太陽能電池板自動跟蹤係統的設計
信息技術
作者：孫鐵偉
【摘要】本係統由光線感應器和閉環控製器組成的自動控製裝置。采用伺服電機使感光太陽能電池板始終處垂直於太陽入射角，從而提高太陽能電池板對太陽能的吸收效率。本係統有四種工作狀態。一是常態（好天氣情況）下的對日跟蹤狀態；二是間歇式跟蹤，天氣為多雲、陰天或惡劣天氣將暫停跟蹤，天氣轉好時繼續跟蹤；三是自動回位，本係統在日落後自動進入適應工作時，並自動回歸到太陽升起的方位。第二天再自動進入新一輪的運轉。四是惡劣天氣狀態的保護，當環境風速或降水等因素不適宜係統工作時，跟蹤儀會自動停止工作，以避免係統遭到破壞。
【關鍵詞】太陽跟蹤；自動化；感光太陽能電池板；伺服電機
引言
太陽能既是一次能源，又是可再生資源。它資源豐富，既可免費使用，又無需運輸，對環境無任何汙染。為人類創造了一種新的生活形態，使社會及人類進入一個節約能源、減少汙染的時代。太陽能的發展前景非常廣闊，利用太陽能發電已經成為全球矚目的一個具有深遠意義的研究課題。但太陽能的能量密度低，而且它因地而異，因時而變，這是開發太陽能麵臨的主要問題。現在市場的固定式太陽能吸收係統不能充分吸收太陽能，造成一定程度的浪費。而太陽能自動跟蹤係統則很好的解決了這個問題。本文提出了一種由光線感應器和閉環控製器組成的自動跟蹤係統，此係統由光感測陣列感應太陽光斑的位置來確定太陽的高度和方位，通過閉環控製器來自動調整太陽能電池板的朝向，結構簡單，成本低，充分吸收太陽能，從而提高太陽能的吸收率。
1.自動跟蹤係統的組成和結構
太陽能自動跟蹤係統由光線感應器、閉環控製電路和感光機架組成。
1.1光線感應器
光線感應器是由兩個組件即投光器及受光器所組成，利用投光器將光線由透鏡將之聚焦，經傳輸而至受光器之透鏡，再至接受感應器，接受感應器將收到的光線訊號轉變成電信號，此電信號更可進一步作各種不同的開關及控製動作，其基本原理即對投光器及受光器間的光線做遮蔽動作所獲得的信號加以運用以完成各種自動化控製。
1.2閉環控製器
閉環控製器由光感測陣列和伺服電機組成。
1.2.1光感測陣列。采用一種光感測陣列的觸控顯示裝置，其特征在於包含一個作為觸控屏幕及能夠顯示畫麵的透光玻璃，一個太陽光源，該光源在該透光玻璃上方以接觸或不接觸的方式滑移或點選，並令所射出的光線透過該透光玻璃；一個光感測陣列，該光感測陣列位於該透光玻璃的下方，用於感測來自該透光玻璃的上方的光源射出的光線，該光感測陣列包括數個感光單元，所述感光單元以陣列的方式配置，各感光單元供接收來自對應位置的光線；所述感光單元將接收到的光線轉換成電子信號；一個影像陣列處理器，用於接收來自該光感測陣列的電子信號，依據所傳送進來的電子信號判斷該光源在該透光玻璃上的位置坐標，並將該位置坐標所形成的軌跡轉化成對應該光筆移動形成的圖符所代表的指令；一個供影像輸出的電子信息裝置，該電子信息裝置包括一個處理器，該影像陣列處理器發出的指令送到該電子信息裝置的處理器中，以令該電子信息裝置執行該指令；一個投影機，該投影機位於該透光玻璃的下方，該投影機連接該供影像輸出的電子信息裝置，該投影機用於接收該電子信息裝置的輸出影像，並將該輸出的影像投影到該透光玻璃上，而使得該透光玻璃顯示與該電子信息裝置的輸出影像相同的影像。