一種光伏追日傳感器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種光伏追日傳感器，包括光照強度傳感器和傾角傳感器，所述光照強度傳感器包括多個，所述多個光照強度傳感器分別設(shè)置在光伏追日傳感器的東、西、南、北四個方位，傾角傳感器和每個光照強度傳感器均和輸出接口連接。通過使用本申請所述的傳感器可以實現(xiàn)光照強度傳感器和傾角傳感器的雙重測量，輸出兩組測量信號與處理器，既可以在晴天應(yīng)用于光電跟蹤，又可為陰雨天采用視日運動軌跡跟蹤時反饋太陽能電池板轉(zhuǎn)動后的傾角，減小誤差，用以提高太陽跟蹤精度。
【專利說明】
一種光伏追日傳感器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實用新型涉及一種光伏追日傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002] 眾所周知，太陽能是一種取之不盡、用之不竭的綠色能源。研究表明，采用跟蹤太 陽比固定安裝太陽能電池板的太陽能接受率提高37.7%。目前，國內(nèi)外通常是基于視日運動 軌跡跟蹤法和光電跟蹤法設(shè)計太陽跟蹤系統(tǒng)和跟蹤傳感器。視日運動軌跡跟蹤法根據(jù)太陽 的天文運行規(guī)律，計算出每時每刻的太陽高度角與方位角，并以此作為參數(shù)控制太陽能跟 蹤裝置。此方式不易受天氣和環(huán)境的影響，能夠?qū)崿F(xiàn)對太陽方位的連續(xù)跟蹤，但屬于開環(huán)跟 蹤，不存在角度反饋對系統(tǒng)進行修正，難以避免長期跟蹤過程中產(chǎn)生的機械累計誤差。光電 跟蹤法利用光電原理實時檢測太陽位置進行跟蹤，屬于閉環(huán)控制方式，不受跟蹤裝置安裝 的地理位置和冬夏時差的影響與限制，可以獲得較高的跟蹤靈敏度和跟蹤精度，但受天氣 條件的影響較大，在非晴朗天氣時誤差較大，甚至?xí)霈F(xiàn)不工作現(xiàn)象。為提高跟蹤精度，如 果能夠?qū)烧呓Y(jié)合對追日進行調(diào)整可以提高光伏組件光照的接收率，現(xiàn)有技術(shù)急需一種追 日精度高，受機械誤差和天氣影響小的光伏追日傳感器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種追日精度高，受機 械誤差和天氣影響小的光伏追日傳感器。
[0004] 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是提供了一種光伏追日傳感器，包括光 照強度傳感器和傾角傳感器，所述光照強度傳感器包括多個，所述多個光照強度傳感器分 別設(shè)置在光伏追日傳感器的東、西、南、北四個方位，傾角傳感器和每個光照強度傳感器均 和輸出接口連接。通過使用本申請所述的傳感器可以實現(xiàn)光照強度傳感器和傾角傳感器的 雙重測量，輸出兩組測量信號與處理器，既可以在晴天應(yīng)用于光電跟蹤，又可為陰雨天采用 視日運動軌跡跟蹤時反饋太陽能電池板轉(zhuǎn)動后的傾角，減小誤差，用以提高太陽跟蹤精度； 本申請所述的傳感器實現(xiàn)了對太陽光照強度的自動跟蹤和高精度的檢測，提高了能量的接 收效率;本申請所述的傳感器相對于傳統(tǒng)的固定安裝的太陽能電池板實現(xiàn)了自動跟蹤，提 高了太陽能電池板的轉(zhuǎn)換效率。
[0005] 作為優(yōu)選的，所述光伏追日傳感器的東、西、南、北四個方位上均設(shè)有兩個光照強 度傳感器，所述位于東方位和西方位的光照強度傳感器之間設(shè)有遮光板。這樣的設(shè)計利于 實現(xiàn)光照強度在不同方位的采集，所訴的遮光板設(shè)于殼體內(nèi)，其特征是使光照強度傳感器、 傾角傳感器的東西方向的光照互不干擾。所訴的遮光板安裝位置于光照強度傳感器、傾角 傳感器的東西中心線相垂直。
[0006] 作為優(yōu)選的，所述傾角傳感器設(shè)置在多個光照強度傳感器之間。這樣的布局節(jié)省 空間。
[0007] 作為優(yōu)選的，所述光照強度傳感器與輸出接口之間連接有光照強度信號調(diào)理電 路。東方向的兩個光照強度傳感器，西方向的兩個光照強度傳感器，南方向的兩個光照強度 傳感器，兩個監(jiān)測北方向的光照強度傳感器，是基于硅光電池的短路電流和光照度（光能 量)成線性的關(guān)系，從而可以定量計算出光照強度。雖然短路電流與光照強度有較好的線性 關(guān)系，但是短路電流太弱，基本都是微安毫安級別，而且電流量也很能測量，所以我們采用 運算放大器將短路電流放大并轉(zhuǎn)換為電壓，所以我們采用德州儀器公司的高精度0P07。 0P07芯片是一種低噪聲，非斬波穩(wěn)零的雙極性運算放大器集成電路。它的輸入失調(diào)電壓非 常低，正是基于此，它在一些應(yīng)用中不用添加其他調(diào)零裝置。同時該芯片還擁有輸入的偏置 電流非常低，但是系統(tǒng)的開環(huán)增益非常高。
[0008] 作為優(yōu)選的，所述傾角傳感器與輸出接口之間連接有傾角信號調(diào)理電路。傾角傳 感器檢測太陽能電池板的傾角，使得太陽能電池板在俯仰方向上與太陽的高度保持一致。 設(shè)計了傾角信號調(diào)理電路，通過對傾角傳感器輸出數(shù)據(jù)的采集和濾波處理，濾除了太陽能 電池板在轉(zhuǎn)動過程中因抖動而產(chǎn)生的隨機誤差信號，實現(xiàn)了在俯仰方向上的精確測量。
[0009] 作為優(yōu)選的，所述光伏追日傳感器包括底板，所述光照強度傳感器、傾角傳感器、 光照強度信號調(diào)理電路、傾角信號調(diào)理電路和輸出接口均集成于底板上，所述底板外部罩 有外殼體，所述外殼體頂部設(shè)有密封蓋，所述密封蓋內(nèi)嵌有透光玻璃。這樣的設(shè)計可以對傳 感器的元器件進行有效地保護。
[0010] 本實用新型的優(yōu)點和有益效果在于:通過使用本申請所述的傳感器可以實現(xiàn)光照 強度傳感器和傾角傳感器的雙重測量，輸出兩組測量信號與處理器，既可以在晴天應(yīng)用于 光電跟蹤，又可為陰雨天采用視日運動軌跡跟蹤時反饋太陽能電池板轉(zhuǎn)動后的傾角，減小 誤差，用以提高太陽跟蹤精度;本申請所述的傳感器實現(xiàn)了對太陽光照強度的自動跟蹤和 高精度的檢測，提高了能量的接收效率;本申請所述的傳感器相對于傳統(tǒng)的固定安裝的太 陽能電池板實現(xiàn)了自動跟蹤，提高了太陽能電池板的轉(zhuǎn)換效率。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)不意圖；
[0012] 圖2為本實用新型底板上電子元器件分布圖；
[0013] 圖3為本實用新型光照強度信號調(diào)理電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014] 圖4為本實用新型電子元器件連接框圖。
[0015] 圖中：1、光照強度傳感器;2、傾角傳感器;3、輸出接口；4、遮光板;5、光照強度信號 調(diào)理電路;6、傾角信號調(diào)理電路;7、底板;8、外殼體;9、密封蓋;10、透光玻璃。
【具體實施方式】
[0016] 下面結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型的【具體實施方式】作進一步描述。以下實施 例僅用于更加清楚地說明本實用新型的技術(shù)方案，而不能以此來限制本實用新型的保護范 圍。
[0017] 如圖1-圖4所示，一種光伏追日傳感器，包括光照強度傳感器1和傾角傳感器2,所 述光照強度傳感器1包括多個，所述多個光照強度傳感器1分別設(shè)置在光伏追日傳感器的 東、西、南、北四個方位，傾角傳感器2和每個光照強度傳感器1均和輸出接口 3連接。
[0018] 所述光伏追日傳感器的東、西、南、北四個方位上均設(shè)有兩個光照強度傳感器1，所 述位于東方位和西方位的光照強度傳感器1之間設(shè)有遮光板4。
[0019] 所述傾角傳感器2設(shè)置在多個光照強度傳感器1之間。
[0020] 所述光照強度傳感器1與輸出接口 3之間連接有光照強度信號調(diào)理電路5。各方向 的兩個光電傳感器采集各向光照強度的數(shù)據(jù)，多次測量，求取平均值，最終將檢測到的各方 向的光照強度的信號送到的光照強度信號調(diào)理電路5,最終將信號通過輸出接口 3送到處理 器。此光電傳感器正是基于硅光電池的短路電流和光照度(光能量)成線性的關(guān)系，從而可 以定量計算出光照強度。雖然短路電流與光照強度有較好的線性關(guān)系，但是短路電流太弱， 基本都是微安毫安級別，而且電流量也很能測量，所以采用運算放大器將短路電流放大并 轉(zhuǎn)換為電壓，所以我們采用德州儀器公司的高精度0P07AP07芯片是一種低噪聲，非斬波穩(wěn) 零的雙極性運算放大器集成電路。它的輸入失調(diào)電壓非常低，正是基于此，它在一些應(yīng)用中 不用添加其他調(diào)零裝置。同時該芯片還擁有輸入的偏置電流非常低，但是系統(tǒng)的開環(huán)增益 非常高。所以它非常適合一些用來計算和微弱量的放大，放大電路如圖3所示。輸出電壓 v_t= 12*is。所以放大電壓倍數(shù)由12決定，調(diào)節(jié)JS阻值，便能控制輸出電壓的值。
[0021] 所述傾角傳感器2與輸出接口 3之間連接有傾角信號調(diào)理電路6。一個傾角傳感器2 檢測太陽能電池板的傾角，使得太陽能電池板在俯仰方向上與太陽的高度保持一致。設(shè)計 了傾角信號調(diào)理電路6,通過對傾角傳感器2輸出數(shù)據(jù)的采集和濾波處理，濾除了太陽能電 池板在轉(zhuǎn)動過程中因抖動而產(chǎn)生的隨機誤差信號，實現(xiàn)了在俯仰方向上的精確測量。
[0022] 所述光伏追日傳感器包括底板7,所述光照強度傳感器1、傾角傳感器2、光照強度 信號調(diào)理電路5、傾角信號調(diào)理電路6和輸出接口 3均集成于底板7上，所述底板7外部罩有外 殼體8，所述外殼體8頂部設(shè)有密封蓋9，所述密封蓋9內(nèi)嵌有透光玻璃10。
[0023] 在測量時，將本申請所述的傳感器設(shè)置于光伏組件上并通過輸出接口 3與處理器 連接，太陽光照射在密封蓋9上并穿過透光玻璃10照射在光照強度傳感器1上，光照強度傳 感器1感光后產(chǎn)生光照強度信號，經(jīng)過光照強度信號調(diào)理電路5放大處理之后傳輸于處理 器;光伏組件在轉(zhuǎn)動時，傾角傳感器2檢測到傾角信號，傾角信號通過傾角信號調(diào)理電路6信 號過濾之后傳輸于處理器，處理器根據(jù)具體天氣情況，既可以在晴天應(yīng)用于光電跟蹤，又可 為陰雨天采用視日運動軌跡跟蹤時反饋太陽能電池板轉(zhuǎn)動后的傾角，減小誤差，用以提高 太陽跟蹤精度。
[0024] 以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技 術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型技術(shù)原理的前下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進 和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種光伏追日傳感器，其特征在于:包括光照強度傳感器和傾角傳感器，所述光照強 度傳感器包括多個，所述多個光照強度傳感器分別設(shè)置在光伏追日傳感器的東、西、南、北 四個方位，傾角傳感器和每個光照強度傳感器均和輸出接口連接； 所述光伏追日傳感器的東、西、南、北四個方位上均設(shè)有兩個光照強度傳感器，所述位 于東方位和西方位的光照強度傳感器之間設(shè)有遮光板。2. 如權(quán)利要求1所述的光伏追日傳感器，其特征在于:所述傾角傳感器設(shè)置在多個光照 強度傳感器之間。3. 如權(quán)利要求2所述的光伏追日傳感器，其特征在于:所述光照強度傳感器與輸出接口 之間連接有光照強度信號調(diào)理電路。4. 如權(quán)利要求3所述的光伏追日傳感器，其特征在于:所述傾角傳感器與輸出接口之間 連接有傾角信號調(diào)理電路。5. 如權(quán)利要求4所述的光伏追日傳感器，其特征在于:所述光伏追日傳感器包括底板， 所述光照強度傳感器、傾角傳感器、光照強度信號調(diào)理電路、傾角信號調(diào)理電路和輸出接口 均集成于底板上，所述底板外部罩有外殼體，所述外殼體頂部設(shè)有密封蓋，所述密封蓋內(nèi)嵌 有透光玻璃。
【文檔編號】G05D3/12GK205540298SQ201620209480
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年3月18日
【發(fā)明人】胡震, 沈劍峰
【申請人】江蘇振江新能源裝備股份有限公司