專利名稱：一種跟蹤太陽探測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于太陽能應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及雙軸或單軸自動跟蹤太陽能聚光和平板光 伏發(fā)電系統(tǒng)、以及太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)中的跟蹤控制系統(tǒng)中的跟蹤太陽探測器。
背景技術(shù)：
目前，自動跟蹤太陽能平板光伏發(fā)電系統(tǒng)可提高發(fā)電效率，自動跟蹤太陽能聚光 發(fā)電和太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)可降低發(fā)電成本。自動跟蹤太陽能發(fā)電系統(tǒng)需要跟蹤控制系統(tǒng)自 動跟蹤太陽，自動跟蹤太陽技術(shù)有時間控制法和光源探測控制法2種。時間控制法，受到電 站地理位置的影響，跟蹤精度不高，一般用于單軸自動跟蹤太陽能平板光伏發(fā)電系統(tǒng)。光 源探測控制法不受電站地理位置的影響，一般用于跟蹤精度要求高的自動跟蹤聚光發(fā)電系 統(tǒng)。光源探測控制法的關(guān)鍵部件是跟蹤太陽探測器。跟蹤太陽探測器的性能直接影響跟蹤 精度和可靠性。目前流行的跟蹤太陽探測器一般是由4個光敏元件分布在與太陽入射光垂直平 面的4個象限中，4個象限的原點(diǎn)設(shè)有與平面垂直的遮光柱，4個光敏元件受到遮光柱陰影 的遮擋來感知太陽的偏移，并產(chǎn)生偏移信號。這種跟蹤太陽探測器的缺點(diǎn)是4個象限的光 敏元件易受側(cè)面光的影響，在跟蹤過程中產(chǎn)生誤動作，增加了跟蹤路程，增加了跟蹤驅(qū)動無 用功，浪費(fèi)了跟蹤驅(qū)動功。

發(fā)明內(nèi)容
為了減小跟蹤過程中產(chǎn)生誤動作，縮短跟蹤路程，消除跟蹤驅(qū)動無用功，本發(fā)明提 供了一種跟蹤太陽探測器，該跟蹤太陽探測器無側(cè)面光的影響，具有跟蹤路程短、跟蹤精度 高，探測角度大、結(jié)構(gòu)簡單、體積小，造價低、工作可靠的特點(diǎn)。本發(fā)明的跟蹤太陽探測器采用4個光敏電阻分布在與太陽入射光垂直平面的4個 象限中，4個光敏電阻緊靠在4個象限中的原點(diǎn)，并由兩塊相垂直交叉的薄板隔開，兩塊相 垂直交叉的薄板的交叉點(diǎn)設(shè)在4個象限中的原點(diǎn)，并垂直于4個光敏電阻所在的平面。兩 塊相垂直交叉的薄板形成遮光板，遮光板以太陽入射光垂直平面的4個象限圓點(diǎn)為中心分 成4個測光區(qū)域，4個光敏電阻分布在4個測光區(qū)域中。4個測光區(qū)域與南北、東西方向?qū)?應(yīng)，4個光敏電阻分別探測太陽南北、東西移動的分量，南北移動分量與太陽的仰角對應(yīng)，東 西移動分量與太陽的方位角對應(yīng)。當(dāng)遮光板的交叉線指向太陽時，由于4個光敏電阻所在 平面與遮光板的交叉線垂直，4個光敏電阻不被遮光板遮擋，太陽光直接照射在4個光敏電 阻上，4個光敏電阻上構(gòu)成的仰角和方位角檢測電路輸出為零，可使跟蹤系統(tǒng)不動。當(dāng)遮光 板的交叉線沒有指向太陽時，4個光敏電阻有1-3個被遮光板的陰影遮擋，4個光敏電阻上 構(gòu)成的仰角和方位角檢測電路輸出不為零，輸出正或負(fù)的仰角和方位角偏差信號，偏差信 號可使跟蹤系統(tǒng)相應(yīng)的運(yùn)動，使遮光板的交叉線指向太陽后停止。由于遮光板遮擋了側(cè)面 光，4個光敏電阻不受側(cè)面光的影響，不產(chǎn)生誤偏差信號，可使跟蹤系統(tǒng)不會誤動作，縮短了 跟蹤路程，節(jié)約了跟蹤的做功。該跟蹤太陽探測器具有探測角度大、不受雜散光的影響，跟蹤精度高、無漂移、造價低、體積小，工作可靠的特點(diǎn)。構(gòu)成本發(fā)明的跟蹤太陽探測器的兩塊相垂直交叉的薄板垂直安裝在一個底座上， 兩塊相垂直交叉的薄板的交線位于探測器底座的中心，探測器底座被薄板隔成4個區(qū)域， 在4個區(qū)域靠近底座中心處開有4個小孔，在底座的背面4個小孔處對應(yīng)4個光敏電阻，4 個光敏電阻和構(gòu)成仰角和方位角檢測電路的電阻安裝在底座的背面的電路板上，4個光敏 電阻和4個電阻構(gòu)成仰角和方位角檢測電路。兩塊相垂直交叉的薄板構(gòu)成的遮光板、電路 板、安裝在探測器底座上形成一體，構(gòu)成本發(fā)明的跟蹤太陽探測器。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖1是本發(fā)明跟蹤太陽探測器的結(jié)構(gòu)圖。圖2是本發(fā)明跟蹤太陽探測器的結(jié)構(gòu)局部放大圖。圖3是圖1的俯視圖。圖4是安裝4個光敏電阻和構(gòu)成仰角和方位角檢測電路的電阻的電路板圖。圖5是本發(fā)明跟蹤太陽探測器的安裝方位圖。圖6是構(gòu)成仰角和方位角檢測電路原理圖。在圖中1.是檢測東方向光敏電阻的導(dǎo)光孔，2.是檢測西方向光敏電阻的導(dǎo)光 孔，3.是檢測北方向光敏電阻的導(dǎo)光孔，4.是檢測南方向光敏電阻的導(dǎo)光孔，5.是安裝4個 光敏電阻和構(gòu)成仰角和方位角檢測電路的電阻的電路板，6.是兩塊相垂直交叉的薄板構(gòu)成 的遮光板，7.是探測器底座，GMl是檢測東方向光敏電阻，GM2是檢測西方向光敏電阻，GM3 是檢測北方向光敏電阻，GM4是檢測南方向光敏電阻，Rl是連接GMl的電阻，R2是連接GM2 的電阻，R3是連接GM3的電阻，R4是連接GM4的電阻，P是檢測電路的工作電源，AVl是檢 測跟蹤太陽方位角誤差的輸出信號，AV2是檢測跟蹤太陽仰角誤差的輸出信號。
具體實(shí)施例方式在圖1實(shí)現(xiàn)本發(fā)明跟蹤太陽探測器的結(jié)構(gòu)圖中，兩塊相垂直交叉的薄板構(gòu)成的遮 光板6垂直安裝在探測器底座7上，遮光板6的交線位于探測器底座7的中心，探測器底座 7被遮光板6隔成4個區(qū)域，在4個區(qū)域靠近底座7中心處開有4個檢測東、西、北、南4方 向光敏電阻GM1、GM2、GM3、GM4的導(dǎo)光孔小孔1、2、3、4，在底座7的背面4個小孔1、2、3、4 處對應(yīng)4個光敏電阻GM1、GM2、GM3、GM4，4個光敏電阻和構(gòu)成仰角和方位角檢測電路的電 阻Rl、R2、R3、R4安裝在底座7的背面的電路板5上，4個光敏電阻和4個電阻構(gòu)成仰角和 方位角檢測電路。兩塊相垂直交叉的薄板構(gòu)成的遮光板6、電路板5安裝在探測器底座7上 形成一體，構(gòu)成本發(fā)明的跟蹤太陽探測器。在圖2本發(fā)明跟蹤太陽探測器的結(jié)構(gòu)局部放大圖中，進(jìn)一步清楚的描述了遮光板 6，探測器底座7，導(dǎo)光孔小孔1、2、3、4，光敏電阻GM1、GM2、GM3、GM4，電阻Rl、R2、R3、R4，電 路板5在本發(fā)明跟蹤太陽探測器的排列結(jié)構(gòu)。在圖3本發(fā)明跟蹤太陽探測器的結(jié)構(gòu)圖的俯視圖中，進(jìn)一步的描述了遮光板6，探 測器底座7，導(dǎo)光孔小孔1、2、3、4在俯視位置(對著太陽的面)。在圖4安裝4個光敏電阻和構(gòu)成仰角和方位角檢測電路的電阻的電路板圖中描述了 4個光敏電阻GM1、GM2、GM3和電阻Rl、R2、R3、R4在電路板5的位置。在圖5本發(fā)明跟蹤太陽探測器的安裝方位圖中描述了遮光板6，導(dǎo)光小孔1、2、3、4 的安裝方位，該位置是探測器底座7平面處以水平位置時。在圖6仰角和方位角檢測電路原理圖中，光敏電阻GM1、GM2和電阻Rl、R2構(gòu)成方 位角檢測電路，AVl是檢測跟蹤太陽方位角誤差的輸出信號，當(dāng)八Vl為零時方位角無偏差 信號，當(dāng)Δ Vl為正時方位角為正偏差信號，當(dāng)Δ Vl為負(fù)時方位角為負(fù)偏差信號。光敏電阻 GM3、GM4和電阻R3、R4構(gòu)成仰角檢測電路，Δ V2是檢測跟蹤太陽仰角誤差的輸出信號，當(dāng) Δ V2為零時仰角無偏差信號，當(dāng)Δ V2為正時仰角為正偏差信號，當(dāng)Δ V2為負(fù)時仰角為負(fù)偏 差信號。P是檢測電路的工作電源。本發(fā)明跟蹤太陽探測器的探測的誤差輸出信號AVl和AV2經(jīng)相關(guān)控制電路(控 制電路不屬于本發(fā)明的描述)控制仰角跟蹤機(jī)械減速器的驅(qū)動電機(jī)和方位角跟蹤機(jī)械減 速器的驅(qū)動電機(jī)跟蹤太陽。仰角跟蹤機(jī)械減速器和驅(qū)動電機(jī)、方位角跟蹤機(jī)械減速器和驅(qū) 動電機(jī)帶動太陽能平板或聚光發(fā)電組件跟蹤太陽，可實(shí)現(xiàn)雙軸或單軸自動跟蹤太陽能平板 或聚光發(fā)電系統(tǒng)。
權(quán)利要求
一種跟蹤太陽探測器，可用于雙軸或單軸自動跟蹤太陽能平板光伏發(fā)電系統(tǒng)、聚光發(fā)電系統(tǒng)和太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)中的自動跟蹤控制系統(tǒng)的跟蹤太陽探測器，其特征是由兩塊相垂直交叉的薄板垂直安裝在一個底座上，兩塊相垂直交叉的薄板的交線位于探測器底座的中心，探測器底座被薄板隔成4個區(qū)域，在4個區(qū)域靠近底座中心處開有4個小孔，4個小孔處對應(yīng)4個光敏電阻，4個光敏電阻和4個電阻構(gòu)成仰角和方位角檢測電路。兩塊相垂直交叉的薄板構(gòu)成的遮光板、安裝4個光敏電阻和4個電阻的電路板、安裝在底座上形成一體，構(gòu)成本發(fā)明的跟蹤太陽探測器。該跟蹤太陽探測器具有探測角度大、不受雜散光的影響，跟蹤精度高、無漂移、造價低、體積小，工作可靠的特點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種跟蹤太陽探測器，其特征是兩塊相垂直交叉的薄板構(gòu) 成的遮光板6垂直安裝在探測器底座7上，遮光板6的交線位于探測器底座7的中心，探測 器底座7被遮光板6隔成4個區(qū)域，在4個區(qū)域靠近底座7中心處開有4個檢測東、西、北、 南4方向光敏電阻GM1、GM2、GM3、GM4的導(dǎo)光孔小孔1、2、3、4，在底座7的背面4個小孔1、 2、3、4處對應(yīng)4個光敏電阻GM1、GM2、GM3、GM4，4個光敏電阻和構(gòu)成仰角和方位角檢測電路 的電阻R1、R2、R3、R4安裝在底座7的背面的電路板5上，兩塊相垂直交叉的薄板構(gòu)成的遮 光板6、電路板5、安裝在探測器底座7上形成一體。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種跟蹤太陽探測器，構(gòu)成本發(fā)明的跟蹤太陽探測器是由兩塊相垂直交叉的薄板垂直安裝在一個底座上，兩塊相垂直交叉的薄板的交線位于探測器底座的中心，探測器底座被薄板隔成4個區(qū)域，在4個區(qū)域靠近底座中心處開有4個小孔，在底座的背面4個小孔處對應(yīng)4個光敏電阻，4個光敏電阻和構(gòu)成仰角和方位角檢測電路的電阻安裝在底座的背面的電路板上，4個光敏電阻和4個電阻構(gòu)成仰角和方位角檢測電路。兩塊相垂直交叉的薄板構(gòu)成的遮光板、電路板安裝在探測器底座上形成一體，構(gòu)成本發(fā)明的跟蹤太陽探測器。由于遮光板遮擋了側(cè)面光，4個光敏電阻不受側(cè)面光的影響，不產(chǎn)生誤偏差信號，可使跟蹤系統(tǒng)不會誤動作，縮短了跟蹤路程，節(jié)約了跟蹤的做功。該跟蹤太陽探測器具有探測角度大、不受雜散光的影響，跟蹤精度高、無漂移、造價低、體積小，工作可靠的特點(diǎn)。
文檔編號G01C1/00GK101988827SQ200910160998
公開日2011年3月23日 申請日期2009年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月31日
發(fā)明者于立波, 孫迎光, 張波, 張海平, 朱忻 申請人:無錫昊陽新能源科技有限公司;孫迎光