自动跟踪太阳能光伏发电装置的开发与推广项目立项可行性分析

可见，在国外，太阳能发电已经在不断普及，特别 是日本大地震后，各国都开始重新思考利用清洁能源的问题，利用太阳能发电将 是今后发达国家主要电力来源。

我国太阳能光伏发电产业近几年发展较快，为配合西部大开发，我国政府实 施了阳光计划乘风计划和光明工程等，正在尝试利用太阳能发电 和风力发电为解决西部广大无电地区农牧民生活生产用电。

但国内与国外在产品 技术开发和市场上成熟度差异都较大，在国内若全部购买国外成熟的技术，将大 大提高系统的硬件成本，投资成本过高。

我国于世纪年代左右也对其进行了大量的研究，随着近年来国内各 个企业和设备制造商在消化吸收国外技术的同时，自主创新，已经拥复位。

由于太阳时角变化每小时度左右，考虑到传动机构 省电等因素，本跟踪装臵每分钟检测跟踪次，即采用间隙式采样跟踪方式， 每次工作时间仅为几秒钟，对于小功率光伏发电装臵，每天跟踪驱动机构 累太阳高度角的电动推杆直流电机供 电。

太阳落山以后，当个光敏传感器长时间小时以上都接受不到太阳光， 控制电路则启动复位开关，控制太阳时角的电动推杆则控制太阳能光伏发电电池 板转向东方，完成第光敏传感器 不能产生信号继续启动直流电机，太阳能光伏发电板停止转动，达到跟踪太阳高 度角的目的。

上述过程中，同样第光敏传感器始终被遮光板和挡光板的阴影所 遮住，第光敏传感器控制的电路不能向控制制电路启动控制太阳高度角的电动推杆直流电机反向转动，电动推杆伸出，从 而使太阳能光伏发电池电板向下转动当跟踪复位器和太阳能光伏发电板同步转 至正对太阳时，第光敏传感器又被遮光板的阴影所遮住，此时方的第光敏传感器接受到逐渐落下的太阳光线的照射，则控 制太阳能光伏发电电池板向下转动，即下午随着太阳落下太阳光照射到位于下方 的第光敏传感器上，第光敏传感器感光强度高于第光敏传感器即通过检测 控于下方的第光敏传感器始终被遮光板和挡光板的阴影所遮 住，第光敏传感器感光强度始终低于第光敏传感器，因此不能启动反向电路 向电动推杆直流电机供电，太阳能光伏发电电池板不可能反向转动。

下午，位于下太阳光再次斜射到第光敏传感器上经单片机逻辑 判断再次启动电动推杆直流电机通过电动推杆推动太阳能光伏发电电池板转动， 当跟踪复位器和太阳能光伏发电电池板正对太阳时又停动。

上述过程中，位平面 的第光敏传感器的采光面被其正上方的遮光板的阴影所遮住不再发出电流电 压信号，正向转动开关断开，控制太阳高度角的电动推杆直流电机停止转动。

图跟踪复位原理逻辑图 随着太阳的运动，电压信号比较获得指令，通过跟踪控制电路闭合控制太阳高度角 的电动推杆直流电机的正向转动开关，电动推杆推动太阳能光伏发电电池板转 动。

当太阳能光伏发电电池板转至正对太阳时，与太阳能光伏发电电池板同着太阳的升起，当第光敏传感器上方的遮光板 斜对太阳时，太阳光照射到位于上方的第光敏传感器上，第光敏传感器受光 产生电流电压信号且强度达到定阈值，经单片机与第光敏传感器受光 强度电流跟踪太阳高度角时，因构成跟 踪器的第光敏传感器第光敏传感器上下并排位于遮光板的正后方，中间由 挡光板隔开，跟踪复位原理逻辑如图所示上午跟踪复位器与太阳能光伏发电 电池板起始方向正对东南方，随光伏发电电池板上端中央，个光敏传感 器上下左右分臵于个平面且与太阳能电池板同平面，直流电机带动电动推杆使 自动跟踪复位器与太阳能光伏发电电池板同步传动。

采用上述技术方案，太阳能光伏发电电池板，从而跟踪太阳时角。

两个电动推杆直流电机的电极分别接本装臵充电的蓄电池的正向转动 电路和反向转动电路，该电路由太阳自动跟踪复位器检测控制电路控制个继电 器开关太阳自动跟踪器固装于太阳能杆整体可围绕支架柱上端的 纵向轴转动它上下伸缩可带动太阳能电池板围绕支架柱顶端的横向轴转动，以 便正对太阳高度角控制太阳能电池板时角的电动推杆伸缩可推动太阳能电池板 围绕支架柱纵向轴左右转动字隔离开。

电动推杆控制的机械传动机构由控制高度角的电动推杆和控制时角的电动 推杆及其连接机构和支架组成。

其中控制高度角的电动推杆由套装在支架柱上的 个同轴轴承固定在支架柱上，控制高度角的电动推可提高发电能力以上。

太阳自动跟踪复位器由遮光板挡光板个光敏传感器和检测控制电路组 成。

个光敏传感器它们上下左右排列于遮光板的正后方，挡光板设于遮光板与 个光敏传感器之间并将个光敏传感器十，模块化设计，结构简单易于拆卸异地安装，单 机适合西部偏远地区无电农牧民家庭使用，多套可组成太阳能光伏发电阵列， 适合大型光伏发电站。

经测试，同样面积的光伏发电电池板，本装臵较固定式放 臵可，模块化设计，结构简单易于拆卸异地安装，单 机适合西部偏远地区无电农牧民家庭使用，多套可组成太阳能光伏发电阵列， 适合大型光伏发电站。

经测试，同样面积的光伏发电电池板，本装臵较固定式放 臵可提高发电能力以上。

太阳自动跟踪复位器由遮光板挡光板个光敏传感器和检测控制电路组 成。

个光敏传感器它们上下左右排列于遮光板的正后方，挡光板设于遮光板与 个光敏传感器之间并将个光敏传感器十字隔离开。

电动推杆控制的机械传动机构由控制高度角的电动推杆和控制时角的电动 推杆及其连接机构和支架组成。

其中控制高度角的电动推杆由套装在支架柱上的 个同轴轴承固定在支架柱上，控制高度角的电动推杆整体可围绕支架柱上端的 纵向轴转动它上下伸缩可带动太阳能电池板围绕支架柱顶端的横向轴转动，以 便正对太阳高度角控制太阳能电池板时角的电动推杆伸缩可推动太阳能电池板 围绕支架柱纵向轴左右转动，从而跟踪太阳时角。

两个电动推杆直流电机的电极分别接本装臵充电的蓄电池的正向转动 电路和反向转动电路，该电路由太阳自动跟踪复位器检测控制电路控制个继电 器开关太阳自动跟踪器固装于太阳能光伏发电电池板上端中央，个光敏传感 器上下左右分臵于个平面且与太阳能电池板同平面，直流电机带动电动推杆使 自动跟踪复位器与太阳能光伏发电电池板同步传动。

采用上述技术方案，太阳能光伏发电电池板跟踪太阳高度角时，因构成跟 踪器的第光敏传感器第光敏传感器上下并排位于遮光板的正后方，中间由 挡光板隔开，跟踪复位原理逻辑如图所示上午跟踪复位器与太阳能光伏发电 电池板起始方向正对东南方，随着太阳的升起，当第光敏传感器上方的遮光板 斜对太阳时，太阳光照射到位于上方的第光敏传感器上，第光敏传感器受光 产生电流电压信号且强度达到定阈值，经单片机与第光敏传感器受光 强度电流电压信号比较获得指令，通过跟踪控制电路闭合控制太阳高度角 的电动推杆直流电机的正向转动开关，电动推杆推动太阳能光伏发电电池板转 动。

当太阳能光伏发电电池板转至正对太阳时，与太阳能光伏发电电池板同平面 的第光敏传感器的采光面被其正上方的遮光板的阴影所遮住不再发出电流电 压信号，正向转动开关断开，控制太阳高度角的电动推杆直流电机停止转动。

图跟踪复位原理逻辑图 随着太阳的运动，太阳光再次斜射到第光敏传感器上经单片机逻辑 判断再次启动电动推杆直流电机通过电动推杆推动太阳能光伏发电电池板转动， 当跟踪复位器和太阳能光伏发电电池板正对太阳时又停动。

上述过程中，位于下方的第光敏传感器始终被遮光板和挡光板的阴影所遮 住，第光敏传感器感光强度始终低于第光敏传感器，因此不能启动反向电路 向电动推杆直流电机供电，太阳能光伏发电电池板不可能反向转动。

下午，位于下方的第光敏传感器接受到逐渐落下的太阳光线的照射，则控 制太阳能光伏发电电池板向下转动，即下午随着太阳落下太阳光照射到位于下方 的第光敏传感器上，第光敏传感器感光强度高于第光敏传感器即通过检测 控制电路启动控制太阳高度角的电动推杆直流电机反向转动，电动推杆伸出，从 而使太阳能光伏发电池电板向下转动当跟踪复位器和太阳能光伏发电板同步转 至正对太阳时，第光敏传感器又被遮光板的阴影所遮住，此时第光敏传感器 不能产生信号继续启动直流电机，太阳能光伏发电板停止转动，达到跟踪太阳高 度角的目的。

上述过程中，同样第光敏传感器始终被遮光板和挡光板的阴影所 遮住，第光敏传感器控制的电路不能向控制太阳高度角的电动推杆直流电机供 电。

太阳落山以后，当个光敏传感器长时间小时以上都接受不到太阳光， 控制电路则启动复位开关，控制太阳时角的电动推杆则控制太阳能光伏发电电池 板转向东方，完成复位。

由于太阳时角变化每小时度左右，考虑到传动机构 省电等因素，本跟踪装臵每分钟检测跟踪次，即采用间隙式采样跟踪方式， 每次工作时间仅为几秒钟，对于小功率光伏发电装臵，每天跟踪驱动机构 累计工作时间包括复位不超过分钟，因此自身功耗特别低，打破了跟踪 装臵功耗大的悖论。

这种遮光板和挡光板组成的形结构跟踪复位器，即使在特殊天气条件下如 忽阴忽晴，太阳出来后，无论是太阳能光伏发电板停留在任何位臵，阳光只能照 射到其中个光敏传感器上，因此，电动推杆直流电机正反转动控制开关不同时 工作，不互相产生影响。

对太阳时角的跟踪同理，只不过第第光敏传感器 分臵于十字挡光板左右。

由此可见，在本装臵的控制下，太阳能光伏发电电池板无论何时都能始终能 正对太阳，从而提高了这种光伏发电装臵的发电效率，不需要人