專利名稱：野外太陽能供電設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種太陽能供電設(shè)備，更具體的說，涉及一種為無人值守的野外監(jiān)測(cè)儀器進(jìn)行供電的太陽能供電設(shè)備。
背景技術(shù)：
為了監(jiān)測(cè)野外的環(huán)境、氣象以及突發(fā)的災(zāi)害等情況，通常會(huì)在野外安裝監(jiān)測(cè)儀器或其他設(shè)備。這些監(jiān)測(cè)儀器及設(shè)備需要一定的電能供其正常工作。但由于野外環(huán)境的特點(diǎn)， 人跡罕至且條件惡劣，架設(shè)和維護(hù)電力線的成本太高，而且需要工作人員經(jīng)常往返現(xiàn)場(chǎng)，這部分的花費(fèi)不可小估。因此，最適合的解決方法是利用太陽能電板供電。但只有光線垂直照射在太陽能電板上時(shí)，太陽能電板接收到的能量才最大，對(duì)太陽光的利用率最高。但由于太陽和地球在不停的轉(zhuǎn)動(dòng)，照射在太陽能電板上的光線方向在不停的發(fā)生變化，使得太陽能電板對(duì)光線的利用率受到影響。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，提供一種野外太陽能供電設(shè)備，能夠跟蹤照射在太陽能電板上的光線，并對(duì)其方向進(jìn)行檢測(cè)和分析，自動(dòng)控制和調(diào)整太陽能電板的位置，使其與光線保持垂直，從而提高太陽能的利用效率。適于并滿足為無人值守野外環(huán)境的檢測(cè)儀器和設(shè)備提供供電需要，從而節(jié)約成本。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下野外太陽能供電設(shè)備，包括太陽能電板及其支撐支架，其特征在于所述支架下端安裝有轉(zhuǎn)輪，所述轉(zhuǎn)輪可繞底座上設(shè)置的圓形軌道旋轉(zhuǎn)；所述太陽能電板上還安裝有一調(diào)整太陽能電板做俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)軸；在太陽能電板的一側(cè)并排安裝有一光線跟蹤裝置，所述光線跟蹤裝置與太陽能電板同步運(yùn)動(dòng)；所述轉(zhuǎn)輪和轉(zhuǎn)軸分別由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，所述電機(jī)由單片機(jī)控制。所述光線跟蹤裝置是一暗盒，暗盒在接受光線照射的頂板上開設(shè)一透光小孔，暗盒底板被分成N個(gè)區(qū)域，每一區(qū)域布滿若干并聯(lián)連接的光敏電阻，且在每一區(qū)域上安裝一限流電阻串聯(lián)在所述若干并聯(lián)連接的光敏電阻上，所述限流電阻兩端電壓值由單片機(jī)采集
和分析，其中\(zhòng):>」。所述暗盒底板分成四個(gè)區(qū)域。所述底座上設(shè)置的圓形軌道直徑為太陽能電板的長(zhǎng)度。所述透光小孔的大小不小于N個(gè)所述光敏電阻的大小，N為暗盒底板被分成的區(qū)域數(shù)。所述底座位于地面以下設(shè)置有一雨水儲(chǔ)水箱，內(nèi)置水泵。所述電機(jī)包括一控制轉(zhuǎn)輪的水平驅(qū)動(dòng)電機(jī)和一控制轉(zhuǎn)軸的垂直驅(qū)動(dòng)電機(jī)。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案，在太陽能電板的一側(cè)設(shè)置一個(gè)光線跟蹤裝置，隨時(shí)監(jiān)測(cè)照射在太陽能電板上的光線方向，并通過單片機(jī)來控制軌道上的轉(zhuǎn)輪和太陽能電板上設(shè)置的轉(zhuǎn)軸，從而調(diào)整太陽能電板在水平和垂直方向旋轉(zhuǎn)，以使光線始終垂直于太陽能電板照射。保證采集到的太陽能量最大，利用率最高。該光線跟蹤裝置是一與太陽能電板并排安裝的暗盒，暗盒的頂板上開設(shè)透光小孔，暗盒底板被分成若干區(qū)域，每區(qū)域安裝一限流電阻和若干光敏電阻，通過單片機(jī)對(duì)每一區(qū)域上限流電阻的電壓值采集和分析，來判斷太陽光線通過透光小孔后照射在暗盒底板的光斑位置，并通過單片機(jī)自動(dòng)控制太陽能電板的轉(zhuǎn)動(dòng)，使得光斑始終照射在暗盒中心，即光線始終垂直照射在太陽能電板上。暗盒頂板上透光小孔的大小不小于N個(gè)所述光敏電阻的大小，是因?yàn)閱纹瑱C(jī)在同時(shí)對(duì)N個(gè)區(qū)域上的電壓進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)四個(gè)區(qū)域上的光敏電阻都有光線照射時(shí)，單片機(jī)采集到的區(qū)域電壓均相同， 即可以判斷光線照射在暗盒底板的中心位置。
以下通過附圖對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案做進(jìn)一步詳細(xì)的描述圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中暗盒結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2中暗盒底板結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是單片機(jī)采集的電壓電路圖。
具體實(shí)施方式
圖廣圖4所示，本實(shí)用新型所提供的野外太陽能供電設(shè)備，包括太陽能電板1以及與之連接的支撐支架2，在太陽能電板1的一側(cè)，與太陽能電板1并排安裝一個(gè)光線跟蹤裝置，本實(shí)施例中的光線跟蹤裝置是一暗盒3，暗盒3有底板31和接受光線照射的頂板32。 太陽能電板1和暗盒3做同步運(yùn)動(dòng)，以保證照射在暗盒頂板32上的光線和照射在太陽能電板1上的光線方向始終保持一致。在支架2的下端安裝有三個(gè)轉(zhuǎn)輪4，該三個(gè)轉(zhuǎn)輪4可繞底座上設(shè)置的圓形軌道5旋轉(zhuǎn)，其中一個(gè)轉(zhuǎn)輪4連接水平驅(qū)動(dòng)電機(jī)6，由水平驅(qū)動(dòng)電機(jī)6驅(qū)動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)其余兩個(gè)轉(zhuǎn)輪繞圓形軌道4旋轉(zhuǎn)。由于此時(shí)旋轉(zhuǎn)時(shí)力矩最大，可以使得該太陽能供電裝置自身工作時(shí)所需電能最少。轉(zhuǎn)輪4的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)支架2轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)太陽能電板1在水平方向上轉(zhuǎn)動(dòng)。在太陽能電板1上還安裝有一個(gè)轉(zhuǎn)軸7，該轉(zhuǎn)軸7連接到垂直驅(qū)動(dòng)電機(jī)8上，由垂直驅(qū)動(dòng)電機(jī)8驅(qū)動(dòng)其旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)太陽能電板1在垂直方向上轉(zhuǎn)動(dòng)。水平驅(qū)動(dòng)電機(jī)6和垂直驅(qū)動(dòng)電機(jī)8由單片機(jī)9進(jìn)行自動(dòng)控制。在底座位于地面以下設(shè)置有一雨水儲(chǔ)水箱10，內(nèi)置水泵，可用于收集雨水，用于清潔太陽能電板1，也可以澆灌周圍的植物。 暗盒3的頂板32上開設(shè)一個(gè)透光小孔320，底板31被分成了四個(gè)區(qū)域A、B、C、D，該四個(gè)區(qū)域上布滿了光敏電阻30，所以光敏電阻30之間并聯(lián)連接。為了使光線充分照射在光敏電阻30上，透光小孔320的大小不小于光敏電阻30的大小。每一區(qū)域上安裝一限流電阻33串聯(lián)在若干并聯(lián)連接的光敏電阻30上。由單片機(jī)9采集每一區(qū)域的限流電阻33上的電壓值U0， 并對(duì)其大小進(jìn)行比較。當(dāng)太陽位置移動(dòng)時(shí)，光斑M(jìn)會(huì)照射在某一區(qū)域中，此區(qū)域的光敏電阻30 阻值減小，UO增大。此時(shí)，只需要比較四個(gè)UO的數(shù)值大小，就可以判斷光斑M(jìn)的位置，并判斷出太陽能電板1應(yīng)該如何轉(zhuǎn)動(dòng)才能使光斑M(jìn)照射在底板的正中心，使得太陽能電板1與光線垂直，通過單片機(jī)9的自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)太陽能電板1自動(dòng)追日，提高太陽能利用率。 本實(shí)用新型所提供的裝置，其儲(chǔ)存的電能、水等，還可以在災(zāi)害發(fā)生的緊急狀況下提供基本和必要的應(yīng)急支援。
權(quán)利要求1.野外太陽能供電設(shè)備，包括太陽能電板及其支撐支架，其特征在于所述支架下端安裝有轉(zhuǎn)輪，所述轉(zhuǎn)輪可繞底座上設(shè)置的圓形軌道旋轉(zhuǎn)；所述太陽能電板上還安裝有一調(diào)整太陽能電板做俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)軸；在太陽能電板的一側(cè)并排安裝有一光線跟蹤裝置，所述光線跟蹤裝置與太陽能電板同步運(yùn)動(dòng)；所述轉(zhuǎn)輪和轉(zhuǎn)軸分別由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，所述電機(jī)由單片機(jī)控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的野外太陽能供電設(shè)備，其特征在于所述光線跟蹤裝置是一暗盒，暗盒在接受光線照射的頂板上開設(shè)一透光小孔，暗盒底板被分成N個(gè)區(qū)域， 每一區(qū)域布滿若干并聯(lián)連接的光敏電阻，且在每一區(qū)域上安裝一限流電阻串聯(lián)在所述若干并聯(lián)連接的光敏電阻上，所述限流電阻兩端電壓值由單片機(jī)采集和分析，其中
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的野外太陽能供電設(shè)備，其特征在于所述暗盒底板被分成四個(gè)區(qū)域。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的野外太陽能供電設(shè)備，其特征在于所述透光小孔的大小不小于N個(gè)所述光敏電阻的大小，N為暗盒底板被分成的區(qū)域數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的野外太陽能供電設(shè)備，其特征在于所述底座上設(shè)置的圓形軌道直徑為太陽能電板的長(zhǎng)度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的野外太陽能供電設(shè)備，其特征在于所述底座位于地面以下設(shè)置有一雨水儲(chǔ)水箱，內(nèi)置水泵。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的野外太陽能供電設(shè)備，其特征在于所述電機(jī)包括一控制轉(zhuǎn)輪的水平驅(qū)動(dòng)電機(jī)和一控制轉(zhuǎn)軸的垂直驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種野外太陽能供電設(shè)備，包括太陽能電板及其支撐支架，所述支架下端安裝有轉(zhuǎn)輪，所述轉(zhuǎn)輪可繞底座上設(shè)置的圓形軌道旋轉(zhuǎn)；所述太陽能電板上還安裝有一調(diào)整太陽能電板做俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)軸；在太陽能電板的一側(cè)并排安裝有一光線跟蹤裝置，所述光線跟蹤裝置與太陽能電板同步運(yùn)動(dòng)；所述轉(zhuǎn)輪和轉(zhuǎn)軸分別由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，所述電機(jī)由單片機(jī)控制。本實(shí)用新型所提供的野外太陽能供電設(shè)備，能夠跟蹤照射在太陽能電板上的光線，并對(duì)其方向進(jìn)行檢測(cè)和分析，自動(dòng)控制和調(diào)整太陽能電板的位置，使其與光線保持垂直，從而提高太陽能的利用效率，適于并滿足為無人值守野外環(huán)境的檢測(cè)儀器或設(shè)備提供供電需要，從而節(jié)約成本。
文檔編號(hào)H02N6/00GK202009346SQ201120058569
公開日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2011年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月8日
發(fā)明者茅菁 申請(qǐng)人:茅菁