CN204719547U - 用于太阳自动跟踪的太阳方位检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于太阳自动跟踪的太阳方位检测装置，具有第一通光筒和第二通光筒，两个通光筒为同轴设置的空心柱形结构，第二通光筒的上底面与第一通光筒的下底面连接并连通，第二通光筒的直径大于第一通光筒的直径，一通光筒的上底面上设有一通光孔；第二通光筒的下底面上布置第一组光敏传感器；第一通光筒和第二通光筒的侧壁均为光封闭结构。本实用新型能更精确的检测太阳方位，能够将检测太阳方位偏移情况直观地转换为太阳在高度角和方位角方向上的角度偏移、检测灵敏度高、能够屏蔽环境光线的干扰的太阳方位检测装置，为太阳跟踪系统提供一个可以检测并且可以控制装置跟踪太阳的装置。

Description

用于太阳自动跟踪的太阳方位检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种方位检测装置，具体的说是一种用于太阳自动跟踪的太阳方位检测装置。

背景技术

太阳能光伏发电作为太阳能利用的重要方式，发展前景非常广阔，已成为未来全球解决能源危机的一种重要途径。但是，由于太阳能的能量密度低，且随着季节和天气的变化而变化，使得太阳能不易收集，导致太阳能发电的效率比较低，发电成本比较高，限制了太阳能发电的应用和发展。解决这一问题的一种可行的途径是进行太阳方位自动跟踪。目前在太阳跟踪控制领域，大部分采用的是光敏传感器寻光方式进行太阳位置的检测和跟踪控制，这种方式在精度方面容易受到环境光辐射的干扰，比如太阳周边的大片天空，由于天空的面积比较大，造成的光辐射较多，从而其辐射会更多，从而影响传感器的精度，使得太阳跟踪对准的角度会有偏差，无法达到较高精度，尤其是在太阳能聚焦利用的设备，这种偏差会直接导致装置整体效率降低甚至无法正常工作。

实用新型内容

针对现有技术中由于天空中多余光辐射的干扰而影响太阳方位检测精度等不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种可提高跟踪精度的用于太阳自动跟踪的太阳方位检测装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

本实用新型用于太阳自动跟踪的太阳方位检测装置，具有第一通光筒和第二通光筒，两个通光筒为同轴设置的空心柱形结构，第二通光筒的上底面与第一通光筒的下底面连接并连通，第二通光筒的直径大于第一通光筒的直径，一通光筒的上底面上设有一通光孔；第二通光筒的下底面上布置第一组光敏传感器；第一通光筒和第二通光筒的侧壁均为光封闭结构。

所述第一组光敏传感器包括四个光敏电阻，均布于当太阳直射时通光孔在通光筒下底面上形成的光斑周围，四个光敏电阻分别对应东南西北四个方位。

在第二通光筒的上底面上、第一通光筒的下端部外侧布置第二组光敏传感器。

所述第二组光敏传感器包括四个光敏电阻，均布于第二通光筒的上底面表面，环设于第一通光筒下端部外侧，第二组光敏传感器的四个光敏电阻与第一组的四个光敏电阻为错位45°设置。

所述通光孔为圆形或正方形孔，设于第一通光筒的上底面中心位置，圆形或正方形孔上设有防护玻璃。

所述第一通光筒高为12～15cm。

第二通光筒的侧壁外布置第三组光敏传感器，该第三组光敏传感器包括四个光敏电阻，均布于第二通光筒的侧壁外表面，与第二组光敏传感器方向错位45°设置。

本实用新型具有以下有益效果及优点：

1.本实用新型能更精确的检测太阳方位，能够将检测太阳方位偏移情况直观地转换为太阳在高度角和方位角方向上的角度偏移、检测灵敏度高、能够屏蔽环境光线的干扰的太阳方位检测装置，为太阳跟踪系统提供一个可以检测并且可以控制装置跟踪太阳的装置。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

其中，1为通光孔，2为第一通光筒，3为第二组光敏传感器，4为第二通光筒，5为底座，6为第一组光敏传感器，7为第三组光敏传感器，10为防护玻璃。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型作进一步阐述。

实施例1

如图1所示，本实用新型一种用于太阳自动跟踪的太阳方位检测装置，具有第一通光筒2和第二通光筒4，两个通光筒为同轴设置的空心柱形结构，第二通光筒4的上底面与第一通光筒2的下底面连接并连通，第二通光筒4的直径大于第一通光筒2的直径，一通光筒2的上底面上设有一通光孔1；第二通光筒4的下底面上布置第一组光敏传感器6；第一通光筒2和第二通光筒4的侧壁均为光封闭结构。

由于底部四个传感器组成的正方形的尺寸较大，同时外为了更好的提高精度，在第一通光筒2的下部是一个直径大于第一通光筒2的大通光筒即第二通光筒4，第一组光敏传感器6包括四个光敏电阻，均布于当太阳直射时通光孔在第二通光筒4下底面上形成的光斑周围，四个光敏电阻分别对应东、南、西、北四个方位。在此第二通光筒4的上底面上、第一通光筒2的下端部外侧布置第二组光敏传感器3。第二组光敏传感器3包括四个光敏电阻，均布于第二通光筒4的上底面表面，环设于第一通光筒2下端部外侧，布置方位与第一组相同，两组光敏传感器结合使用，不但增加了测量范围，还进一步提高了测量精度。

通光孔1为圆形或正方形孔，设于第一通光筒2的上底面中心位置，圆形或正方形孔上设有防护玻璃10。

本实施例中，上述结构外接信号处理电路、计算机等。第一通光筒2为一中空的圆柱，侧壁封闭不透光，顶部中心开有正方形小孔，并在有一定深度的密闭腔室底部，布置四个光敏电阻，正方形小孔上有通光罩(即防护玻璃10)，目的是使内部传感器与外界隔离，防止灰尘进入第一通光筒2中而导致测量精度降低。

使用时，将本装置放置于一控制平台的支撑架上，在阳光直射处，通光孔1将阳光投入底部并形成一块光斑，光敏电阻布置在光斑周围，当太阳偏移时，光斑会向某一侧光敏传感器移动，从而此光敏传感器得到更强的照射，而同时与其相对的另一侧光敏传感器会失去相应的照射，电路通过这两侧的光敏接受的光照强度的对比，可以判断出太阳向哪个方向偏移，从而控制平台做出相应的执行动作，直到光斑恢复到居中状态，从而达到对准太阳的目的，密闭腔室的高度，该高度应该控制在12～15cm内，决定了跟踪控制的精度，理论上此高度越高，精度越高。

整个太阳能方位检测装置固定在跟踪装置上，与跟踪装置上的太阳能电池板安装在同一平面内，且随着跟踪装置的转动而转动，从而实现了对太阳方位的自动检测与跟踪。

实施例2

与实施例1的不同之处在于，在第二通光筒4的侧壁外布置第三组光敏传感器7，该第三组光敏传感器7同样包括四个光敏电阻，均布于第二通光筒4的侧壁外表面，与第二组光敏传感器方向错位45°设置。

本实施例在大通光筒(即第二通光筒4)的侧面也布置有四个光敏传感器，分为东南、西南、东北、西北四个方向，与顶部的两组光敏传感器(共12个)组成了一个八方向的检测方位探头，从而跟踪太阳光的精度会大大的提高。

第一组的四个光敏传感器组成的直角坐标系为相应的东西南北四个方向，其功能是作为主测量器来进行对太阳光的方位跟踪检测，在第二通光筒4的外侧和上底面外缘部分共放置8个光敏传感器进行辅助测量。

这十二个传感器分别与信号处理电路相连接，信号处理电路通过计算机的A/D转换通道与计算机相连接，信号处理电路将光敏传感器输出的电流信号转换为电压信号，再进行放大处理后输入到计算机的A/D通道，计算机输出的控制指令送至跟踪装置方位调整机构的控制电路中。

底座5由四个光敏传感器焊接在PCB板子所做成的光敏底座和固定底座组成，其固定底座就是第二通光筒4的下底面，这样既增加了检测装置的稳定性也增加了其密封性。

Claims (7)

1.一种用于太阳自动跟踪的太阳方位检测装置，其特征在于：具有第一通光筒和第二通光筒，两个通光筒为同轴设置的空心柱形结构，第二通光筒的上底面与第一通光筒的下底面连接并连通，第二通光筒的直径大于第一通光筒的直径，一通光筒的上底面上设有一通光孔；第二通光筒的下底面上布置第一组光敏传感器；第一通光筒和第二通光筒的侧壁均为光封闭结构。

2.按权利要求1所述的用于太阳自动跟踪的太阳方位检测装置，其特征在于：所述第一组光敏传感器包括四个光敏电阻，均布于当太阳直射时通光孔在通光筒下底面上形成的光斑周围，四个光敏电阻分别对应东南西北四个方位。

3.按权利要求1所述的用于太阳自动跟踪的太阳方位检测装置，其特征在于：在第二通光筒的上底面上、第一通光筒的下端部外侧布置第二组光敏传感器。

4.按权利要求3所述的用于太阳自动跟踪的太阳方位检测装置，其特征在于：所述第二组光敏传感器包括四个光敏电阻，均布于第二通光筒的上底面表面，环设于第一通光筒下端部外侧，第二组光敏传感器的四个光敏电阻与第一组的四个光敏电阻为错位45°设置。

5.按权利要求1所述的用于太阳自动跟踪的太阳方位检测装置，其特征在于：所述通光孔为圆形或正方形孔，设于第一通光筒的上底面中心位置，圆形或正方形孔上设有防护玻璃。

6.按权利要求1所述的用于太阳自动跟踪的太阳方位检测装置，其特征在于：所述第一通光筒高为12～15cm。

7.按权利要求1所述的用于太阳自动跟踪的太阳方位检测装置，其特征在于：第二通光筒的侧壁外布置第三组光敏传感器，该第三组光敏传感器包括四个光敏电阻，均布于第二通光筒的侧壁外表面，与第二组光敏传感器方向错位45°设置。