[发明专利]自动跟日系统中太阳光信号采集装置

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能应用中自动跟踪太阳光的装置，特别涉及一种高精 度跟踪情况下的自动跟日系统中太阳光信号采集装置。

技术背景

开发利用以太阳能为代表的新能源已经成为人类解决能源危机的有 效方法之一，也已作为我国可持续发展战略的能源基本决策。尽管世界各 国先后都在投入大量的人力物力对此进行研究，但是至今除了在太阳能热 水器为代表的低温度区段得到一定应用外，其它方面应用并未有大的进 展。究其原因，制约太阳能推广应用主要因素有二个：其一是能量的分散 性(每平方米约1千瓦的功率)；其二是时变性，即能量大小及方向随着 时间做周期性变化。虽然通过聚光方式提高太阳能密度也不是什么新技 术，而且在自动控制技术发展到今天，实现自动跟踪太阳光并非难事。但 是，由于自动跟踪系统及传动机构所处的室外恶劣的工作环境，要在低成 本条件下保证其工作可靠性则是有很大困难的。然而如果试想将1000W/m²的太阳能行效的汇聚在碗口大的平面范围内，则相当于1000W电炉的能量， 那么不管是光伏或者光热发电还是烧水煮饭等，使用起来都是很方便的。 所以研制具有自动跟踪功能和实用价值的太阳能聚光器是推广太阳能应 用的重要途径，有效的提高太阳能密度意义重大。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种低成本、高精度的自动跟日系统中太阳 光信号采集装置。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：包括安装在聚光器接收 太阳光平面上的基准板，在基准板上设置有二组均为四个性能参数完全相 同的光电传感器，该两组光电传感器被垂直固定在基准板上的校正筒分为 内外两组，内外两组光电传感器沿同一圆心以上下左右对称布置，且在内 组的四个光电传感器上还分别设置有内校正筒。

本发明的基准板与聚光器接收太阳光平面平行；四个内校正筒以相同 的角度向外倾斜，其倾斜角小于4°；校正筒和内校正筒的内外表面均为黑 色；校正筒的顶部还设置有与基准板平行的圆环形的盖板，该盖板的内圆 与内组的四个园形光电传感器外切，盖板的外沿圆周直径和外组的四个园 形光电传感器外切。

本发明通过二组光电传感器的位置分布及组合，对采集的信号分别处 理后实现太阳光自动跟踪过程中粗调和细调功能，从而保证低成本高精度 的太阳能自动跟踪系统的实现。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

参见图1，2，本发明由二组性能参数完全一致的光电传感器以及相应的校 准筒和基准板组成。其中二组共八个性能相同的光电传感器(1-8)在基 准板上的分布如图1中所示，二组光电传感器被垂直固定在基准板上的校 正筒10隔离成内外二组，其中外组的1-4四个光电传感器用来大范围寻找 太阳光-粗调的信号采集，而内组的5-8四个光电传感器用来在小范围提供 太阳光偏离的信号-细调信号的采集。内外两组光电传感器均以上下左右 对称结构固定于基准板12上，而且安装在聚光器接收太阳光平面上的基准 板12安装要求必须和接受太阳光平面平行；其中实现“细调”功能的内组 四个光电传感器5-8外侧分别安装有内校正筒11，处于同一圆周上的4个内 校正筒11则以相同的α角度向外倾斜，其倾角大小与跟踪精度以及系统可 靠性等因素有关(一般α＜4°)。校正筒10和内校正筒11的内外表面全部为 具有强吸收太阳光功能的黑颜色，以尽量减少侧面反射光对光电传感器的 影响，使得仅直接接受垂直射入的太阳光，以提高光电传感器感光的精度， 防止单片机作出错误判断。另外还有专门设置的固定在校正筒10顶部的圆 环形盖板9，其平面平行于基准板且内圆与在同一园周上的内组四个5-8的 光电感器外切，其目的是保证在太阳光正对射入由盖板9和校正筒10形成 的内部空间时，内组级5-8四个光电传感器能够被垂直入射的太阳光覆盖 相同的面积，而且又处于其照射面的边缘位置；同样，盖板9的外沿和在 同一圆周上的1-4四个光电传感器外切，以保证1-4四个光电传感器都能够 被垂直入射的太阳光全部覆盖，而且位置处于其照射面的边缘。

其工作过程如下：