发明名称 一种太阳自动跟踪装置及其跟踪方法
摘要 本发明公开了一种太阳自动跟踪装置及其跟踪方法,该装置包括MCU控制电路、数据寄存和通信交换模块、多功能人机互动界面、限位装置、光敏信号测验装置、精细输出驱动控制装置、电机、固定架;数据寄存和通信交换模块、多功能人机互动界面、限位装置、光敏信号测验装置的输出端与MCU控制电路的输入端相连,MCU控制电路的输出端与精细输出驱动控制装置的输入端连接,精细输出驱动控制装置的输出端与电机的输入端连接,电机的输出端与固定架相连。本发明在确保精度高、功耗低的前提下,具有低成本的特点。在太阳能光伏发电、太阳热能利用等装置上,都可以利用本发明,实现实时追日的作用。较静止型装置,系统能够大大提高太阳能利用率。
申请公布号 CN103684228B 申请公布日期 2016.04.13
申请号 CN201310143730.2 申请日期 2013.04.24
申请人 常州大学 发明人 陈岚萍;顾柏杨;吕继东;张晓花;陈阳;焦竹青
分类号 H02S20/32(2014.01)I 主分类号 H02S20/32(2014.01)I
代理机构 南京知识律师事务所 32207 代理人 卢亚丽
主权项 一种太阳自动跟踪装置的跟踪方法,所述太阳自动跟踪装置包括MCU控制电路、数据寄存和通信交换模块、多功能人机互动界面、限位装置、光敏信号测验装置、精细输出驱动控制装置、电机、固定架;所述数据寄存和通信交换模块、多功能人机互动界面、限位装置、光敏信号测验装置的输出端与MCU控制电路的输入端相连,MCU控制电路的输出端与精细输出驱动控制装置的输入端连接,精细输出驱动控制装置的输出端与电机的输入端连接,电机的输出端与固定架相连:所述方法为时钟控制跟踪和光电跟踪混合式跟踪方法,其具体步骤如下:(1)阴天和夜晚系统不跟踪,并记录系统停止的时间,由三个光敏传感器一直采集光照强度,当光照强度达到系统要求时,根据系统停止时的时间和当前时间,通过粗控方法控制直流电机,直到太阳光斑达到一定范围时,再通过精确控制方法进行控制;在一直天气晴朗的情况下,电机停止时间不超过30分钟,一直采用精确控制方法,当受光面与太阳光垂直时,停止系统跟踪,并且不断采集高度角和方位角的光电信号,信号差达到一定阈值时,再次启动系统跟踪;(2)每次在太阳光与受光面垂直时,电机停止,同时记录电机停止时间Tstop,当需要启动电机时,读取当前时间Tcurrent;(3)通过电机停止的时间日期与即将启动电机转动的当前时间日期,得到相应的电机转动的控制信号,进而驱动电机,直到方位角光敏电阻和高度角光敏电阻采集到相应的光信号,此时系统转换为精确控制方法;通过驱动设备驱动俯仰角和方位角电机,随着驱动电机的转动,两边的光敏传感器收到相同阴影遮盖,输出相同电压,使得控制方位角的两个光敏电阻的输出电压差,控制俯仰角的两个光敏电阻的输出电压差均为零,即Ux=Uy=0,表明系统聚光镜平面和太阳光垂直;所述粗控方法为时钟控制跟踪方法,其中有四个参数控制,系统启动时间Tstart、系统休眠时间Tsleep、电机停止的时间Tstop和将要启动电机时的当前时间Tcurrent,其中在Tstart‑Tsleep之间,系统正常运行,反之系统处于休眠状态;每次在太阳光与受光面垂直时,电机停止,同时记录电机停止时间Tstop,当需要启动电机时,读取当前时间Tcurrent;通过电机停止的时间日期,与即将启动电机转动的当前时间日期,可得到相应的电机转动的控制信号,进而驱动电机;所述精确控制方法为光电跟踪方法,且所述光电跟踪方法采用遮挡光照的四象限方法;到太阳光斑达到一定范围时,即方位角光敏电阻和高度角光敏电阻采集到相应的光信号,此时系统转换为精确控制方法;所述光敏传感器采用光敏电阻,光束直接投射到太阳定位传感器的光敏面,光敏电阻输出相应电压,经过A/D转换,送入单片机,通过处理算法,单片机输出相应控制信号。
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