[实用新型]宽域高灵敏度太阳跟踪传感器

说明书

所属技术领域

本发明为一种宽域高灵敏度太阳跟踪传感器，属于太阳能应用领域，用于太阳能集热、采热系统以及太阳能光伏发电系统的太阳方位的实时动态跟踪设备的传感。

背景技术

在全球化石能源即将枯竭的今天，太阳能的深度开发应用已被人们所关注。但以往人们仅在太阳能的低温应用技术上开发了一些基础产品，如太阳能热水器、太阳能光伏电池等对跟踪要求不高或无需跟踪的产品，所以对跟踪技术没有得到足够重视。今天，人们已深入到太阳能中、高温应用领域和高倍聚光光伏应用领域，但由于太阳能的能流密度较低，要产生高温、高热和高光强就得设法将太阳光进行高倍聚光，最常用的聚光手段为折射聚光和反射聚光，而一旦采用聚光手段，则离不开对太阳的高精度超广角的适时动态跟踪，这就对传感器提出了很高的要求。

以往的此类传感器总是难以做到“宽域”与“高灵敏度”兼而得之，往往是在一个较小的角度范围内(比如60°内)具有高灵敏度，而一旦检测角度大了就难以做到较高灵敏度，甚至由散射光产生光干扰，引起工作不稳定。现实的例子：上午阴雨，下午3点放晴，此时太阳在天空中的高度角已产生130°位移，用传统的传感器就很难作出正确判断，常常成了“睁眼瞎”。因此，设计一种超广角的宽域高灵敏度的太阳跟踪传感器就显得十分必要。

发明内容

本发明的目的，就是为聚光太阳能集热系统以及光伏发电系统提供一种经济实用、性能可靠、使用方便、宽域、高灵敏度的传感器，以保证系统的可靠工作。

本发明的目的是通过以下方案实现的：

用一对参数相同的光电池、一片双面反光镜片和一个等腰三角形支架，构成一个所述的传感器，两片光电池分别装在等腰三角形支架的两个斜面上，双面反光镜片装在两片光电池外交角的平分线上。

两片材料、光电参数、形状、尺寸均相同的光电池的各自输出端均并联一只相同阻值的负载电阻，其阻值按该光电池的负载特性而定，使得该光电池工作于光敏特性最佳的工作点上。

两片光电池可直接以等腰三角形支架的两个斜面为板基，将光电材料制作在其上形成一体化，也可以是两片互为独立的平板光电池贴于等腰三角形支架的两个斜面上。

双面反光镜片为金属或非金属母材进行抛光或电镀而成的、对光线有较强反射能力的不透光的镜面片材，片材两镜面光洁度完全相同、光学性能完全相同。双面反光镜片可由同一片镜面不锈钢板裁切成相同形状并背靠背粘接或焊接而成。双面反光镜片的高度超出等腰三角形支架的顶角之外并延伸出一定高度，此高度可以是等腰三角形支架斜边长度的0.5至10倍。

当太阳偏离传感器的中心位置时，双面反光镜片的向阳面能将投射到其上的阳光反射到与其相向的那片光电池上，使这片光电池受光量增大，输出的电压也增太，而另一片光电池的受光量却被双面反光镜片部份遮挡而大为减弱，输出的电压也大为减小。

等腰三角形支架可由金属材料如铝合金、锌合金、铜等，或高分子材料如尼龙、ABS、PP、PC等经挤压或注射成形。

等腰三角形支架的顶角α在30°～90°之间，等腰三角形支架上的两斜面等宽，等腰三角形支架的底平面上留有安装孔。

用一个所述的传感器可组成一维太阳跟踪系统，用二个所述的传感器在平面上互成90°安装，即可组成二维的太阳跟踪系统。

产品包含一对参数相同的光电池1、一片双面反光镜片2和一个等腰三角形支架3组成，两片光电池1分别装在等腰三角形支架3的两个斜面上，双面反光镜片2装在两片光电池1外交角的平分线上。

双面反光镜片为金属或非金属母材进行抛光或电镀而成的、对光线有较强反射能力的不透光的镜面片材，两镜面光洁度相同、光学性能相同，可以用以下方法之一制作：

方案之一：可由同一片单面镜面不锈钢薄板裁切成两片相同形状的小平板背靠背粘接或焊接而成。

方案之二：由双面镜面铜板或双面镜面不锈钢板裁切而成。

方案之三：由金属薄片或其它工程材料电镀而成。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是本发明的主视图

图2是本发明的俯视图

图3是本发明左主视图

图4是传感器“光电池”之一放大后的微观结构图

图5是本发明的传感器在光线偏移后的作用效果图

图6是太阳的幅照具有开采利用价值的区间示意图

图7是在极限状况下本发明的工作原理图

图8是传感器之“光电池”与负载电阻并联的示意图

图9是传感器之“光电池”未并联负载电阻时的光—电特性图