專利名稱：高精度太陽光跟蹤傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種光傳感器，具體地說，尤其涉及一種高精度太陽光跟蹤傳感器。
背景技術(shù)：
隨著全球化石能源的日漸枯竭和人類環(huán)保意識的逐步增強(qiáng)，以光伏為核心的太陽能發(fā)電事業(yè)近年來有了快速發(fā)展。但光伏電力比傳統(tǒng)火電價格高達(dá)4-6倍以上，完全市場化運(yùn)營特別是為普通老百姓所接受還有一定困難。為了解決這一問題，人們不得不把眼光盯向薄膜電池，但薄膜電池光電轉(zhuǎn)換效率相對較低，特別是砷化鎵薄膜電池價格昂貴，目前僅在空間領(lǐng)域應(yīng)用，給光伏產(chǎn)業(yè)的大規(guī)模發(fā)展帶來一定制約。而采用砷化鎵薄膜電池聚光跟蹤發(fā)電系統(tǒng)，卻能實(shí)現(xiàn)光熱與光伏的綜合利用，并充分降低生產(chǎn)成本、提高轉(zhuǎn)換效率，為光伏產(chǎn)業(yè)更大發(fā)展開辟新的市場空間。 為了降低光伏電池的發(fā)電成本，可采取的有效途徑之一就是研發(fā)和應(yīng)用砷化鎵薄膜電池聚光發(fā)電系統(tǒng)。在獲得同樣輸出功率情況下，可以大大減少所需的砷化鉀薄膜電池面積。相當(dāng)于用比較便宜的普通金屬、玻璃材料做成聚光器和支撐系統(tǒng)，來代替部分昂貴的砷化鎵薄膜電池。開發(fā)具有極高的跟蹤精度的聚光跟蹤系統(tǒng)，可解決當(dāng)前沒有高精度的太陽光跟蹤傳感器的難題。

實(shí)用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)的太陽光跟蹤傳感器不能對天氣進(jìn)行識別，且其輸出信號的穩(wěn)定性和跟蹤精度誤差較高的缺陷，本實(shí)用新型提供了一種高精度太陽光跟蹤傳感器。本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種高精度太陽光跟蹤傳感器，包括遮光壁板、感光器件，感光器件分布在遮光壁板的四周；遮光壁板內(nèi)設(shè)有光學(xué)透鏡，遮光壁板底部設(shè)有控制芯片和CMOS圖像傳感器。遮光壁板頂部設(shè)有濾光板。所述感光器件的數(shù)量為四個。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是濾光板可將外界太陽強(qiáng)光降到CMOS圖像傳感器可以接受的強(qiáng)度，并用光學(xué)透鏡進(jìn)行成像；遮光壁板底部設(shè)有CMOS圖像傳感器，利用控制芯片，可對天氣進(jìn)行更準(zhǔn)確的識另IJ，對太陽光斑的處理更加容易可靠，結(jié)合高性能的控制芯片能夠制造出高精度的太陽跟蹤傳感器；最后，通過控制芯片利用四個感光器件和CMOS圖像傳感器可將太陽光線信號進(jìn)行兩次修正。先經(jīng)過安裝在遮光壁板外側(cè)的四個感光器件感測周圍的光照強(qiáng)度，產(chǎn)生的信號由控制芯片采集，經(jīng)過控制芯片的可編程運(yùn)算輸出初步的方位角電機(jī)和高度角電機(jī)的驅(qū)動信號完成第一次修正；CMOS圖像傳感器采集到有用光線信號后，先由控制芯片識別天氣情況，在經(jīng)控制芯片識別為晴天的情況下，待外界光線達(dá)到一定的強(qiáng)度后，控制芯片通過太陽光斑在CMOS圖像傳感器的位置信息計算出有效的驅(qū)動信號，控制芯片輸出有效的驅(qū)動信號，在有效驅(qū)動信號輸出后，控制芯片會實(shí)時繼續(xù)采集CMOS圖像傳感器的信號，實(shí)時計算，并實(shí)時修正輸出的驅(qū)動信號，直到太陽光斑與CMOS圖像傳感器上的原點(diǎn)重合，完成二次修正；經(jīng)過兩次修正能夠讓太陽能跟蹤系統(tǒng)精度更高穩(wěn)定性更強(qiáng)。

圖I為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的俯視圖；圖3為本實(shí)用新型的光路圖；·[0016]圖4為本實(shí)用新型的原理圖。在圖中，I、感光器件；2、遮光壁板；3、濾光板；4、光學(xué)透鏡；5、CMOS圖像傳感器；
6、太陽光。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明一種高精度太陽光跟蹤傳感器，包括遮光壁板2、感光器件1，遮光壁板2的四周設(shè)有四個感光器件I ;遮光壁板2內(nèi)設(shè)有光學(xué)透鏡4,遮光壁板2頂部設(shè)有濾光板3,遮光壁板2底部設(shè)有控制芯片和CMOS圖像傳感器5。本實(shí)用新型在使用時，與太陽能跟蹤系統(tǒng)配合使用，并安裝到太陽能跟蹤系統(tǒng)的支架上。感光器件I、控制芯片和CMOS圖像傳感器5安裝在同一塊電路板上，并組成本實(shí)用新型的傳感器系統(tǒng)；遮光壁板2采用不透光材料制作，為CMOS圖像傳感器5制造一個暗室。本實(shí)用新型的工作原理當(dāng)CMOS圖像傳感器5捕捉到有用光線信號時太陽光6的入射光線經(jīng)濾光板3和光學(xué)透鏡4到達(dá)CMOS圖像傳感器5后，經(jīng)控制芯片采集信號后進(jìn)行可編程運(yùn)算，最后輸出驅(qū)動信號，與太陽能跟蹤系統(tǒng)共同完成對太陽光的跟蹤檢測；當(dāng)CMOS圖像傳感器5沒有捕捉到有用光線信號時太陽光6經(jīng)過四個感光器件I感測周圍的光照強(qiáng)度，其信號由控制芯片采集，經(jīng)過控制芯片的可編程運(yùn)算后輸出初步的方位角電機(jī)和高度角電機(jī)的驅(qū)動信號，待CMOS圖像傳感器5捕捉到太陽光斑或有用的外界光線信號，控制芯片將對CMOS圖像傳感器5捕捉到的有用光線信號的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和處理。工作時，由于太陽光6入射光線的光路，即經(jīng)濾光板3和光學(xué)透鏡4到達(dá)CMOS圖像傳感器5，此光路可以接受入射光線的最大角度是一定的，一旦超過最大角度，外界太陽光6將不能進(jìn)入到CMOS圖像傳感器5中；此時，控制芯片采集到的信號為四個感光器件I收集到的光線信號，經(jīng)過控制芯片進(jìn)行可編程運(yùn)算后，將輸出初步的方位角電機(jī)和高度角電機(jī)的驅(qū)動信號；待CMOS圖像傳感器5捕捉到的太陽光6的光線信號時，控制芯片將不再采集四個感光器件I收集到的光線信號，轉(zhuǎn)而采集CMOS圖像傳感器5捕捉到的光線信號，完成第一次修正，即只要CMOS圖像傳感器5捕捉到有用光線信號，控制芯片就不再采集四個感光器件I收集到的光線信號。[0024]當(dāng)CMOS圖像傳感器5捕捉到有用光線信號后，控制芯片將以此來識別天氣情況，如果控制芯片識別為晴天，待太陽光6的入射光線達(dá)到一定的強(qiáng)度后，控制芯片通過太陽光斑在CMOS圖像傳感器5上的位置信息計算出有效的驅(qū)動信號，控制芯片將輸出有效的驅(qū)動信號；在有效驅(qū)動信號輸出后，控制芯片會繼續(xù)采集CMOS圖像傳感器5的信號，實(shí)時計算，并隨時修正輸出的驅(qū)動信號，直到太陽光斑與CMOS圖像傳感器5上的原點(diǎn)重合，完成二次修正。如果經(jīng)控制芯片識別后發(fā)現(xiàn)不是晴天，控制芯片將不輸出有效的驅(qū)動信號，使太陽能跟蹤控制系統(tǒng)的跟蹤控制器采用時間控制 模式跟蹤。
權(quán)利要求1.一種高精度太陽光跟蹤傳感器，包括遮光壁板(2)、感光器件(1)，感光器件(I)分布在遮光壁板(2 )的四周；其特征在于遮光壁板(2 )內(nèi)設(shè)有光學(xué)透鏡(4 )，遮光壁板(2 )底部設(shè)有控制芯片和CMOS圖像傳感器(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高精度太陽光跟蹤傳感器，其特征在于遮光壁板(2)頂部設(shè)有濾光板(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的高精度太陽光跟蹤傳感器，其特征在于所述感光器件(I)的數(shù)量為四個。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種高精度太陽光跟蹤傳感器，其屬于一種光傳感器。它解決了現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)的太陽光跟蹤傳感器不能對天氣進(jìn)行識別，且其輸出信號的穩(wěn)定性和跟蹤精度誤差較高的缺陷。其主要包括遮光壁板、感光器件，感光器件分布在遮光壁板的四周；遮光壁板內(nèi)設(shè)有光學(xué)透鏡，遮光壁板底部設(shè)有控制芯片和CMOS圖像傳感器；遮光壁板頂部設(shè)有濾光板；所述感光器件的數(shù)量為四個。本實(shí)用新型主要用于太陽能跟蹤控制系統(tǒng)。
文檔編號G05D3/12GK202795065SQ20122031342
公開日2013年3月13日 申請日期2012年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月2日
發(fā)明者李京安, 任沖, 王士瑩 申請人:臨沂巨皇新能源科技發(fā)展有限公司