能、低能耗的特點(diǎn)，將模擬信號(hào) 直接變換成數(shù)字信號(hào)而不需要模數(shù)轉(zhuǎn)換。整機(jī)沒有使用其他電源，直接從光伏板上取電，自 給自用。此外，本實(shí)用新型并不檢測(cè)光伏板所處的絕對(duì)位置（或絕對(duì)旋轉(zhuǎn)角度），而是通過 比較所述遮光板兩側(cè)的光線強(qiáng)度，確定光伏板相對(duì)太陽(yáng)光的角度，從而通過驅(qū)動(dòng)裝置調(diào)整 光伏板，使其始終保持在與太陽(yáng)光線垂直的位置；本實(shí)用新型還通過水銀開關(guān)檢測(cè)光伏板 的實(shí)時(shí)姿態(tài)，所述姿態(tài)是指光伏板相對(duì)地面的位置關(guān)系，所述姿態(tài)共有四種，即水平、左傾、 右傾和垂直。
[0008] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型還可以做如下改進(jìn)。
[0009] 進(jìn)一步，所述所述感光盒包括遮光板和追蹤電路，所述遮光板設(shè)置在追蹤電路電 路上。
[0010] 采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，所述感光盒包括遮光板和追蹤電路，所述追 蹤電路通過比較所述遮光板兩側(cè)的光線強(qiáng)度，從而獲取光伏板相對(duì)太陽(yáng)光的位置信息，陽(yáng) 光直射時(shí)，兩個(gè)光敏電阻處于同樣的光強(qiáng)下，它們的內(nèi)阻會(huì)同步變化，因而中間電位點(diǎn)電壓 保持不變；太陽(yáng)從一個(gè)方向斜射時(shí)，光伏板與對(duì)太陽(yáng)光呈一定夾角，由于遮光板的作用，兩 個(gè)光敏電阻只有一個(gè)被太陽(yáng)照射，其內(nèi)阻變小，而另外一個(gè)處在擋光板的陰影之中，其內(nèi)阻 變大。則中間點(diǎn)電位產(chǎn)生偏離；沒陽(yáng)光照射或陰天時(shí)，其原理與陽(yáng)光直射時(shí)相同。后級(jí)電路 只要基于供電50%電位點(diǎn)對(duì)稱處理，就可以得到有效信號(hào)。
[0011] 進(jìn)一步，所述追蹤電路包括：輸入電路、緩沖電路和對(duì)稱比較電路；
[0012] 所述輸入電路包括對(duì)稱地設(shè)置在所述遮光板兩側(cè)的兩個(gè)阻值相等的光敏電阻U1、 U2和兩個(gè)阻值相等的電阻R8、R9,所述兩個(gè)光敏電阻U1、U2與兩個(gè)電阻R9、R8順次連接成 回路，所述光敏電阻Ul與U2的公共端a連接至第二放大器U2B的同相輸入端，所述電阻R8 與R9的公共端b連接至第一放大器U2A的同相輸入端，所述光敏電阻Ul與電阻R8的公共 端和所述光敏電阻U2和電阻R9的公共端分別連接至電源兩端；
[0013] 所述緩沖電路包括第一放大器U2A和第二放大器U2B，所述第一放大器U2A的同相 輸入端連接至公共端b，所述第二放大器U2B的同相輸入端連接至公共端a，所述第一放大 器U2A和第二放大器U2B的輸出端均連接至各自的反相輸入端，所述第一放大器U2A的輸 出端連接至電阻R5,所述第二放大器U2B的輸出端連接至電阻R4 ;
[0014] 所述對(duì)稱比較電路包括第一比較器UlA和第二比較器U1B，所述第一比較器UlA的 反相輸入端連接至所述第一放大器U2A的輸出端，第一比較器UlA的同相輸入端連接至電 阻R4,所述第二比較器UlB的反相輸入端連接至第二放大器U2B的輸出端，第二比較器UlB 的同相輸入端連接至電阻R5。
[0015] 采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，本實(shí)用新型應(yīng)用門比較器，判斷光伏板是否 正對(duì)太陽(yáng)光。輸入電路用于采集兩光敏電阻公共端a點(diǎn)的電壓，以及兩電阻公共端b點(diǎn)的 電壓，并將a、b兩點(diǎn)電壓信號(hào)輸入緩沖電路。由于兩電阻阻值相等，b點(diǎn)電壓恒為1/2V。。。
[0016] 由于反饋電阻的加入會(huì)引起輸入信號(hào)的波動(dòng)，為此添加運(yùn)算放大器用作電壓緩 沖，同時(shí)確保輸入端阻抗與光敏電阻阻抗相匹配。
[0017] 對(duì)稱比較電路的設(shè)置可以通過比較器反應(yīng)出兩光敏電阻的阻值大小情況，并將這 一信號(hào)通過比較器輸出的高低電平轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，便于后級(jí)電路獲取驅(qū)動(dòng)指令。
[0018] 進(jìn)一步，所述對(duì)稱比較電路還包括電阻R6和電阻R7,所述電阻R6連接在第二比較 器UlB的同相輸入端和輸出端之間，電阻R7連接在第一比較器UlA的同相輸入端和輸出端 之間。
[0019] 在比較器的同相端引入反饋電阻，增加遲滯功能，改變了輸出傳遞函數(shù)又能使信 號(hào)輸出滿足數(shù)字電路要求，更適應(yīng)本應(yīng)用。
[0020] 進(jìn)一步，所述自動(dòng)控制裝置包括邏輯電路和喚醒電路，所述邏輯電路與喚醒電路 連接。
[0021] 采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，喚醒電路用于采集電源電壓和環(huán)境亮度，而 邏輯電路用于檢測(cè)光伏板的實(shí)時(shí)姿態(tài)，所述姿態(tài)是指光伏板相對(duì)地面的位置關(guān)系。只有當(dāng) "環(huán)境亮度"，"供電電壓"兩個(gè)條件同時(shí)滿足才開始上電動(dòng)作，任何一個(gè)超前將會(huì)被屏蔽，借 此實(shí)現(xiàn)對(duì)上電時(shí)機(jī)的較準(zhǔn)把握；兩個(gè)條件任何一個(gè)不滿足都會(huì)觸發(fā)"電源錯(cuò)誤"狀態(tài)，借此 實(shí)現(xiàn)對(duì)收板時(shí)機(jī)的快速響應(yīng)。當(dāng)由于天氣原因，太陽(yáng)光線強(qiáng)度較弱時(shí)，喚醒電路檢測(cè)到環(huán)境 亮度未達(dá)到所設(shè)閾值，追光器便不會(huì)啟動(dòng)，但由于光伏板收板姿態(tài)為與地面水平，所以當(dāng)太 陽(yáng)強(qiáng)度足夠且滿足喚醒電路檢測(cè)的光線強(qiáng)度閾值時(shí)，追光器可以直接啟動(dòng)并追蹤至合適位 置進(jìn)行光伏發(fā)電；當(dāng)天氣由晴天突然轉(zhuǎn)為陰天或雨天時(shí)，喚醒電路檢測(cè)到環(huán)境亮度未達(dá)到 所設(shè)閾值時(shí)，會(huì)發(fā)送信息至邏輯電路，使邏輯電路發(fā)出收板指令。因此，喚醒電路對(duì)環(huán)境亮 度的監(jiān)測(cè)，可以使本實(shí)用新型適應(yīng)復(fù)雜的天氣變化。
[0022] 進(jìn)一步，所述自動(dòng)控制裝置還包括多個(gè)設(shè)置在控制電路板內(nèi)的水銀開關(guān)，所述控 制電路板安裝在光伏板上，多個(gè)所述水銀開關(guān)連接至所述邏輯電路。
[0023] 采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，所述控制電路板安裝在光伏板上，所述多個(gè) 水銀開關(guān)連接至所述邏輯電路，各個(gè)水銀開關(guān)相互配合檢測(cè)光伏板的實(shí)時(shí)姿態(tài)，并將所述 實(shí)時(shí)姿態(tài)發(fā)送給所述邏輯電路，所述邏輯電路根據(jù)所述光伏板的實(shí)時(shí)姿態(tài)控制所述驅(qū)動(dòng)裝 置的啟停，所述姿態(tài)是指光伏板相對(duì)地面的位置關(guān)系。電路板安裝在光伏板的下方，隨光伏 板一起轉(zhuǎn)動(dòng)，時(shí)刻都保持與光伏板相同的姿勢(shì)，這樣就可以將光伏板姿態(tài)檢測(cè)轉(zhuǎn)化成電路 板姿態(tài)自檢。電路中通過三個(gè)水銀開關(guān)檢測(cè)出：水平、左傾、右傾，垂直四個(gè)姿態(tài)，配合其它 電路完成收板，光板位置錯(cuò)誤修正等動(dòng)作。
[0024] 進(jìn)一步，所述邏輯電路包括看門狗電路和電源模塊，所述看門狗電路與電源模塊 連接。
[0025] 采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：當(dāng)電源模塊檢測(cè)到電源故障時(shí)，如果直接斷 電，光伏板可能尚未完成收板動(dòng)作，可能導(dǎo)致無法再次開機(jī)工作或其它故障，因此設(shè)計(jì)看門 狗電路，所述看門狗能夠在故障狀態(tài)下控制電源模塊處于工作狀態(tài)，直至完成收板動(dòng)作后， 才切斷整機(jī)電源。
【附圖說明】
[0026] 圖1為本實(shí)用新型電路方框圖；
[0027] 圖2為本實(shí)用新型中追蹤電路和邏輯電路的電路方框圖；
[0028] 圖3為本實(shí)用新型中輸入電路的連接原理圖；
[0029] 圖4為本實(shí)用新型中緩沖電路和對(duì)稱比較電路優(yōu)選的電路原理圖；
[0030] 圖5為本實(shí)用新型第一種實(shí)施方式的電路原理圖；
[0031] 圖6為本實(shí)用新型喚醒電路第一種實(shí)施方式的電路原理圖；
[0032] 圖7為本實(shí)用新型電源模塊第一種實(shí)施方式的電路原理圖；
[0033] 圖8為本實(shí)用新型圖4中UlA的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖；