太阳能电池的方位跟踪方案比较与设计———太阳能电池的方位跟踪

当前，我国有大量的太阳灶等利用光伏电池的太阳能装置，有些不具有对太阳跟踪的功能，其效能大打折扣。本文介绍一种简单的装置，能使其实现对太阳水平、垂直方向的全方位跟踪，晚上便自动复位。要跟踪太阳，必须有阳光探测头。本装置的阳光探测头由一块凸透镜、五个光电二极管、控制电路板和一个圆筒组成，组成方式见图1。五个光电管安装在同一块圆板(即光电板)上，呈十字形排列，其上下为一组，检测太阳的垂直移动；左右为-组，检测太阳的水平移动；中间的一个为--组，为光线检测，提供复位触发。透镜安装在圆筒的顶端，并用胶水胶合，兼做防水盖。圆筒的另一端封闭。电路板安装在圆筒里。光电板安装在筒中透镜的焦距内，以阳光直射时透镜形成的光斑照不到周围四个光电管为好(至于光斑离光电板多大距离合适，取决于所需的跟踪灵敏度，一般lcm左右才不至于使机器频繁启动)。当阳光垂直射入时，照射不到四周的光电管，只有阳光光线发生倾斜即探头不对准太阳时才有可能使光线射到四周的光电管上。当太阳的水平或垂直位置发生偏移时，R1、R2或R3、R4四个光电管中必有一个受阳光照射，这样就可确认太阳运动的方向了。
    控制电路有两组，图2是其中的一组，另一组电路与此相同。光电管是直接与控制电路连接的，当探测头正对太阳时，R1、R2都是高电阻，A、B两点电压相等。四运放LM324的A1、A2输出高电位，经IC2(CD4011)的a1、a2反相后输出低电位，再经IC3(CD4011)的b1、b2输出高电位，最后经IC4(CD4011)的髓 C1/C2输出低电位，全桥驱动没有触发信号，电机，M不工作。若阳光发生倾斜，使R1被阳光射中呈低电阻，则 A点电位比B点高，C点为低电位，D点为高电位，E点为高电位．F点为低电位．G点为低电位，H点为高电位，I点为高电位，J点为低电位。BGl、BG4 导通，电机得电转动并拖动工作件和探头转动，使探测头重新对准太阳。，当R1、R2重新转为高电阻时，电机停转。若阳光偏转时使R2被阳光射中则电机反转。不论哪种情况，电机运动的方向和太阳运动的方向总是-致的．从而达到了跟踪的目的。
      到太阳西坠之时，光线减弱，光电管R5(水平、垂直复位共用)的电阻升高，BG5导通，使与其C极相接的B点电位升高，电机反转。回到原位时，限位开关断开，电机停转。C1、C2、C3提供-定的滞后。调试：在探测头止对阳光时，微凋W1、W2，使A、B两点的电位相等。此电路中ICl-IC4都只用了一半，另一半为另一组控制电路所用，两组控制电路仅R5共用。如果电机转动的方向与太阳运动的方向不符，调换电机两极引线即可，机械传动部分不作详述，电机用带减速箱、出轴转速为2转／分的。结构简图见图3，调试完毕后，跟踪器便可正常工作，极少需人工干预，只是在时阴时时晴的情况下，需人工调整。