專利名稱：太陽光角單軸跟蹤發(fā)射器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及光電技術(shù)領(lǐng)域，屬于太陽方位角跟蹤裝置，特別是太陽光角單軸跟蹤發(fā)射器。
背景技術(shù)：
太陽能跟蹤發(fā)射器能保持太陽能電池板隨時(shí)正對太陽，讓太陽光的光線隨時(shí)垂直照射太陽能電池板，采用太陽能跟蹤發(fā)射器能顯著提高太陽能光伏組件的發(fā)電效率。目前，現(xiàn)有各種太陽方位角跟蹤裝置層出不窮，已完全具備智能跟蹤的功能，尤其是智能化太陽方位角跟蹤發(fā)射器能探測到的太陽方位角的精度也越來越高，但其成本價(jià)格也隨之提高，制約了智能化太陽方位角跟蹤器的普及和推廣
實(shí)用新型內(nèi)容
·[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種太陽光角單軸跟蹤發(fā)射器，結(jié)構(gòu)合理、簡單，成本低廉，有利于大范圍推廣和普及。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種太陽光角單軸跟蹤發(fā)射器，由箱殼、S個(gè)聚光透鏡、S個(gè)光電二極管、電路板和太陽光角信號處理發(fā)送器構(gòu)成，太陽光角信號處理發(fā)送器由轉(zhuǎn)換電路、A/D轉(zhuǎn)換器、邏輯電路和信號發(fā)射器構(gòu)成，在箱殼頂面設(shè)置著不透光平面狀的頂面箱壁，在箱殼底面設(shè)置著平面狀的底面箱壁，箱殼所具有的不透光的桶身周向箱壁位于平面狀頂面箱壁與底面箱壁之間，平面狀頂面箱壁與底面箱壁均呈橢圓形、排列在同條直線上且與其所在的該同條直線相垂直，在底面箱壁與平面狀頂面箱壁之間對應(yīng)虛擬生成的對應(yīng)連接其各自箱壁橢圓形周邊的橢圓柱面均位于桶身周向箱壁的內(nèi)圍或者與桶身周向箱壁形成的壁面相重合，桶身周向箱壁僅有的進(jìn)光孔位于呈橢圓形的平面狀頂面箱壁的幾何中心并穿透頂面箱壁，在位于桶身周向箱壁內(nèi)的底面箱壁內(nèi)壁面上固定設(shè)置著太陽光角信號處理發(fā)送器和電路板，S個(gè)光電二極管在底面箱壁輪廓所形成的橢圓形區(qū)域內(nèi)并沿著底面箱壁的橢圓短軸方向或長軸方向各自沿直線分成N行排布固裝在電路板上，位于每行的光電二極管構(gòu)成光電二極管組，構(gòu)成每個(gè)光電二極管組的所有光電二極管其P極相互連接而形成光電二極管組的總P極且其N極相互連接而形成光電二極管組的總N極，在箱殼內(nèi)底部固裝著能將經(jīng)進(jìn)光孔射入箱殼內(nèi)的太陽光束聚集在某一光電二極管PN結(jié)上的S個(gè)聚光透鏡，每個(gè)聚光透鏡的內(nèi)凹面對應(yīng)朝向一個(gè)光電二極管，每個(gè)光電二極管組的總P極與總N極分別通過轉(zhuǎn)換電路連接A/D轉(zhuǎn)換器的模擬信號輸入端，A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)字信號輸出端通過邏輯電路連接信號發(fā)射器的信號輸入端口。本實(shí)用新型當(dāng)光電二極管組有電壓信號輸出時(shí)，轉(zhuǎn)換電路將該光電二極管輸出的電壓信號轉(zhuǎn)換成0-5V標(biāo)準(zhǔn)電壓信號，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，邏輯電路再將數(shù)字信號按各條形區(qū)域?qū)?yīng)太陽光角編碼，然后由信號發(fā)射器發(fā)射出去，光伏組件則配套信號接收與向日跟蹤執(zhí)行機(jī)構(gòu)，即可實(shí)現(xiàn)太陽光角的跟蹤功能。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)合理、簡單，成本低廉，有利于大范圍推廣和普及。
下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。圖I為本實(shí)用新型總體剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型光電二極管在底面箱壁橢圓形區(qū)域內(nèi)的排布位置示意圖；圖3為本實(shí)用新型太陽光角信號處理發(fā)送器的連接結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
一種太陽光角單軸跟蹤發(fā)射器，如圖I所示，由箱殼3、S個(gè)聚光透鏡4、S個(gè)光電二極管5、電路板6和太陽光角信號處理發(fā)送器構(gòu)成，太陽光角信號處理發(fā)送器由轉(zhuǎn)換電路9、A/D轉(zhuǎn)換器10、邏輯電路11和信號發(fā)射器12構(gòu)成，在箱殼3頂面設(shè)置著不透光平面狀的頂 面箱壁1，在箱殼3底面設(shè)置著平面狀的底面箱壁7，箱殼3所具有的不透光的桶身周向箱壁8位于平面狀頂面箱壁I與底面箱壁7之間，平面狀頂面箱壁I與底面箱壁7均呈橢圓形、排列在同條直線上且與其所在的該同條直線相垂直，在底面箱壁7與平面狀頂面箱壁I之間對應(yīng)虛擬生成的對應(yīng)連接其各自箱壁橢圓形周邊的橢圓柱面均位于桶身周向箱壁8的內(nèi)圍或者與桶身周向箱壁8形成的壁面相重合，桶身周向箱壁8僅有的進(jìn)光孔2位于呈橢圓形的平面狀頂面箱壁I的幾何中心并穿透頂面箱壁I，在位于桶身周向箱壁8內(nèi)的底面箱壁7內(nèi)壁面上固定設(shè)置著太陽光角信號處理發(fā)送器和電路板6，S個(gè)光電二極管5在底面箱壁7輪廓所形成的橢圓形區(qū)域內(nèi)并沿著底面箱壁7的橢圓短軸方向或長軸方向各自沿直線分成N行排布固裝在電路板6上，位于每行的光電二極管5構(gòu)成光電二極管組，構(gòu)成每個(gè)光電二極管組的所有光電二極管5其P極相互連接而形成光電二極管組的總P極且其N極相互連接而形成光電二極管組的總N極，在箱殼3內(nèi)底部固裝著能將經(jīng)進(jìn)光孔2射入箱殼3內(nèi)的太陽光束聚集在某一光電二極管5PN結(jié)上的S個(gè)聚光透鏡4，每個(gè)聚光透鏡4的內(nèi)凹面對應(yīng)朝向一個(gè)光電二極管5，每個(gè)光電二極管組的總P極與總N極分別通過轉(zhuǎn)換電路9連接A/D轉(zhuǎn)換器10的模擬信號輸入端，A/D轉(zhuǎn)換器10的數(shù)字信號輸出端通過邏輯電路11連接信號發(fā)射器12的信號輸入端口。桶身周向箱壁8的壁面為橢圓柱面。本實(shí)用新型具有箱殼3 (桶狀黑箱)、桶底(底面箱壁7)和桶頂(頂面箱壁I)，桶底(底面箱壁7)和桶頂(頂面箱壁I)均呈橢圓形，桶頂設(shè)置的足夠小的小孔(進(jìn)光孔2)只讓足夠細(xì)的太陽光線才可射入箱殼3內(nèi)，在箱殼3內(nèi)最底部從上到下依次設(shè)置有信號處理電路層(電路板6、(電壓)轉(zhuǎn)換電路9、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、邏輯電路11、信號發(fā)射器12等)、感光兀件層(光電二極管5)和聚光玻璃層(聚光透鏡4)。如圖2所示，光電二極管5朝橫向或縱向沿條形區(qū)域排布，每個(gè)條形區(qū)域代表一個(gè)太陽方位角，橢圓內(nèi)條形區(qū)域的數(shù)量越多，則所能分辨的太陽方位角精度越高。如圖I所示，每個(gè)條形區(qū)域內(nèi)的光電二極管5并聯(lián)成組，任意一個(gè)光電二極管5導(dǎo)通，就會(huì)有導(dǎo)通的某一光電二極管5的電壓信號輸出。本實(shí)用新型總體原理在白晝，太陽相對于單個(gè)光伏組件水平沿橢圓形運(yùn)軌跡移動(dòng)，每天的運(yùn)行軌跡為短軸長度不同的橢圓線。本實(shí)用新型底面箱壁7的大小應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)靥柕娜肷浣呛拖錃?(桶身周向箱壁8)高度確定，必須包羅一年內(nèi)每天的太陽橢圓形運(yùn)行軌跡，同一天內(nèi)任意時(shí)刻太陽光透過頂面箱壁I的進(jìn)光孔2而射入箱殼3內(nèi)，必將落入底面箱壁7某一條形區(qū)域內(nèi)，隨著太陽相對光伏組件位置的變化，透過進(jìn)光孔2的光線將逐漸的落入連續(xù)的條形區(qū)。箱殼3底部主要設(shè)置有光電二極管組、(電壓)轉(zhuǎn)換電路9、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D轉(zhuǎn)換器10)、邏輯電路11、(數(shù)字)信號發(fā)射器12等。在底面箱壁7內(nèi)壁面被分成N個(gè)條形區(qū)域，每個(gè)條形區(qū)域依次代表(分辨)角度1*360/N、2*360/N、3*360/N……360，N應(yīng)盡可能大一些。本實(shí)用新型的應(yīng)用要求(I)光伏組件的安裝方式為俯仰角單向可調(diào)；(2)光伏組件跟蹤執(zhí)行機(jī)構(gòu)必須配套無線信號接收裝置，接收、跟蹤信號發(fā)射器12發(fā)出的組件轉(zhuǎn)動(dòng)角信號；(3)箱殼3桶身周向箱壁8、頂面箱壁I必須采用嚴(yán)格不透光材料；(4)箱殼3頂部的進(jìn)光孔2應(yīng)盡可能地小，保證盡可能細(xì)的太陽光線入射到某一聚光透鏡4上；(5)本實(shí)用新型底面箱壁7的橢圓長軸方向與光伏組件調(diào)節(jié)方向必須一致；(6)光伏組件初始位置為與底面箱壁7橢圓短軸平行；(7)分辨角度應(yīng)盡可能小，若該步長過小，則將導(dǎo)致追日裝置動(dòng)作過頻，容易造成追日裝置機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)損壞，若步長過大，追日精度則不夠高；(8)箱殼3(桶身周向箱壁8)高度h、早晨太陽光線與水平線的夾角λ、橢圓長軸長度r應(yīng)滿足關(guān)系式h=tanX*r ;(9)光·伏組件側(cè)必須配置相應(yīng)的信號接收和(單軸)日光跟蹤執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
權(quán)利要求1.一種太陽光角單軸跟蹤發(fā)射器，其特征在于由箱殼(3)、S個(gè)聚光透鏡(4)、S個(gè)光電二極管(5)、電路板(6)和太陽光角信號處理發(fā)送器構(gòu)成，太陽光角信號處理發(fā)送器由轉(zhuǎn)換電路(9)、A/D轉(zhuǎn)換器(10)、邏輯電路(11)和信號發(fā)射器(12)構(gòu)成，在箱殼(3)頂面設(shè)置著不透光平面狀的頂面箱壁(I)，在箱殼(3)底面設(shè)置著平面狀的底面箱壁(7)，箱殼(3)所具有的不透光的桶身周向箱壁(8)位于平面狀頂面箱壁(I)與底面箱壁(7)之間，平面狀頂面箱壁(I)與底面箱壁(7)均呈橢圓形、排列在同條直線上且與其所在的該同條直線相垂直，在底面箱壁(7)與平面狀頂面箱壁(I)之間對應(yīng)虛擬生成的對應(yīng)連接其各自箱壁橢圓形周邊的橢圓柱面均位于桶身周向箱壁(8)的內(nèi)圍或者與桶身周向箱壁(8)形成的壁面相重合，桶身周向箱壁(8)僅有的進(jìn)光孔(2)位于呈橢圓形的平面狀頂面箱壁(I)的幾何中心并穿透頂面箱壁(I)，在位于桶身周向箱壁(8)內(nèi)的底面箱壁(7)內(nèi)壁面上固定設(shè)置著太陽光角信號處理發(fā)送器和電路板出)，S個(gè)光電二極管(5)在底面箱壁(7)輪廓所形成的橢圓形區(qū)域內(nèi)并沿著底面箱壁(7)的短軸方向或長軸方向各自沿直線分成N行排布固裝在電路板(6)上，位于每行的光電二極管(5)構(gòu)成光電二極管組，構(gòu)成每個(gè)光電二極管組的所有光電二極管(5)其P極相互連接而形成光電二極管組的總P極且其N極相互連接而形成光電二極管組的總N極，在箱殼(3)內(nèi)底部固裝著能將經(jīng)進(jìn)光孔(2)射入箱殼(3)內(nèi)的太陽光束聚集在某一光電二極管(5)PN結(jié)上的S個(gè)聚光透鏡(4)，每個(gè)聚光透鏡(4)的內(nèi)凹面對應(yīng)朝向一個(gè)光電二極管(5)，每個(gè)光電二極管組的總P極與總N極分別通過轉(zhuǎn)換電路(9)連接A/D轉(zhuǎn)換器(10)的模擬信號輸入端，A/D轉(zhuǎn)換器(10)的數(shù)字信號輸出端通過邏輯電路(11)連接信號發(fā)射器(12)的信號輸入端口。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽光角單軸跟蹤發(fā)射器，其特征是桶身周向箱壁(8)形成的壁面為橢圓柱面。
專利摘要本實(shí)用新型公開了太陽光角單軸跟蹤發(fā)射器，在箱殼頂面設(shè)置著不透光平面狀的頂面箱壁，在箱殼底面設(shè)置著平面狀的底面箱壁，頂面箱壁與底面箱壁均呈橢圓形；桶身周向箱壁僅有的進(jìn)光孔位于頂面箱壁中心，在位于桶身周向箱壁內(nèi)的底面箱壁內(nèi)壁面上固定設(shè)置著太陽光角信號處理發(fā)送器和電路板，光電二極管在底面箱壁所形成的圓形區(qū)域內(nèi)沿著底面箱壁的橢圓短軸方向或長軸方向各自沿直線分成N行排布固裝在電路板上，在箱殼內(nèi)底部固裝的每個(gè)聚光透鏡其內(nèi)凹面朝向一個(gè)光電二極管，每行朝橫向排布的光電二極管相并聯(lián)，位于每行的光電二極管相并聯(lián)且其所有光電二極管P、N兩級分別通過轉(zhuǎn)換電路連接A/D轉(zhuǎn)換器模擬信號輸入端，A/D轉(zhuǎn)換器數(shù)字信號輸出端通過邏輯電路連接信號發(fā)射器信號輸入端口。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)合理、簡單，成本低廉。
文檔編號G05D3/12GK202694158SQ20122030534
公開日2013年1月23日 申請日期2012年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月27日
發(fā)明者李笑梅, 王涌, 李義巖 申請人:新疆電力公司電力科學(xué)研究院, 新疆電力建設(shè)調(diào)試所