專利名稱：三光電池組合型太陽自動追蹤系統(tǒng)傳感頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及可用于太陽自動追蹤的傳感系統(tǒng)傳感頭裝置，尤其涉及三光電池 組合型太陽自動追蹤系統(tǒng)傳感頭。
背景技術(shù)：
太陽能是一種可持續(xù)利用的清潔能源，但是存在密度低、間歇性、空間分布不斷變 化等缺點(diǎn)，這導(dǎo)致目前設(shè)備對太陽能的利用率普遍不高。太陽每時每刻都在運(yùn)動，只有設(shè)計(jì) 出高效率的太陽跟蹤裝置，讓太陽能設(shè)備的能量轉(zhuǎn)換部分始終保持與太陽光線垂直，才能 在有限使用面積內(nèi)收集更多的太陽能，提高太陽能的吸收率和轉(zhuǎn)化率。跟蹤太陽的方式大 致可分為兩類光電跟蹤和根據(jù)視日運(yùn)動軌跡跟蹤。光電跟蹤的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 較為方便，缺點(diǎn)是受到天氣的影響很大。根據(jù)視日運(yùn)動軌跡跟蹤則是通過數(shù)學(xué)上對太陽軌 跡的預(yù)測，從理論上精確地計(jì)算太陽運(yùn)行軌跡，按一定的程序驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)跟蹤太陽，缺點(diǎn) 是有累積誤差，長時間運(yùn)行穩(wěn)定性差，一般不采用此種方式。為了克服天氣對光電跟蹤的影 響，需要制作出高精度的太陽位置追蹤傳感頭，設(shè)計(jì)出高精度的信號處理算法，但是還要保 證傳感器的成本低廉
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種能夠精確探測太陽 位置，提高系統(tǒng)的抗外界干擾能力，增強(qiáng)穩(wěn)定性與靈敏度，有效提高太陽能的接收利用率， 降低制造成本的三光電池組合型太陽自動追蹤系統(tǒng)傳感頭。本實(shí)用新型所述的三光電池組合型太陽自動追蹤系統(tǒng)傳感頭，涉及有小型光電池 A、豎向設(shè)置的雙面反光平面鏡、平面支架、小型光電池B、橫向設(shè)置的雙面反光平面鏡、小型 光電池C和信號處理電路組成。平面支架是本實(shí)用新型的主體支撐件，在所說的平面支架 上，上部從中間線分開，分左右設(shè)置有小型光電池A和小型光電池B，在所說小型光電池A的 下面，也就是在平面支架的左面，按照上下從中間線分開的形式，上面設(shè)置有小型光電池A， 下面設(shè)置有小型光電池C。在所說的平面支架上，在分開小型光電池A和小型光電池B的 中間線位置，設(shè)置有豎向設(shè)置的雙向反光平面鏡，在呈橫向設(shè)置的小型光電池A和小型光 電池B與下一行的小型光電池C之間，設(shè)置有橫向設(shè)置的雙面反光平面鏡，使得所說的豎向 設(shè)置的雙面反光平面鏡和橫向設(shè)置的雙面反光平面鏡相互呈倒T字的形式。本實(shí)用新型的 技術(shù)方案是把三個性能參數(shù)非常接近的小型光電池A、小型光電池B和小型光電池C排列 在一個平面支架上，感光面朝上。其中，小型光電池A小型光電池B兩個光電池橫向排列， 并用一個有一定高度的豎向設(shè)置的雙面反光平面鏡隔開，此單元可對太陽東西方向進(jìn)行探 測；而小型光電池A和小型光電池C構(gòu)成上下排列的形式，也可以稱為俯仰排列的形式，并 用一個橫向設(shè)置的雙面反光平面鏡把小型光電池C與左右方向的兩個小型光電池A和小型 光電池B同時隔開，此單元可用來對太陽的俯仰角進(jìn)行探測。左右和上下方向的探測信號 通過差除和的方法進(jìn)行信號處理。豎向設(shè)置的雙向反光平面鏡和橫向設(shè)置的雙面反光平面鏡能夠把一部分太陽光反射到小型光電池A、小型光電池B和小型光電池C上，可以用來對 天氣由陰轉(zhuǎn)晴時太陽全方位探測。若太陽光線垂直照射在三個光電池，即小型光電池A、小 型光電池B和小型光電池C的表面，它們所接收到太陽光強(qiáng)基本相等，此時信號處理電路不 產(chǎn)生調(diào)整信號；若太陽位置偏東或偏西，就會造成東西方向放置的小型光電池B和小型光 電池A兩個光電池光強(qiáng)度不相等，由于豎向設(shè)置的雙向反光平面鏡的擋光與反光作用，使 有太陽一側(cè)的小型光電池A或者小型光電池B收到的光強(qiáng)度增加，另一側(cè)的光電池收到的 光強(qiáng)度減小，經(jīng)過信號處理電路的處理后，產(chǎn)生一個調(diào)整信號，可由步進(jìn)電機(jī)控制其旋轉(zhuǎn)至 太陽光照平衡的位置，在東西方向兩光電池接收光強(qiáng)達(dá)到平衡前，俯仰角方向不動；俯仰角 方向的追蹤探測與東西方向原理一致，當(dāng)太陽的俯仰角偏大或偏小時，由于橫向設(shè)置的雙 面反光平面鏡的遮擋與反射，東西方向的小型光電池A或者小型光電池B中的任何一個接 收的光強(qiáng)信號相對于第三個光電池，即小型光電池C同時變大或變小，經(jīng)過信號處理電路 進(jìn)行處理后，產(chǎn)生一個調(diào)整信號，可由步進(jìn)電機(jī)控制其旋轉(zhuǎn)至太陽光照強(qiáng)度在三個光電池 上平衡的位置。在東西方向、俯仰方向做信號處理時采用差除和的方法，可以消除不同太陽 輻照強(qiáng)度對光電池探測光強(qiáng)的影響，從而可以產(chǎn)生一個與太陽輻照強(qiáng)度無關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整信 號，即步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)旋轉(zhuǎn)角度值。當(dāng)東西、俯仰方向的差除和信號很小，并且東西、俯仰方 向的總接收光強(qiáng)之和小于設(shè)定的閾值時，信號處理電路不產(chǎn)生調(diào)整信號；反之，信號處理電 路產(chǎn)生調(diào)整信號。如果天氣由陰轉(zhuǎn)晴，傳感頭朝向與太陽位置失諧較大，太陽光通過豎向設(shè) 置的雙向反光平面鏡和橫向設(shè)吹的雙向反光平面鏡可以反射到某個光電池的表面，此時差 除和信號很小，但是如果東西、俯仰方向的總接收光強(qiáng)大于設(shè)定的閾值，信號處理電路產(chǎn)生 調(diào)整信號，由步進(jìn)電機(jī)控制其旋轉(zhuǎn)至太陽光照強(qiáng)度在三個光電池上平衡的位置。本實(shí)用新型所述的三光電池組合型太陽自動追蹤系統(tǒng)傳感頭，整體結(jié)構(gòu)簡單，操 作使用方便，穩(wěn)定性好，可靠性高。

附圖1是本實(shí)用新型所述三光電池組合型太陽追蹤系統(tǒng)傳感頭結(jié)構(gòu)示意圖；附圖 2是信號處理電路。1-小型光電池A 2-豎向設(shè)置的雙面反光平面鏡3-平面支架4-小型 光電池B 5-橫向設(shè)置的雙面反光平面鏡6-小型光電池C
具體實(shí)施方式
現(xiàn)參照附圖1和附圖2，結(jié)合實(shí)施例說明如下本實(shí)用新型所述的三光電池組合型 太陽自動追蹤系統(tǒng)傳感頭，涉及有小型光電池Al、豎向設(shè)置的雙面反光平面鏡2、平面支架 3、小型光電池B4、橫向設(shè)置的雙面反光平面鏡5、小型光電池C6和信號處理電路組成。平 面支架3是本實(shí)用新型的主體支撐件，在所說的平面支架3上，上部從中間線分開，分左右 設(shè)置有小型光電池Al和小型光電池B4，在所說小型光電池Al的下面，也就是在平面支架3 的左面，按照上下從中間線分開的形式，上面設(shè)置有小型光電池Al，下面設(shè)置有小型光電池 C6。在所說的平面支架3上，在分開小型光電池Al和小型光電池B4的中間線位置，設(shè)置有 豎向設(shè)置的雙向反光平面鏡2，在呈橫向設(shè)置的小型光電池Al和小型光電池B4與下一行 的小型光電池C6之間，設(shè)置有橫向設(shè)置的雙面反光平面鏡5，使得所說的豎向設(shè)置的雙面 反光平面鏡2和橫向設(shè)置的雙面反光平面鏡5相互呈倒T字的形式。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是把三個性能參數(shù)非常接近的小型光電池Al、小型光電池B4和小型光電池C6排列在 一個平面支架3上，感光面朝上。其中，小型光電池Al和小型光電池B4兩個光電池橫向排 列，并用一個有一定高度的豎向設(shè)置的雙面反光平面鏡2隔開，此單元可對太陽東西方向 進(jìn)行探測；而小型光電池Al和小型光電池C6構(gòu)成上下排列的形式，也可以稱為俯仰排列的 形式，并用一個橫向設(shè)置的雙面反光平面鏡5把小型光電池C6與左右方向的兩個小型光電 池，即小型光電池Al和小型光電池B4同時隔開，此單元可用來對太陽的俯仰角進(jìn)行探測。 左右和上下方向的探測信號通過差除和的方法進(jìn)行信號處理。豎向設(shè)置的雙向反光平面鏡 2和橫向設(shè)置的雙面反光平面鏡5能夠把一部分太陽光反射到小型光電池Al、小型光電池 B4和小型光電池C6上，可以用來對天氣由陰轉(zhuǎn)晴時太陽全方位探測。若太陽光線垂直照射 在三個光電池，即小型光電池Al、小型光電池B4和小型光電池C6的表面，它們所接收到太 陽光強(qiáng)基本相等，此時信號處理電路不產(chǎn)生調(diào)整信號；若太陽位置偏東或偏西，就會造成東 西方向放置的小型光電池B4和小型光電池Al兩個光電池光強(qiáng)度不相等，由于豎向設(shè)置的 雙向反光平面鏡2的擋光與反光作用，使有太陽一側(cè)的小型光電池Al或者小型光電池B4 收到的光強(qiáng)度增加，另一側(cè)的光電池收到的光強(qiáng)度減小，經(jīng)過信號處理電路的處理后，產(chǎn)生 一個調(diào)整信號，可由步進(jìn)電機(jī)控制其旋轉(zhuǎn)至太陽光照平衡的位置，在東西方向兩光電池接 收光強(qiáng)達(dá)到平衡前，俯仰角方向不動；俯仰角方向的追蹤探測與東西方向原理一致，當(dāng)太陽 的俯仰角偏大或偏小時，由于橫向設(shè)置的雙面反光平面鏡5的遮擋與反射，東西方向的小 型光電池Al或者小型光電池B4中的任何一個接收的光強(qiáng)信號相對于第三個光電池，即小 型光電池C6同時變大或變小，經(jīng)過信號處理電路進(jìn)行處理后，產(chǎn)生一個調(diào)整信號，可由步 進(jìn)電機(jī)控制其旋轉(zhuǎn)至太陽光照強(qiáng)度在三個光電池上平衡的位置。在東西方向、俯仰方向做 信號處理時采用差除和的方法，可以消除不同太陽輻照強(qiáng)度對光電池探測光強(qiáng)的影響，從 而可以產(chǎn)生一個與太陽輻照強(qiáng)度無關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整信號，即步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)旋轉(zhuǎn)角度值。當(dāng) 東西、俯仰方向的差除和信號很小，并且東西、俯仰方向的總接收光強(qiáng)之和小于設(shè)定的閾值 時，信號處理電路不產(chǎn)生調(diào)整信號；反之，信號處理電路產(chǎn)生調(diào)整信號。如果天氣由陰轉(zhuǎn)晴， 傳感頭朝向與太陽位置失諧較大，太陽光通過豎向設(shè)置的雙向反光平面鏡和橫向設(shè)吹的雙 向反光平面鏡可以反射到某個光電池的表面，此時差除和信號很小，但是如果東西、俯仰方 向的總接收光強(qiáng)大于設(shè)定的閾值，信號處理電路產(chǎn)生調(diào)整信號，由步進(jìn)電機(jī)控制其旋轉(zhuǎn)至 太陽光照強(qiáng)度在三個光電池上平衡的位置。本實(shí)用新型所述的三光電池組合型太陽自動追 蹤系統(tǒng)傳感頭，整體結(jié)構(gòu)簡單，操作使用方便，穩(wěn)定性好，可靠性高。
權(quán)利要求三光電池組合型太陽自動追蹤系統(tǒng)傳感頭，平面支架(3)是本實(shí)用新型的主體支撐件，其特征在于在所說的平面支架(3)上，上部從中間線分開，分左右設(shè)置有小型光電池A(1)和小型光電池B(4)，在所說小型光電池A(1)的下面，也就是在平面支架(3)的左面，按照上下從中間線分開的形式，上面設(shè)置有小型光電池A(1)，下面設(shè)置有小型光電池C(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三光電池組合型太陽自動追蹤系統(tǒng)傳感頭，其特征在于在所 說的平面支架(3)上，在分開小型光電池A(I)和小型光電池B(4)的中間線位置，設(shè)置有豎 向設(shè)置的雙向反光平面鏡(2)，在呈橫向設(shè)置的小型光電池A(I)和小型光電池B(4)與下一 行的小型光電池C(6)之間，設(shè)置有橫向設(shè)置的雙面反光平面鏡(5)，使得所說的豎向設(shè)置 的雙面反光平面鏡(2)和橫向設(shè)置的雙面反光平面鏡(5)相互呈倒T字的形式。
專利摘要三光電池組合型太陽自動追蹤系統(tǒng)傳感頭，涉及有三個小型光電池、雙面反光平面鏡、平面支架和信號處理電路組成。平面支架是主體支撐件，在平面支架上，上部從中間線分開，分左右各設(shè)置有一個小型光電池，在平面支架的左面，按照上下從中間線分開的形式，各設(shè)置有一個小型光電池。在平面支架上，在分開兩小型光電池的中間線位置，設(shè)置有豎向設(shè)置的雙向反光平面鏡，在呈豎向設(shè)置的小型光電池之間，設(shè)置有橫向設(shè)置的雙面反光平面鏡，使得所說的豎向設(shè)置的雙面反光平面鏡和橫向設(shè)置的雙面反光平面鏡相互呈倒T字的形式。本實(shí)用新型所述的三光電池組合型太陽自動追蹤系統(tǒng)傳感頭，整體結(jié)構(gòu)簡單，操作使用方便，穩(wěn)定性好，可靠性高。
文檔編號G05D3/12GK201749369SQ20102027032
公開日2011年2月16日 申請日期2010年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月21日
發(fā)明者張營, 秦文華, 邵鳳蘭, 陳立鋒, 馬任德 申請人:濟(jì)寧學(xué)院