一种太阳能采光自动调节装置的制作方法

本发明涉及太阳能光线采集设备，尤其涉及一种太阳能采光自动调节装置。

背景技术：

1、太阳能采光技术近年来受到了广泛关注，随着能源危机的加剧和环境保护意识的提高，人们越来越倾向于寻找可再生能源来替代传统的化石燃料。太阳能采光技术正是在这样的背景下应运而生，它通过特定的采光系统收集室外的太阳光，以减少对人工照明的依赖，降低能源消耗，并减少环境污染；现有的太阳能采光技术仍面临一些挑战，包括如何在不同的地理位置和气候条件下保持高效的采光性能，如何减少系统成本以及如何进一步降低光学元件的损耗等。因此，研发新型高效、经济、可靠的太阳能采光系统，以满足不同建筑和环境的需求，是当前技术发展的重要方向。

2、中国专利公开号cn108052125a公开了一种太阳能采光自动调节装置，底座和翻转座的后端铰接在一起，前端分别设置支座并铰接在电动推杆的两端；在翻转座上安装有主动齿轮和从动齿轮，主动齿轮与步进电机的转轴传动连接，从动齿轮上固定有主摆杆，在主摆杆的末端固定有采光识别器，多个从摆杆的末端分别固定有太阳能电池板托架，各从摆杆与主摆杆联动。本发明能够确保各太阳能电池板与日照方向保持成标准相对位置，达到最大程度利用太阳能的目的。利用采光判别器外壳四周侧壁作为挡光参考界限，该元件结构简单，准确可靠。采用本发明的装置能够最大程度充分利用太阳能资源，达到节能节约开支的效果。由此可见，该发明存在以下问题：

3、该发明未考虑光伏板自动调节使用的电能与其产生的电能不匹配以致出现自动调节装置使用的电能大于其产生的电能；

4、在确定光伏板自动调节产生的电能大于使用的电能时，未能精确调整各太阳能电池板与日照方向保持成标准相对位置的状态，且不能灵活调节太阳能电池板自动调节的精确度。

技术实现思路

1、为此，本发明提供一种太阳能采光自动调节装置，用以克服现有技术中太阳能采光自动调节装置使用的电能与其产生的电能不匹配的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供一种太阳能采光自动调节装置，包括：

3、太阳能采集单元，包括若干太阳能光伏板，用以获取当天的日照数据、天气数据和捕获太阳的光线；

4、光照监测单元，其设置在所述太阳能采集单元上，用以确定太阳能光伏板面的落灰程度，太阳能光伏板面的落灰速度，以及，基于捕获到的光线在成像板上的成像图像以确定太阳的光线是否与所述光伏板成标准相对位置；

5、中枢调节单元，其分别与所述光照监测单元和所述太阳能采集单元相连，用以根据所述天气数据确定是否开启光伏板自动调节，根据光伏板面的落灰程度和落灰速度确定是否修正太阳能光伏板的光线捕获角度的角度旋转轨迹；

6、角度旋转轨迹的确定包括根据所述成像图像确定所述太阳能光伏板的角度旋转触发时间，根据所述日照数据和所述成像图像确定太阳能光伏板的角度旋转方向和角度旋转大小，结合所述角度旋转大小、所述落灰程度和所述落灰速度确定实际角度旋转大小；

7、角度旋转单元，其与所述中枢调节单元相连，用以在所述角度旋转触发时间根据所述中枢调节单元确定的角度旋转方向和角度旋转大小对所述太阳能光伏板进行角度旋转；

8、光线调节单元，其分别与所述角度旋转单元和所述中枢调节单元相连，包括若干反光板，用以根据所述太阳能光伏板的姿态确定打开的反光板的位置以增加所述太阳能采集单元捕获的太阳光线；

9、其中，所述日照数据包括日出时间、日落时间和太阳轨迹，所述天气数据包括紫外线强度和天气类型，所述成像图像包括成像板图像和成像点图像。

10、可以理解的是，角度旋转单元控制太阳能板旋转、中枢调节单元进行多次判断、太阳能采集单元获取数据、光照单元对聚焦成像图像进行处理和监测都需要耗电。

11、进一步地，所述光照监测单元设置在所述太阳能采集单元的中心处，包括：

12、双面透镜，包括叠加在一起的一个平面和一个凸面，所述双面透镜靠近所述光伏板的一侧设置为凸面，所述双面透镜远离所述光伏板的一侧设置为平面，用以将透射的太阳光线通过平面和凸面聚焦成像在成像板上；

13、成像板，其与所述双面透镜通过若干支撑杆固定连接且与所述太阳能采集单元固定相连，用以将太阳光线聚焦成像在所述成像板上；

14、图像获取组件，其设置在所述支撑杆上，用以采集所述成像板上的成像图像；

15、其中，所述平面平行设置于太阳能采集单元，所述平面与所述成像板的距离小于等于所述凸面的二倍焦距。

16、进一步地，所述光照监测单元将成像板上的聚焦成像图像进行预处理后生成像图像，并根据成像图像的明暗对比确定成像点图像的形状和聚焦中心点；

17、其中，所述预处理包括去噪和去色处理，所述聚焦中心点位于成像点图像的中心处。

18、进一步地，所述光线调节单元包括若干反光板，其位于所述太阳能光伏板的外围边缘，用以通过所述反光板对太阳光的光线进行反射以增加所述太阳能采集单元捕获的光线。

19、进一步地，所述中枢调节单元根据当天的所述天气数据确定是否开启光伏板自动调节，包括：

20、若所述天气类型为预设类型且所述紫外线强度大于等于预设紫外线最低阈值，所述中枢调节单元判断当天开启光伏板自动调节；

21、若存在所述天气类型不为预设类型或所述紫外线强度小于预设紫外线最低阈值，所述中枢调节单元判断当天不开启光伏板自动调节。

22、进一步地，中枢调节单元在第一预设条件下，将所述太阳能光伏板调节至与当天预设时间点太阳光线成标准相对位置的角度；

23、其中，所述第一预设条件为所述中枢调节单元判断当天不开启光伏板自动调节。

24、进一步地，中枢调节单元在第二预设条件下，根据光伏板面的落灰程度和落灰速度确定是否修正所述角度旋转轨迹，包括：

25、若所述落灰程度大于等于预设落灰程度和/或落灰速度小于等于预设速度，所述中枢调节单元判定不修正所述角度旋转轨迹；

26、若所述落灰程度小于预设落灰程度且落灰速度大于预设速度，所述中枢调节单元判定修正所述角度旋转轨迹；

27、其中，所述第二预设条件为所述中枢调节单元判断当天开启光伏板自动调节，所述落灰程度为光伏板上灰尘面积与光伏板面积之比。

28、进一步地，根据所述成像图像中成像点图像的中心点确定太阳能光线是否与所述光伏板成标准相对位置，其中，

29、若所述聚焦成像中心形状圆度大于预设圆度阈值且其中心点位于所述成像板的预设中心点区域时，所述中枢调节模块确定太阳能光线与所述光伏板成标准相对位置。

30、进一步地，在太阳能光线与所述光伏板不成标准相对位置时，所述中枢调节模块根据所述成像图像中聚焦成像图像的面积确定所述太阳能采集单元的角度旋转触发时间，其中，

31、若所述聚焦成像图像的面积小于等于预设面积，所述中枢调节模块判定当前时间未达到所述角度旋转触发时间，且不调节太阳能光伏板的光线捕获角度；

32、若所述聚焦成像图像的面积大于预设面积，所述中枢调节模块判定当前时间达到所述角度旋转触发时间，并控制所述角度调整单元调节太阳能光伏板的光线捕获角度；

33、其中，所述预设面积根据标准面积和预设误差确定，所述预设误差根据所述角度调整单元的调整光线捕获角度的灵敏度确定；

34、所述预设误差与所述灵敏度成负相关。

35、进一步地，所述中枢调节模块在判定达到所述角度旋转触发时间条件下，根据所述聚焦成像的畸变形状的畸变中心点与所述成像板的中心点之间的位置关系确定所述太阳能采集单元的角度旋转方向。

36、与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明考虑到太阳能采光自动调节装置在自动调节时使用的电能与其产生的电能是否匹配，避免了使用的电能超过了该装置产生的电能，造成了电能的浪费且增加了该装置的使用次数，从而降低了该装置的使用寿命。

37、进一步地，本发明在确定该装置使用的电能未超过该装置产生的电能时，通过设置预设面积、预设圆度阈值和改变中心点区域的区域半径控制该装置角度调节的灵敏度，更有效的使太阳能采光自动调节装置中的光伏板进行光电转换。