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太阳能跟踪器做事道理

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  太阳能跟踪器工作原理_能源/化工_工程科技_专业资料。太阳能跟踪器的工作原理 一 工作原理 “太阳光寻迹传感器”安装在太阳能装置上,根据太阳光的位置,驱动电 机,带动机械转动机构,始终跟随太阳位置运动。当太阳偏转一定角度时(一 般 5--10 分钟左右)

  太阳能跟踪器的工作原理 一 工作原理 “太阳光寻迹传感器”安装在太阳能装置上,根据太阳光的位置,驱动电 机,带动机械转动机构,始终跟随太阳位置运动。当太阳偏转一定角度时(一 般 5--10 分钟左右),控制器发出指令,转动机构旋转几秒钟,到达正对太阳 位置时时停止,等待下一个太阳偏转角度,一直这样间歇性运动;当阴天或晚 上没有太阳出现时停止动作;只要出现太阳它就自动寻找并跟踪到位,全自动 运行,无需人工干预,东西向、南北向二维控制,也可单方向控制,使用电源 直流 12 伏, 技术指标 1. 跟踪起控角度:1°--10°(不同应用类型) 2. 水 平(太阳方位角)运行角度:Ⅰ型 0°-°,Ⅱ型-20°-- +200° 3. 垂直 (太阳高度角)调整角度:10°--120°(太阳光与地面夹角) 4. 传动方式: 丝杠、涡轮蜗杆、齿轮 5. 承载重量:10Kg-- 500Kg 6. 系统重量:2 Kg--500Kg 7. 电机功率:0.4W--15W 8. 电源电压 DC6V--24V -40--85℃ 10.运行时间≥10 万小时 9. 运行环境温度: 11.室外全天候条件运行 现有的太阳能自动跟踪控制器无外乎两种:一是使用一只光敏传感器与施 密特触发器或单稳态触发器,构成光控施密特触发器或光控单稳态触发器来控 制电机的停、转;二是使用两只光敏传感器与两只比较器分别构成两个光控比 较器控制电机的正反转。由于一年四季、早晚和中午环境光和阳光的强弱变化 范围都很大,所以上述两种控制器很难使大阳能接收装置四季全天候跟踪太阳。 这里所介绍的控制电路也包括两个电压比较器,但设在其输人端的光敏传感器 则分别由两只光敏电阻串联交叉组合而成。每一组两只光敏电阻中的一只为比 较器的上偏置电阻,另一只为下偏置电阻;一只检测太阳光照,另一只则检测 环境光照,送至单片机,比较器输人端的比较电平始终为两者光照之差。所以, 本控制器能使太阳能接收装置四季全天候跟踪太阳,而且调试十分简单,成本 也比较低。 二 电路原理 电路原理图如图 1 所示,双运放 LM358 与 R1、R2 构成两个电压比较器,参 考电压为 VDD(+12V)的 1/2。光敏电阻 RT1、RT2 与电位器 RP1 和光敏电阻 RT3、RT4 与电位器 RP2 分别构成光敏传感电路,该电路的特殊之处在于能根据 环境光线的强弱进行自动补偿。如图 2 所示,将 RT1 和 RT3 安装在垂直遮阳板 的一侧,RT4 和 RT2 安装在另一侧。当 RT1、RT2、RT3 和 RT4 同时受环境自然光 线 的中心点电压不变。如果只有 RT1、RT3 受太阳光照射, RT1 的内阻减小,LM358 的③脚电位升高,①脚输出高电平,三极管 VT1 饱和导 通,继电器 K1 导通,其转换触点 3 与触点 1 闭合。同时 RT3 内阻减小,LM358 的⑤脚电位下降,K2 不动作,其转换触点 3 与静触点 2 闭合,电机 M 正转;同 理,如果只有 RT2、RT4 受太阳光照射,继电器 K2 导通,K1 断开,电机 M 反转。 当转到垂直遮阳板两侧的光照度相同时,继由器 K1、 都导通,电机 M 才停转。 K2 在太阳不停地偏移过程中,垂直遮阳板两侧光照度的强弱不断地交替变化,电 机 M 转——停、转——停,使太阳能接收装置始终面朝太阳。4 只光敏电阻这样 交叉安排的优点是:(l)LM358 的③脚电位升高时,⑤脚电位则降低,LM358 的⑤脚电位升高时,③脚电位则降低,可使电机的正反转工作既干脆又可靠; (2)可直接用安装电路板的外壳兼作垂直遮阳板,避免将光敏电阻 RT2、RT3 引至蔽阴处的麻烦。 使用该装置,不必担心第二天早晨它能否自动退回。早晨太阳升起时,垂 直遮阳板两侧的光照度不可能正好相等,这样,上述控制电路就会控制电机, 从而驱动接收装置向东旋转,直至太阳能接收装置对准太阳为止。 三 安装调试 整个太阳能接收装置的结构如图 2。 兼作垂直遮阳板的外壳最好使用无反射 的深颜色材料,四只光敏电阻的参数要求一致,即亮、暗电阻相等且成线性变 化。安装时,四只光敏电阻不要凸出外壳的表面,最好凹进一点,以免散射阳 光的干扰;垂直遮阳板(即控制盒)装在接收装置的边缘,既能随之转动又不 受其反射光的强烈照射。调试时,首先不让太阳直接照到四只光敏电阻上,然 后调节 RP1、RP2,使 LM358 的两正向输人端的电位相等且高于反向输人端 0.5V -1V。调试完毕后,让阳光照到垂直遮阳板上,接收装置即可自动跟踪太阳了。

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