CN101988827A - 一种跟踪太阳探测器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种跟踪太阳探测器，构成本发明的跟踪太阳探测器是由两块相垂直交叉的薄板垂直安装在一个底座上，两块相垂直交叉的薄板的交线位于探测器底座的中心，探测器底座被薄板隔成4个区域，在4个区域靠近底座中心处开有4个小孔，在底座的背面4个小孔处对应4个光敏电阻，4个光敏电阻和构成仰角和方位角检测电路的电阻安装在底座的背面的电路板上，4个光敏电阻和4个电阻构成仰角和方位角检测电路。两块相垂直交叉的薄板构成的遮光板、电路板安装在探测器底座上形成一体，构成本发明的跟踪太阳探测器。由于遮光板遮挡了侧面光，4个光敏电阻不受侧面光的影响，不产生误偏差信号，可使跟踪系统不会误动作，缩短了跟踪路程，节约了跟踪的做功。该跟踪太阳探测器具有探测角度大、不受杂散光的影响，跟踪精度高、无漂移、造价低、体积小，工作可靠的特点。
Description
技术领域
本发明属于太阳能应用领域，具体涉及双轴或单轴自动跟踪太阳能聚光和平板光伏发电系统、以及太阳能热发电系统中的跟踪控制系统中的跟踪太阳探测器。
背景技术
目前，自动跟踪太阳能平板光伏发电系统可提高发电效率，自动跟踪太阳能聚光发电和太阳能热发电系统可降低发电成本。自动跟踪太阳能发电系统需要跟踪控制系统自动跟踪太阳，自动跟踪太阳技术有时间控制法和光源探测控制法2种。时间控制法，受到电站地理位置的影响，跟踪精度不高，一般用于单轴自动跟踪太阳能平板光伏发电系统。光源探测控制法不受电站地理位置的影响，一般用于跟踪精度要求高的自动跟踪聚光发电系统。光源探测控制法的关键部件是跟踪太阳探测器。跟踪太阳探测器的性能直接影响跟踪精度和可靠性。
目前流行的跟踪太阳探测器一般是由4个光敏元件分布在与太阳入射光垂直平面的4个象限中，4个象限的原点设有与平面垂直的遮光柱，4个光敏元件受到遮光柱阴影的遮挡来感知太阳的偏移，并产生偏移信号。这种跟踪太阳探测器的缺点是4个象限的光敏元件易受侧面光的影响，在跟踪过程中产生误动作，增加了跟踪路程，增加了跟踪驱动无用功，浪费了跟踪驱动功。
发明内容
为了减小跟踪过程中产生误动作，缩短跟踪路程，消除跟踪驱动无用功，本发明提供了一种跟踪太阳探测器，该跟踪太阳探测器无侧面光的影响，具有跟踪路程短、跟踪精度高，探测角度大、结构简单、体积小，造价低、工作可靠的特点。
本发明的跟踪太阳探测器采用4个光敏电阻分布在与太阳入射光垂直平面的4个象限中，4个光敏电阻紧靠在4个象限中的原点，并由两块相垂直交叉的薄板隔开，两块相垂直交叉的薄板的交叉点设在4个象限中的原点，并垂直于4个光敏电阻所在的平面。两块相垂直交叉的薄板形成遮光板，遮光板以太阳入射光垂直平面的4个象限圆点为中心分成4个测光区域，4个光敏电阻分布在4个测光区域中。4个测光区域与南北、东西方向对应，4个光敏电阻分别探测太阳南北、东西移动的分量，南北移动分量与太阳的仰角对应，东西移动分量与太阳的方位角对应。当遮光板的交叉线指向太阳时，由于4个光敏电阻所在平面与遮光板的交叉线垂直，4个光敏电阻不被遮光板遮挡，太阳光直接照射在4个光敏电阻上，4个光敏电阻上构成的仰角和方位角检测电路输出为零，可使跟踪系统不动。当遮光板的交叉线没有指向太阳时，4个光敏电阻有1-3个被遮光板的阴影遮挡，4个光敏电阻上构成的仰角和方位角检测电路输出不为零，输出正或负的仰角和方位角偏差信号，偏差信号可使跟踪系统相应的运动，使遮光板的交叉线指向太阳后停止。由于遮光板遮挡了侧面光，4个光敏电阻不受侧面光的影响，不产生误偏差信号，可使跟踪系统不会误动作，缩短了跟踪路程，节约了跟踪的做功。该跟踪太阳探测器具有探测角度大、不受杂散光的影响，跟踪精度高、无漂移、造价低、体积小，工作可靠的特点。
构成本发明的跟踪太阳探测器的两块相垂直交叉的薄板垂直安装在一个底座上，两块相垂直交叉的薄板的交线位于探测器底座的中心，探测器底座被薄板隔成4个区域，在4个区域靠近底座中心处开有4个小孔，在底座的背面4个小孔处对应4个光敏电阻，4个光敏电阻和构成仰角和方位角检测电路的电阻安装在底座的背面的电路板上，4个光敏电阻和4个电阻构成仰角和方位角检测电路。两块相垂直交叉的薄板构成的遮光板、电路板、安装在探测器底座上形成一体，构成本发明的跟踪太阳探测器。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1是本发明跟踪太阳探测器的结构图。
图2是本发明跟踪太阳探测器的结构局部放大图。
图3是图1的俯视图。
图4是安装4个光敏电阻和构成仰角和方位角检测电路的电阻的电路板图。
图5是本发明跟踪太阳探测器的安装方位图。
图6是构成仰角和方位角检测电路原理图。
在图中：1.是检测东方向光敏电阻的导光孔，2.是检测西方向光敏电阻的导光孔，3.是检测北方向光敏电阻的导光孔，4.是检测南方向光敏电阻的导光孔，5.是安装4个光敏电阻和构成仰角和方位角检测电路的电阻的电路板，6.是两块相垂直交叉的薄板构成的遮光板，7.是探测器底座，GM1是检测东方向光敏电阻，GM2是检测西方向光敏电阻，GM3是检测北方向光敏电阻，GM4是检测南方向光敏电阻，R1是连接GM1的电阻，R2是连接GM2的电阻，R3是连接GM3的电阻，R4是连接GM4的电阻，P是检测电路的工作电源，ΔV1是检测跟踪太阳方位角误差的输出信号，ΔV2是检测跟踪太阳仰角误差的输出信号。
具体实施方式
在图1实现本发明跟踪太阳探测器的结构图中，两块相垂直交叉的薄板构成的遮光板6垂直安装在探测器底座7上，遮光板6的交线位于探测器底座7的中心，探测器底座7被遮光板6隔成4个区域，在4个区域靠近底座7中心处开有4个检测东、西、北、南4方向光敏电阻GM1、GM2、GM3、GM4的导光孔小孔1、2、3、4，在底座7的背面4个小孔1、2、3、4处对应4个光敏电阻GM1、GM2、GM3、GM4，4个光敏电阻和构成仰角和方位角检测电路的电阻R1、R2、R3、R4安装在底座7的背面的电路板5上，4个光敏电阻和4个电阻构成仰角和方位角检测电路。两块相垂直交叉的薄板构成的遮光板6、电路板5安装在探测器底座7上形成一体，构成本发明的跟踪太阳探测器。
在图2本发明跟踪太阳探测器的结构局部放大图中，进一步清楚的描述了遮光板6，探测器底座7，导光孔小孔1、2、3、4，光敏电阻GM1、GM2、GM3、GM4，电阻R1、R2、R3、R4，电路板5在本发明跟踪太阳探测器的排列结构。
在图3本发明跟踪太阳探测器的结构图的俯视图中，进一步的描述了遮光板6，探测器底座7，导光孔小孔1、2、3、4在俯视位置(对着太阳的面)。
在图4安装4个光敏电阻和构成仰角和方位角检测电路的电阻的电路板图中描述了4个光敏电阻GM1、GM2、GM3和电阻R1、R2、R3、R4在电路板5的位置。
在图5本发明跟踪太阳探测器的安装方位图中描述了遮光板6，导光小孔1、2、3、4的安装方位，该位置是探测器底座7平面处以水平位置时。
在图6仰角和方位角检测电路原理图中，光敏电阻GM1、GM2和电阻R1、R2构成方位角检测电路，ΔV1是检测跟踪太阳方位角误差的输出信号，当ΔV1为零时方位角无偏差信号，当ΔV1为正时方位角为正偏差信号，当ΔV1为负时方位角为负偏差信号。光敏电阻GM3、GM4和电阻R3、R4构成仰角检测电路，ΔV2是检测跟踪太阳仰角误差的输出信号，当ΔV2为零时仰角无偏差信号，当ΔV2为正时仰角为正偏差信号，当ΔV2为负时仰角为负偏差信号。P是检测电路的工作电源。
本发明跟踪太阳探测器的探测的误差输出信号ΔV1和ΔV2经相关控制电路(控制电路不属于本发明的描述)控制仰角跟踪机械减速器的驱动电机和方位角跟踪机械减速器的驱动电机跟踪太阳。仰角跟踪机械减速器和驱动电机、方位角跟踪机械减速器和驱动电机带动太阳能平板或聚光发电组件跟踪太阳，可实现双轴或单轴自动跟踪太阳能平板或聚光发电系统。
Claims (2)
1.一种跟踪太阳探测器，可用于双轴或单轴自动跟踪太阳能平板光伏发电系统、聚光发电系统和太阳能热发电系统中的自动跟踪控制系统的跟踪太阳探测器，其特征是：由两块相垂直交叉的薄板垂直安装在一个底座上，两块相垂直交叉的薄板的交线位于探测器底座的中心，探测器底座被薄板隔成4个区域，在4个区域靠近底座中心处开有4个小孔，4个小孔处对应4个光敏电阻，4个光敏电阻和4个电阻构成仰角和方位角检测电路。两块相垂直交叉的薄板构成的遮光板、安装4个光敏电阻和4个电阻的电路板、安装在底座上形成一体，构成本发明的跟踪太阳探测器。该跟踪太阳探测器具有探测角度大、不受杂散光的影响，跟踪精度高、无漂移、造价低、体积小，工作可靠的特点。
2.根据权利要求1所述的一种跟踪太阳探测器，其特征是：两块相垂直交叉的薄板构成的遮光板6垂直安装在探测器底座7上，遮光板6的交线位于探测器底座7的中心，探测器底座7被遮光板6隔成4个区域，在4个区域靠近底座7中心处开有4个检测东、西、北、南4方向光敏电阻GM1、GM2、GM3、GM4的导光孔小孔1、2、3、4，在底座7的背面4个小孔1、2、3、4处对应4个光敏电阻GM1、GM2、GM3、GM4，4个光敏电阻和构成仰角和方位角检测电路的电阻R1、R2、R3、R4安装在底座7的背面的电路板5上，两块相垂直交叉的薄板构成的遮光板6、电路板5、安装在探测器底座7上形成一体。
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| CN102841610A (zh) * | 2012-07-02 | 2012-12-26 | 国电光伏(江苏)有限公司 | 基于太阳能电池板和神经元网络的巡日传感控制装置 |
| CN113654655A (zh) * | 2021-08-24 | 2021-11-16 | 宁波工程学院 | 太阳能追日用可见光光敏电阻检测方法 |
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