阳光角度测定装置.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201921836167.6 (22)申请日 2019.10.29 (73)专利权人 长安大学 地址 710064 陕西省西安市南二环路中段 (72)发明人 侯雷鸣张栋牛国华张佳乐 裴志明卢笑宇楚恒谭宏海 (74)专利代理机构 西安通大专利代理有限责任 公司 61200 代理人 房鑫 (51)Int.Cl. G01C 1/00(2006.01) G05D 3/12(2006.01) (ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利 (54)实用新型名称 一种阳光角度测定装置 (57)摘。

2、要 本实用新型公开了一种阳光角度测定装置， 该测定装置包括太阳能电池组件， 太阳能电池组 件由互成角度的两块太阳能电池板组成， 太阳能 电池板同时连接低速精密电机， 低速精密电机根 据不同的太阳能电池板产生不同的电压差值， 驱 动太阳能电池组件朝着最佳的照射位置转动， 低 速精密电机的尾端连接旋转编码器， 旋转编码器 输出脉冲信号， 通过控制器读取脉冲信号获得太 阳能电池组件的转动角度， 即阳光最佳照射位置 的方向和角度。 相较于现有的其他追踪系统， 本 实用新型阳光角度测定装置结构简单， 造价低， 可以实现太阳能角度测定的闭环控制， 控制环节 少， 控制精度高且误差较小。 权利要求书1页 说。

3、明书3页 附图2页 CN 210774002 U 2020.06.16 CN 210774002 U 1.一种阳光角度测定装置， 其特征在于： 包括太阳能电池组件， 太阳能电池组件由互成 角度的两块太阳能电池板组成， 太阳能电池板同时连接低速精密电机(4)， 低速精密电机 (4)根据不同的太阳能电池板产生不同的电压差值， 驱动太阳能电池组件朝着最佳的照射 位置转动， 低速精密电机(4)的尾端连接旋转编码器(3)， 旋转编码器(3)输出脉冲信号， 通 过控制器读取脉冲信号获得太阳能电池组件的转动角度， 即阳光最佳照射位置的方向和角 度； 所述的低速精密电机(4)为双向旋转电机， 根据不同太阳能电。

4、池板产生的电压差值正负 进行顺时针或逆时针旋转。 2.根据权利要求1所述的阳光角度测定装置， 其特征在于： 所述太阳能电池组件的两块 太阳能电池板的负极相连， 正极分别接入低速精密电机(4)。 3.根据权利要求1所述的阳光角度测定装置， 其特征在于： 太阳能电池组件封装在一个 固定尺寸的透明玻璃四方体中。 4.根据权利要求3所述的阳光角度测定装置， 其特征在于： 所述的太阳能电池组件通过 联轴器(5)与低速精密电机(4)连接。 5.根据权利要求1所述的阳光角度测定装置， 其特征在于： 所述的低速精密电机(4)能够驱动太阳能电池组件以0.3 /秒的精度进行旋转。 权利要求书 1/1 页 2 CN。

5、 210774002 U 2 一种阳光角度测定装置 技术领域 0001 本实用新型属于太阳能利用领域， 具体涉及一种阳光角度测定装置。 背景技术 0002 太阳能电池板用于将太阳能转换为电能， 为了提高太阳能转换效率， 往往在太阳 能电池板的底部配置跟踪装置及驱动装置， 跟踪装置及驱动装置在不同的时间段驱动太阳 能电池板转动一定角度。 在转动过程中， 转动角度的方向及大小往往不能准确测定， 故需要 一种能精确测定太阳能的最佳照射利用角度的装置和方法， 使太阳能电池板的利用率发挥 最佳效果。 0003 现有关于太阳能照射角度测定的方案有 “GPS定位” 、“四象限光电式” 和 “光敏元件 控制器。

6、” 等， 而GPS定位不仅系统成本高而且角度调整不能随区域气象条件实际调整； 一般 的 “四象限光电式” 跟踪精度较低；“光敏元件控制” 信号处理环节较多， 误差较大。 实用新型内容 0004 本实用新型的目的在于针对上述现有技术对太阳能最佳照射利用角度不能精确 测量的问题， 提供一种阳光角度测定装置， 装置成本低且控制环节少、 控制精度高。 0005 为了实现上述目的， 本实用新型有如下的技术方案： 包括太阳能电池组件， 太阳能 电池组件由互成角度的两块太阳能电池板组成， 太阳能电池板同时连接低速精密电机， 低 速精密电机根据不同的太阳能电池板产生不同的电压差值， 驱动太阳能电池组件朝着最佳。

7、 的照射位置转动， 低速精密电机的尾端连接旋转编码器， 旋转编码器输出脉冲信号， 通过控 制器读取脉冲信号获得太阳能电池组件的转动角度， 即阳光最佳照射位置的方向和角度。 0006 作为优选， 本实用新型阳光角度测定装置的一种实施例中， 太阳能电池组件由两 块互成角度的太阳能电池板组成， 两块太阳能电池板的负极相连， 正极分别接入低速精密 电机。 0007 作为优选， 本实用新型阳光角度测定装置的一种实施例中， 太阳能电池组件封装 在一个固定尺寸的透明玻璃四方体当中， 太阳能电池组件通过联轴器与低速精密电机连 接。 0008 作为优选， 本实用新型阳光角度测定装置的一种实施例中， 所述的低速精。

8、密电机 为双向旋转电机， 根据不同太阳能电池板产生的电压差值正负进行顺时针或逆时针旋转。 0009 作为优选， 本实用新型阳光角度测定装置的一种实施例中， 所述的低速精密电机 能够驱动太阳能电池组件以0.3 /秒的精度进行旋转。 0010 使用本实用新型阳光角度测定装置的测定方法， 包括以下步骤： 0011 首先通过不同的太阳能电池板接收阳光， 如果太阳能电池板没有处于阳光最佳照 射角度， 不同的太阳能电池板产生电压之间出现差值， 低速精密电机在电压差值的驱动下 输出力矩， 使太阳能电池组件朝着最佳的照射位置转动， 旋转编码器输出脉冲信号， 控制器 读取脉冲信号获得太阳能电池组件的转动角度， 。

9、得到最佳照射位置的方向和角度。 说明书 1/3 页 3 CN 210774002 U 3 0012 在阳光角度测定方法当中， 太阳能电池组件越接近阳光最佳照射位置， 不同的太 阳能电池板产生电压的差值越小， 低速精密电机的输出转速越低。 0013 相较于现有技术， 本实用新型阳光角度测定装置有以下技术效果： 采用互成角度 的两块太阳能电池板组成检测单元， 某一角度阳光照射下， 不同的太阳能电池板产生不同 的电压差值作为检测单元的输出信号， 低速精密电机作为执行机构， 根据电压差值驱动太 阳能电池组件转动， 当太阳能电池组件越接近阳光最佳照射位置， 不同的太阳能电池板产 生电压的差值越小， 太阳。

10、能电池组件转动角度越小， 以此朝着最佳的照射位置无限逼近的 转动。 本实用新型测定装置能够实现阳光照射角度测定的闭环控制， 控制环节少， 控制精度 高且误差较小。 0014 相较于现有技术， 使用本实用新型的测定方法检测和控制环节较少， 操作方便， 能 够在任意时刻进行测定， 相较于其他测定方法， 能够以较为经济的装置实现更精确的测定。 0015 进一步的， 本实用新型能够在太阳能电池板组件无限接近阳光最佳照射位置时， 进行精确地微量调整， 使太阳能电池板组件处在准确的最佳照射位置， 编码器可直接读数。 附图说明 0016 图1本实用新型太阳能电池板组件的主视结构示意图； 0017 图2本实用。

11、新型太阳能电池板组件的工作原理俯视示意图； 0018 图3本实用新型阳光角度测定装置的结构示意图； 0019 图4本实用新型低速精密电机电路连接示意图； 0020 附图中： 0021 1-第一太阳能电池板； 2-第二太阳能电池板； 3-旋转编码器； 4-低速精密电机； 5- 联轴器。 具体实施方式 0022 下面将结合本实用新型实施例中的附图， 对本实用新型实施例中的技术方案进行 清楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例， 而不是全部 实施例。 0023 基于本实用新型中的实施例， 本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提 下所获得的所有其他实施例， 也都。

12、属于本实用新型权利要求书所保护的范围。 0024 参见图1-2， 太阳能电池组件封装在一个固定尺寸的透明玻璃四方体中， 其内置可 以自由转动的且成一定角度的两块太阳能电池板。 当阳光以一定倾斜角度照射到太阳能电 池板上， 假定其未处于阳光最佳照射角度， 第一太阳能电池板1和第二太阳能电池板2的正 极会产生两个不同的电压(其中， 第一太阳能电池板1和第二太阳能电池板2的负极和负极 通过导线相连)， 两个不同的电压分别接入低转速精密电机4的两极， 低转速精密电机4输出 力矩， 再带动太阳能电池组件进行旋转。 当第一太阳能电池板1受到的光照大于第二太阳能 电池板2时， 第一太阳能电池板1产生的电压大。

13、于第二太阳能电池板2， 电机顺时针旋转， 当 第一太阳能电池板1受到的光照小于第二太阳能电池板2时， 低转速精密电机4逆时针旋转。 0025 参见图3-4， 本实用新型实施例的阳光角度测定装置包括太阳能电池组件， 太阳能 电池组件由互成角度的两块太阳能电池板组成， 太阳能电池组件封装在一个固定尺寸的透 说明书 2/3 页 4 CN 210774002 U 4 明玻璃四方体中， 太阳能电池组件通过联轴器5与低速精密电机4连接。 两块太阳能电池板 的负极相连， 正极分别接入低速精密电机4。 低速精密电机4根据不同的太阳能电池板产生 不同的电压差值， 驱动太阳能电池组件朝着最佳的照射位置转动。 低速。

14、精密电机4为双向旋 转电机， 根据不同太阳能电池板产生的电压差值正负进行顺时针或逆时针旋转。 低速精密 电机4的尾端连接旋转编码器3， 旋转编码器3输出脉冲信号， 通过控制器读取脉冲信号获得 太阳能电池组件的转动角度， 即阳光最佳照射位置的方向和角度。 低速精密电机4能够驱动 太阳能电池组件以0.3 /秒的精度进行旋转。 0026 使用本实用新型阳光角度测定装置的测定方法， 包括以下步骤： 0027 根据第一太阳能电池板1和第二太阳能电池板2产生不同电压差的高低， 可以产生 不同大小的驱动力， 当第一太阳能电池板1和第二太阳能电池板2产生较高的电压差时， 便 产生较大的驱动力和转动速度， 从而。

15、带动太阳能电池板组件朝着最佳的照射位置转动， 当 近一步接近阳光的最佳照射位置时， 第一太阳能电池板1和第二太阳能电池板2会产生相对 较低的电压差， 便也产生较小的驱动力和较低的转动速度， 从而在太阳能电池板组件在无 限接近阳光最佳照射位置时， 进行精确地微量调整， 使太阳能电池板组件处在准确的最佳 照射位置。 0028 相较于现有的其他追踪系统， 本实用新型阳光角度测定装置结构简单， 造价低， 可 以实现太阳能角度测定的闭环控制， 控制环节少， 控制精度高且误差较小。 0029 应该注意的是上述实施例对本实用新型进行说明而不是对本实用新型进行限制， 并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范。

16、围的情况下可设计出替换实施例。 在权利 要求中， 不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。 单词 “包含” 不排 除存在未列在权利要求中的部件或组件。 位于部件或组件之前的单词 “一” 或 “一个” 不排除 存在多个这样的部件或组件。 本实用新型可以借助于包括有若干不同部件的装置来实现。 在列举了若干部件的权利要求中， 这些部件中的若干个可以是通过同一个部件项来具体体 现。 单词第一、 第二、 以及第三等的使用不表示任何顺序， 可以将这些单词解释为名称。 说明书 3/3 页 5 CN 210774002 U 5 图1 图2 说明书附图 1/2 页 6 CN 210774002 U 6 图3 图4 说明书附图 2/2 页 7 CN 210774002 U 7 。