[发明专利]基于光电池Y型布局的太阳方位传感器及太阳跟踪装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于光电池Y型布局大视场和高精度太阳跟踪装置，特别是 涉及太阳能利用中的低成本大视场高精度跟踪对准装置。

背景技术

开发利用太阳能，对于节约常规能源、保护环境、促进经济发展都有极为重 要的意义，太阳跟踪装置能有效的提高太阳能的利用率，具有广泛的应用前景。

太阳跟踪装置现阶段普遍采用的太阳方位传感器有四象限光电探测器、PSD 和光敏电阻，四象限光电探测器和PSD成本很高，且视场小，光敏电阻虽然成 本低视场大，但是跟踪复杂精度低。为了满足低成本、大视场和高精度的要求， 本发明设计研制了基于三块光电池Y型布局的太阳方位传感器及以其为核心的 太阳跟踪装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提出供一种低成本、无需日历即能够大视场高 精度地跟踪太阳的太阳跟踪装置。

为解决上述技术问题，本发明是采取以下的技术方案来实现的：

一种基于光电池Y型布局的太阳方位传感器，其特征在于：包括底座，三块 光电池呈Y型均匀布置于底座上，三块光电池在底座底面上的投影互成120°。

前述的太阳方位传感器，其特征在于：所述底座为三面金字塔型、三面锥台 型或倒三面锥台型，三块光电池分别设置于底座的三个工作斜面上。

前述的太阳方位传感器，其特征在于：所述三块光电池均匀设置于底座的三 个工作斜面上。

前述的太阳方位传感器，其特征在于：所述底座为圆锥形，三块光电池均匀 设置于锥形斜面上。

一种基于光电池Y型布局的太阳跟踪装置，包括用于太阳方位探测的太阳方 位传感器，所述太阳方位传感器与用于信号采集的采集系统相连，采集系统与 计算机相连，其特征在于：所述太阳方位传感器包括底座，三块光电池呈Y型 均匀布置于底座上，三块光电池在底座底面上的投影互成120°夹角，所述太阳 方位传感器设置在云台上，所述云台与云台控制器相连，所述云台控制器与计 算机相连。

所述光电池与云台工作面(即底座与云台连接面)的夹角θ可取60°。θ 值越大，系统误差越小但视场角越小。

前述的基于光电池Y型布局的太阳跟踪装置，其特征在于：所述计算机内设 置有对采集信号进行处理的数据处理模块和用于根据得到的数据控制云台转动 的跟踪控制模块。

前述的基于光电池Y型布局的太阳跟踪装置，其特征在于：所述底座为正三 面金字塔型或倒三面金字塔型，底座的三个工作斜面为三角形。

前述的基于光电池Y型布局的太阳跟踪装置，其特征在于：三块光电池分别 设置于底座的三个斜面的形心。

前述的基于光电池Y型布局的太阳跟踪装置，其特征在于：所述底座为圆锥 形，三块光电池互均匀设置于锥形斜面上，三块光电池在底座底面上的投影互 成120°夹角。

前述的基于光电池Y型布局的太阳跟踪装置，其特征在于：所述采集系统包 括至少三路采集通道，所述光电池的正极接入采集通道，负极接地。

一种基于光电池Y型布局的太阳跟踪装置的跟踪方法：其特征在于：包括以 下步骤

(1)将太阳方位传感器固定在云台上，传感器的中垂线(即过三块光电池的 中轴线交点与云台工作面的垂线)与云台中轴线重合；

(2)太阳方位传感器的三路输出信号由数据采集系统定时采集，三块光电池 的正极分别接数据采集系统数据卡的三个模拟输入端，三块光电池的负极接地；

(3)计算机的数据处理模块根据传感器的Y型布局数学模型计算出太阳方位 的偏差，当上下或左右偏差大于设定电压时由计算机的跟踪控制模块产生云台 动作控制信号；

(4)计算机的跟踪控制模块的输出控制信号接云台控制器控制云台的转动并 最终使太阳方位传感器中垂线与太阳精确对准。

本发明的工作原理为：