CN206095202U - 一种大范围高精度的太阳位置传感器 - Google Patents
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Abstract
一种大范围高精度的太阳位置传感器,包括:侧遮光板、上遮光板、透明防护板、底板、光电池Ⅰ、光电池Ⅱ、光电池Ⅲ、光电池Ⅳ和光电池Ⅴ。所述的光电池Ⅰ、光电池Ⅱ、光电池Ⅲ和光电池Ⅳ分别安装在东西南北四个方向上,光电池安装时与底板呈一定角度,各光电池对称安装。所述四块侧遮光板将该传感器按直角坐标系方式分为四个象限,用于隔离四个象限中太阳光的对其他光电池的影响,上遮光板安装在传感器的正上方,同时光电池Ⅴ平放置在上遮光板上,底板用于安装四个对称分布的光电池,四块透明防护板倾斜安装,其边缘紧贴侧遮光板、底板和上遮光板的边缘。本实用新型能够实现对太阳位置检测的大范围、高精度、低成本和结构简单的要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能光电跟踪技术领域,特别是涉及一种大范围高精度的太阳位置传感器。
背景技术
众所周知,太阳能是一种取之不尽、用之不竭的自然资源,其有着分布广、可再生等特点,而太阳能发电是利用太阳能的常见方式。研究表明,跟踪式太阳能发电***比于固定式太阳能发电***接收到的太阳能多达40%。太阳能发电***跟踪方式主要分为视日运动轨迹法和光电探测法,光电探测法主要受限于光线位置传感器探测范围、精度与成本等,常见的光电位置传感器有圆筒式与隔板式,圆筒式光线位置传感器探测精度高,但其探测范围与圆筒高度相关,圆筒高度越低,探测范围越大,但精度越低,同时成本高。常见的隔板式光线位置传感器探测范围宽但精度低。综上所述,常见的光线位置传感器无法同时达到探测范围大、精度高与成本低等要求。
实用新型内容
为了解决上述存在的问题,本实用新型提供一种大范围高精度的太阳位置传感器,改传感器结构简单,能够实现对太阳位置检测的大范围、高精度、低成本感应,为达此目的,本实用新型提供一种大范围高精度的太阳位置传感器,包括侧遮光板、光电池、底板、上遮光板和透明防护板,所述侧遮光板由对称分布的四块侧遮板组成,所述光电池有五块,五块光电池中光电池Ⅰ、光电池Ⅱ、光电池Ⅲ和光电池Ⅳ为侧光电池,光电池Ⅴ为顶部光电池,光电池Ⅰ和光电池Ⅲ以及光电池Ⅱ和光电池Ⅳ对称分布,所述上遮光板上安装有光电池Ⅴ,所述底板在上遮光板下方,所述底板和上遮光板之间通过侧遮光板相连,所述侧遮光板将底板分割成面积相等的四部分,分别对应四个象限Ⅰ、象限Ⅱ、象限Ⅲ和象限Ⅳ,所述光电池Ⅰ、光电池Ⅱ、光电池Ⅲ和光电池Ⅳ分别倾斜安装在对应四个象限的底板上,所述光电池Ⅰ、光电池Ⅱ、光电池Ⅲ和光电池Ⅳ分别对应一块透明防护板,所述透明防护板倾斜安装在对应象限外侧,所述透明防护板边缘紧贴对应侧遮光板、底板和上遮光板的边缘。
本实用新型的进一步改进,光电池Ⅰ、光电池Ⅱ、光电池Ⅲ和光电池Ⅳ的感光面积相等且想能参数相同,并且四个光电池与底板的倾斜角度相等,为了保证感应器效果各侧光电池参数最好相同。
本实用新型的进一步改进,所述上遮光板四个边缘均位于光电池Ⅰ、光电池Ⅱ、光电池Ⅲ和光电池Ⅳ的上部,四个光电池位于遮光板垂直下方的面积相等,为了保证感应效果面积需保证相等。
本实用新型的进一步改进,四块透明防护板分别放置在四个象限上方,并且分别与光电池Ⅰ、光电池Ⅱ、光电池Ⅲ和光电池Ⅳ的光敏面平行,为了保证感应效果透明防护板与对应光电池光敏面平行。
本实用新型提供一种大范围高精度的太阳位置传感器,包括侧遮光板、上遮光板、透明防护板、底板、光电池Ⅰ、光电池Ⅱ、光电池Ⅲ、光电池Ⅳ和光电池Ⅴ。所述的光电池Ⅰ、光电池Ⅱ、光电池Ⅲ和光电池Ⅳ分别安装在东西南北四个方向上,光电池安装时与底板呈一定角度,各光电池对称安装。所述四块侧遮光板将该传感器按直角坐标系方式分为四个象限,用于隔离四个象限中太阳光的对其他光电池的影响,上遮光板安装在传感器的正上方,同时光电池Ⅴ平放置在上遮光板上,底板用于安装四个对称分布的光电池,四块透明防护板倾斜安装,其边缘紧贴侧遮光板、底板和上遮光板的边缘。本申请四块侧遮光板外形尺寸完全相同,所述四块透明防护板外形尺寸完全相同,所述光电池Ⅰ、光电池Ⅱ、光电池Ⅲ、光电池Ⅳ和光电池Ⅴ的面积相等且性能完全相同,四个光电池的的倾斜安装方式可以在太阳偏离传感器轴线时,一侧光电池的轴线与太阳光线之间的夹角减小,另一侧光电池的轴线与太阳光线之间的夹角减小,达到角度差分效果。所述上遮光板边缘在光电池光敏面的正上方,在太阳位置偏离传感器轴线时,一侧光电池受光面积增加,一侧光电池受光面积减小,达到面积差分效果。
附图说明
图1为本实用新型传感器结构图;
图2为本实用新型传感器俯视图;
图示说明:
1、侧遮光板;2、侧光电池; 3、底板; 4、上遮光板;5、透明防护板;6、顶部光电池。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述:
本实用新型提供一种大范围高精度的太阳位置传感器,能够实现对太阳位置检测的大范围、高精度、低成本和结构简单的要求。
如图1所示,一种适用于太阳能光伏发电自动跟踪***的传感器,包括侧遮光板1、光电池、底板3、上遮光板4、透明防护板5。侧遮光板1包括对称分布的四块侧遮光板,主要是为减小太阳光对光电池的相互干扰。光电池包括对称分布的光电池Ⅰ、光电池Ⅱ、光电池Ⅲ和光电池Ⅳ。上遮光板4主要是在偏离轴线位置时,遮挡照射到一侧光电池的太阳光。透明防护板5包括对称分布的四块透明防护板,主要避免水、灰尘等杂物对光电池的损坏,同时使太阳光照射到光电池的光敏面上。俯视图如图2所示。
光电池Ⅴ放置在上遮光板4上,用于检测太阳光的强度。放置光电池的底板3被分割成面积相等的四部分,分别对应四个象限Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ,光电池Ⅰ、光电池Ⅱ、光电池Ⅲ和光电池Ⅳ分别安装在四个象限的底板上,并且倾斜放置,与底板形成一定角度,用于形成角度差分效果,四个光电池倾斜角度相等,并且对称分布。光电池Ⅰ和光电池Ⅲ用于产生方位角的跟踪控制信号,光电池Ⅱ和光电池Ⅳ用于产生高度角的跟踪控制信号。
当太阳垂直照射传感器时,由于各光电池的入射光线强度相同、角度相等,产生的光电流相等。当太阳偏向象限Ⅲ时,由于光电池倾斜放置,光电池Ⅲ光敏面太阳光的入射角增大,产生的光电流增大,光电池Ⅰ光敏面太阳光的入射角减小,产生的光电流较小,经过后续电路的I-V环节后,差分电压增大。
上遮光板边缘位于光电池光敏面的正上方,用于形成受光面积的差分效果,当太阳垂直照射传感器时,由于各光电池的入射光线强度相同、光电池感光面积相等,产生的光电流相等。当太阳偏向象限Ⅲ时,光电池Ⅲ的感光面积增大,产生的光电流增大,光电池Ⅰ的感光面积增大,产生的光电流较小,经过后续电路的I-V环节后,差分电压增大。
当太阳偏向象限Ⅲ时,角度差分效果与面积差分效果同时出现,并且差分作用方向一致,即,由于角度差分效果,光电池Ⅲ输出的电压增大,由于面积差分效果,光电池Ⅲ输出的电压增大;对应的,光电池Ⅰ输出电压减小。两种差分效果形成同向叠加作用,最终输出的差分电压增大。
光电池Ⅱ和光电池Ⅳ的差分效果与光电池Ⅰ和光电池Ⅲ的差分效果相同,因此所述传感器可以对太阳高度角和方位角进行双轴跟踪。当太阳垂直照射传感器时,各光电池产生的光电流相同,方位角与高度角的差分电压都为0,太阳能光伏发电跟踪***的方位角电机与高度角电机都不动作。当太阳仅仅偏向象限Ⅲ时,方位角电机动作,使光伏电池板对准太阳。
当光电池Ⅴ产生的光电流偏小,则表明此时太阳光照较弱,光伏发电跟踪***不运行,减小***功耗,只有光电池Ⅴ产生的光电流大于设定的最低值时,跟踪***才能启动。
以上所述,仅是本实用新型的较佳实施例而已,并非是对本实用新型作任何其他形式的限制,而依据本实用新型的技术实质所作的任何修改或等同变化,仍属于本实用新型所要求保护的范围。
Claims (4)
1.一种大范围高精度的太阳位置传感器,包括侧遮光板(1)、光电池、底板(3)、上遮光板(4)和透明防护板(5),其特征在于:所述侧遮光板(1)由对称分布的四块侧遮板组成,所述光电池有五块,五块光电池中光电池Ⅰ、光电池Ⅱ、光电池Ⅲ和光电池Ⅳ为侧光电池(2),光电池Ⅴ为顶部光电池(6),光电池Ⅰ和光电池Ⅲ以及光电池Ⅱ和光电池Ⅳ对称分布,所述上遮光板(4)上安装有光电池Ⅴ,所述底板(3)在上遮光板(4)下方,所述底板(3)和上遮光板(4)之间通过侧遮光板(1)相连,所述侧遮光板(1)将底板(3)分割成面积相等的四部分,分别对应四个象限Ⅰ、象限Ⅱ、象限Ⅲ和象限Ⅳ,所述光电池Ⅰ、光电池Ⅱ、光电池Ⅲ和光电池Ⅳ分别倾斜安装在对应四个象限的底板(3)上,所述光电池Ⅰ、光电池Ⅱ、光电池Ⅲ和光电池Ⅳ分别对应一块透明防护板(5),所述透明防护板(5)倾斜安装在对应象限外侧,所述透明防护板(5)边缘紧贴对应侧遮光板(1)、底板(3)和上遮光板(4)的边缘。
2.根据权利要求1所述的一种大范围高精度的太阳位置传感器,其特征在于:光电池Ⅰ、光电池Ⅱ、光电池Ⅲ和光电池Ⅳ的感光面积相等且想能参数相同,并且四个光电池与底板的倾斜角度相等。
3.根据权利要求1所述的一种大范围高精度的太阳位置传感器,其特征在于:所述上遮光板(4)四个边缘均位于光电池Ⅰ、光电池Ⅱ、光电池Ⅲ和光电池Ⅳ的上部,四个光电池位于遮光板垂直下方的面积相等。
4.根据权利要求1所述的一种大范围高精度的太阳位置传感器,其特征在于:四块透明防护板分别放置在四个象限上方,并且分别与光电池Ⅰ、光电池Ⅱ、光电池Ⅲ和光电池Ⅳ的光敏面平行。
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CN201621157259.8U CN206095202U (zh) | 2016-11-01 | 2016-11-01 | 一种大范围高精度的太阳位置传感器 |
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Cited By (2)
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CN111795672A (zh) * | 2020-07-09 | 2020-10-20 | 重庆浪尖智能科技研究院有限公司 | 太阳跟踪传感方法 |
CN117470179A (zh) * | 2023-12-27 | 2024-01-30 | 绿诺科技有限公司 | 一种太阳能热水器最佳集热方向测量装置 |
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