基于TRIZ方法的太阳追踪器创新设计

王玥玥

（北京信息职业技术学院，北京，100018）

0 引言

传统太阳能板静止放置，由于太阳在天空中位置不断变化，太阳能板接收光照量会发生变化，在不同的季节，太阳仰角也不相同，太阳能板摆放的倾斜度也对接收效果有影响。太阳追踪器可以改变太阳能板的倾角和方向，从而保证接收阳光的有效面积。太阳能追踪器本身消耗电能，使系统储能效率有所降低，需优化设计。

1 系统功能分析

传统太阳能板的太阳追踪器，通过传感器感知太阳方向，反馈给控制器，控制器控制XY转轴对准太阳方向，保证太阳能板的有效接收面积。控制器、传感器和XY转轴都由电池供电，太阳能板产生的电能给电池充电，并输出给用户或负载。该系统组件主要包括：XY转轴、控制模块、感光器、支架、电池、太阳能板。其超系统组件有阳光、风。 其组件相互作用分析如图1所示，其组件功能定义如图2所示。

建立系统功能模型如图3所示。

图1 系统组件相互作用

图2 组件功能定义

图3 系统功能模型

2 因果轴分析

根据系统功能模型，针对电机、感光器、控制模块的工作耗电问题，运用因果轴分析法，确定了间隔调整电机、增加支架结构、预设巡天程序问题等三个关键点。分析过程如图4所示。

图4 因果轴分析

3 技术矛盾分析

针对太阳能追踪器本身消耗电能，进行技术矛盾分析，具体流程如图5所示。转轴电机是主要的耗电设备，如果可以间歇运动，在停止时休眠不消耗电能，但电机休眠将导致转轴失去锁定，稳定性变差。……