[发明专利]一种太阳位置跟踪系统传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种光电产品，特别是一种太阳位置跟踪系统传感器。 

背景技术

太阳位置跟踪系统传感器用于精确跟踪太阳位置系统的前端信号采集。太阳能光伏发电利用太能光照射到光伏板上，然后通过光伏板的光电效应完成。作为光伏发电的集能装置即电池帆板与太阳的位置密切相关，如果始终保持电池帆板集能面与太阳光垂直，那么可以在有限的范围内收集最多的太阳能。研究表明，太阳能设备对太阳位置的跟踪与不跟踪，其能量的利用率相差30％，因此进行全天候的跟踪非常必要。近年来，为降低发电成本，聚光发电也更加受到重视，尤其是高倍聚光电池(砷化电池)的量产，使高倍聚光应用更加广泛，而高倍聚光对太阳位置跟踪精度要求极高(±0.1度)。在现有的太阳光跟踪装置一般采取纯机械式的跟踪装置和时钟式的机电跟踪装置，跟踪精度偏低，造成太阳能设备采光效果不好。 

发明内容

本发明的目的是提供一种高精度的太阳位置跟踪系统传感器，以提高对太阳能的利用率。 

为了解决上述问题，本发明采用如下技术方案： 

本发明的太阳位置跟踪系统传感器具有一个不透光的圆筒，圆筒顶端设置有透明玻璃板。圆筒底端设置有一块光电板。在圆筒内的光电板上，沿圆筒内 边缘设置有若干个内光电传感器，沿圆筒外边缘设置有相对应的若干个外光电传感器。作为优选，圆筒内外边缘的光电传感器均匀排列，将光电板分为四个象限，内、外光电传感器各为8个时，效果更佳。光电板下面设置电路板和硬件。圆筒底端用底座封底。圆筒的高度不能过高或过低，否则测量及跟踪效果不好。为得到较好的测量效果，圆筒高度应当在0.8至1.5米之间，其中圆筒高度为1米时测量效果最好。 

太阳光在圆筒内、外形成的阴影为半圆月牙形，月牙中间的阴影厚度最大，因此本发明可以用8个内、外光电传感器分布在圆筒内外，每个传感器最好相距45度角。这样在任何时候分别会有至少3个内光电传感器、3个外光电传感器位于阴影区，从而保证精度，且能够感应每一个角度的太阳光，不留死角。 

本发明的太阳位置跟踪系统传感器分为两种模式运行，可以由粗定位模式到高精度定位模式自动切换。当跟踪角度偏差较大时，本发明的太阳位置跟踪系统传感器运用圆筒外部传感器采样圆筒阴影进行跟踪。由于圆筒外部阴影不够明显，精确度不高，因此当角度偏差较小时，系统进入精确追踪。在阳光偏差进入一个预设的范围(一般为0～5°)时，太阳位置跟踪系统传感器运用圆筒内光电传感器进行测量。由于圆筒的遮挡作用，圆筒内部阴影明显。根据四象限中每个象限的光照强度，太阳位置跟踪系统传感器得到最强光照象限与最弱光照象限信号，并据此确定太阳方位。

有益效果：本发明具有结构简单，成本低，精度高并可提供全天候光电信号的特点，本发明的太阳位置跟踪系统传感器由于使用了圆筒，因此加大了太阳偏差角度所形成的阴影范围，因此光电传感器测量更为精确。 

附图说明

附图1：本发明的结构示意图 

附图2：本发明的俯视图 

具体实施方式

下面参照附图对本发明的实施进行详细解释。 

实施例1 

请参看图1，本发明的太阳位置跟踪系统传感器包括有透明玻璃板1、圆筒2、内光电传感器3、外光电传感器4、光电板5和底座6。圆筒2为不透光的材料制成，圆筒顶端到光电板高度为一米。透明玻璃板1设置在圆筒2顶部。圆筒2底端设置有光电板5。在圆筒2内的光电板5上，沿圆筒内边缘设置有内光电传感器3，沿圆筒外边缘设置有有外光电传感器4。内光电传感器3和外光电传感器4各有8个，按照相隔45°角均匀设置。光电板5均匀分为四个象限，每个象限都有2个内光电传感器、2个外光电传感器。在光电板5下面设置电路板和硬件并用底座6封底。 

将本发明露天水平放置在阳光下即可采集太阳光角度位置。太阳光穿过透明玻璃板1照射进圆筒2内，同时由于圆筒2不透光的筒壁的遮挡，在光电板5上将留下阴影。外光电传感器4可以感知阴影的位置，内光电传感器5可以感知圆筒内阴影的位置和圆筒内各个象限光照的强度。本发明的传感器测量到的上述信息送入计算机后，根据预先编写好的程序，即可计算出太阳光的角度，并控制太阳能收集装置转向阳光。 

使用本发明的太阳跟踪系统传感器，如太阳角度偏差0.2°，则阳光产生的阴影长度为3.49mm。由于太阳到达地球会有约0.54°的张角，当太阳光正中入射传感器时；筒内将不会有阴影；而圆筒外会有约9.43mm的阴影，以此做为传感器完成定位的信号。