CN104820437A - 一种阳光跟踪传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种阳光跟踪传感器,包括管状壳体,所述的管状壳体为长条形,所述的管状壳体的顶部设有透光面板2,所述的透光面板2中央设有方形遮光膜,所述的遮光膜投影于管状壳体底部的电路板中央的方形阴影区,所述的方形阴影区的四条边中点各贴装一个与四条边重合的光敏管,所述的光敏管与四个电压比较器而组成工作电路。本发明结构简单、成本低廉、跟踪精度可小于±0.05度,截面小,与反光镜集热器三点一线遮光少,特别适用于定日镜的阳光跟踪。

Description

一种阳光跟踪传感器
技术领域
[0001] 本发明涉及精度阳光跟踪传感器技术,属于新能源应用技术领域。
背景技术
[0002] 因地球可利用能源越来越少,而太阳能是一个取之不尽用之不竭的能源。太阳能作为清洁、无污染的新能源,近年来以受到广泛的关注和使用,阳光跟踪可提高太阳能利用率40%,为了进一步提高太阳能利用率,第三代聚光光伏电池问世,这一技术的应用,对阳光的跟踪精度要求达到±0.1°,而光热发电的定日镜对太阳反射光的跟踪精度要求更高。目前现有的技术方案有“GPS定位”和一般的“四象限光电式”,GPS定位不仅系统成本高而且因大气对光线的折射而影响跟踪不精确,一般的“四象限光电式”跟踪精度也不可能满足该要求。
发明内容
[0003] 1.要解决的技术问题
[0004] 针对现有技术中存在的问题,本发明提供了一种成本低廉的跟踪精度可小于±0.01°的阳光跟踪传感器。
[0005] 2.技术方案
[0006] 本发明的目的通过以下技术方案实现。
[0007] 一种阳光跟踪传感器,包括管状壳体,所述的管状壳体为长条形,所述的管状壳体的顶部设有透光面板2,所述的透光面板2中央设有方形遮光膜,所述的遮光膜投影于管状壳体底部的电路板中央的方形阴影区,所述的方形阴影区的四条边中点各贴装一个与四条边重合的光敏管,所述的光敏管与四个电压比较器而组成工作电路。
[0008] 所述的光敏管晶片半径X和光敏管表面到所述的透光板表面的距离Y的尺寸决定跟踪精度,跟踪精度的设计用三角函数公式:tana = χ/γ,设χ = 0.2mm,Y = 120mm,则tana = 0.0017,即 a Z 0.01。。
[0009] 所述的工作电路的组成由光敏管Ul的负极与U2的正极连接并与电压比较器VJl的同相输入端和电压比较器VJ2的反向输入端连接,Ul的正极接Vcc,U2的负极接GND,跨接于Vcc和GND的由电阻R1、R2和R3串联组成的分压电路其上分压点a接电压比较器VJl的反向输入端,下分压点b接电压比较器VJ2的同相输入端,电压比较器VJl和VJ2的输出端J1、J2作为方位跟踪控制信号输出端;同理,光敏管U3和U4与电压比较器VJ3和VJ4组成跟踪控制电路、控制信号由Wl、W2输出。
[0010] 所述的管状壳体两端加工有径向凹槽,里面呈凸起的不锈钢管,所述的方形遮光板安装在不锈钢管的上方,上端部用金属圈和硅橡胶与不锈钢管固定密封;圆形电路板安装在不锈钢管的下端,所述的不锈钢管插在底座中,并用硅橡胶固定密封,所述的底座上设有防水插座,所述的电路板的引出线通过底座上的防水插座引出。
[0011] 所述的光敏管尺寸小于或等于0805封装尺寸。
[0012] 所述的管状壳体是深色不透光玻璃。
[0013] 3.有益效果
[0014] 相比于现有技术,本发明的优点在于:结构简单、成本低廉、跟踪精度可小于±0.05度,截面小,与反光镜集热器三点一线遮光少,特别适用于定日镜的阳光跟踪。
附图说明
[0015] 图1是本发明剖视图;
[0016] 图2是图1的俯视图;
[0017] 图3是本发明电路板上光敏管的位置排列图;
[0018] 图4是光敏管芯片半径尺寸及光敏管芯片到遮光板的距离视图;
[0019] 图5是本发明的电路图。
具体实施方式
[0020] 下面结合说明书附图和具体的实施例,对本发明作详细描述。
[0021] 实施例1
[0022] 如图1和图2所示,一种阳光跟踪传感器,包括管状壳体4,所述的管状壳体4为长条形,所述的管状壳体4的顶部设有透光面板2,所述的透光面板2中央设有方形遮光膜2-1,如图2和图3所示,所述的遮光膜2-1投影于管状壳体4底部的电路板I中央的方形阴影区1-1,所述的方形阴影区1-1的四条边中点各贴装一个与四条边重合的光敏管U1-U4,所述的四个光敏管与四个电压比较器而组成工作电路。
[0023] 如图4所示,所述的光敏管晶片半径X和光敏管表面到所述的透光板表面的距离Y的尺寸决定跟踪精度,跟踪精度的设计用三角函数公式:tana = χ/γ,设χ = 0.2mm, Y =120mm,则 tan a = 0.0017,即 a Z 0.01° 。
[0024] 如图5所示,所述的工作电路的组成由光敏管Ul的负极与U2的正极连接并与电压比较器VJl的同相输入端和电压比较器VJ2的反向输入端连接,Ul的正极接Vcc,U2的负极接GND,跨接于Vcc和GND的由电阻R1、R2和R3串联组成的分压电路其上分压点a接电压比较器VJl的反向输入端,下分压点b接电压比较器VJ2的同相输入端,电压比较器VJl和VJ2的输出端Jl、J2作为方位跟踪控制信号输出端;同理,光敏管U3和U4与电压比较器VJ3和VJ4组成跟踪控制电路、控制信号由W1、W2输出。
[0025] 所述的管状壳体4两端加工有径向凹槽4-1、4_2,里面呈凸起的不锈钢管,所述的方形遮光板安装在不锈钢管的上方,上端部用金属圈3和硅橡胶5与不锈钢管固定密封;圆形电路板I安装在不锈钢管的下端,所述的不锈钢管插在底座中,并用硅橡胶5固定密封,所述的底座6上设有防水插座7,所述的电路板I的引出线通过底座6上的防水插座7引出,底座6设有4个固定脚,用4个螺栓8经弹簧固定于光伏板或定日镜的固定架上。。
[0026] 所述的光敏管尺寸小于或等于0805封装尺寸。
[0027] 所述的管状壳体4是深色不透光玻璃。

Claims (6)

1.一种阳光跟踪传感器,包括管状壳体,其特征是:所述的管状壳体为长条形,所述的管状壳体的顶部设有透光面板2,所述的透光面板2中央设有方形遮光膜,所述的遮光膜投影于管状壳体底部的电路板中央的方形阴影区,所述的方形阴影区的四条边中点各贴装一个与四条边重合的光敏管,所述的光敏管与四个电压比较器而组成工作电路。
2.根据权利要求1所述的阳光跟踪传感器,其特征是:所述的光敏管晶片半径X和光敏管表面到所述的透光板表面的距离Y的尺寸决定跟踪精度,跟踪精度的设计用三角函数公式:tan α = X/Y,设 X = 0.2mm,Y = 120mm,则 tan α = 0.0017,即 α Z 0.01。。
3.根据权利要求1所述的阳光跟踪传感器,其特征是:所述的工作电路的组成由光敏管Ul的负极与U2的正极连接并与电压比较器VJl的同相输入端和电压比较器VJ2的反向输入端连接,Ul的正极接Vcc,U2的负极接GND,跨接于Vcc和GND的由电阻Rl、R2和R3串联组成的分压电路其上分压点a接电压比较器VJl的反向输入端,下分压点b接电压比较器VJ2的同相输入端,电压比较器VJl和VJ2的输出端Jl、J2作为方位跟踪控制信号输出端;同理,光敏管U3和U4与电压比较器VJ3和VJ4组成跟踪控制电路、控制信号由Wl、W2输出。
4.根据权利要求1所述的高精度阳光跟踪传感器,其特征是:所述的管状壳体两端加工有径向凹槽,里面呈凸起的不锈钢管,所述的方形遮光板安装在不锈钢管的上方,上端部用金属圈3和硅橡胶与不锈钢管固定密封;圆形电路板安装在不锈钢管的下端,所述的不锈钢管插在底座中,并用硅橡胶固定密封,所述的底座上设有防水插座,所述的电路板的引出线通过底座上的防水插座引出。
5.根据权利要求1所述的阳光跟踪传感器,其特征是:所述的光敏管尺寸小于或等于0805封装尺寸。
6.根据权利要求1所述的阳光跟踪传感器,其特征是:所述的管状壳体是深色不透光玻璃。
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