[实用新型]一种自供电跟踪太阳探测器

说明书

技术领域

本发明属于太阳能应用领域，具体涉及双轴、单轴自动跟踪PV发电系统、CPV发电系统、太阳能热发电系统的跟踪控制系统中的跟踪太阳探测器。

背景技术

目前，自动跟踪太阳能PV、CPV发电系统可提高的发电效率，太阳能热发电系统可的降低发电成本。自动跟踪太阳能发电系统需要自动跟踪太阳，自动跟踪太阳技术有时间控制法和光源探测控制法2种。时间控制法，受到电站地理位置和太阳运动非线性的影响，跟踪精度不高，调试复杂，一般用于单轴自动跟踪太阳能发电系统。光源探测控制法不受电站地理位置和太阳运动非线性的影响，调试简单，一般用于跟踪精度要求高的自动跟踪CPV发电系统。光源探测控制法的关键部件是跟踪太阳探测器。跟踪太阳探测器的性能直接影响跟踪精度和可靠性。

目前流行的跟踪太阳探测器一般是由4个光敏元件分布在与太阳入射光垂直平面的4个象限中，4个象限的原点设有与平面垂直的遮光柱，4个光敏元件受到遮光柱阴影的遮挡来感知太阳的偏移，并产生偏移信号。这种跟踪太阳探测器的缺点是4个象限的光敏元件需要精密电源驱动，电源始终加在4个光敏元件上，电源电压与天空的亮度无关，易受散射光的影响，在散射光较强时跟踪精度降低。另外，在阴雨天、夜间电源的加载影响光敏元件的寿命，并浪费了光敏元件驱动功。

发明内容

为了减小散射光的影响，阴雨天减小驱动光敏元件电源电压、夜间驱动电源自动消失提高光敏元件的寿命和减小光敏元件驱动功。本发明提供了一种自供电跟踪太阳探测器，该自供电跟踪太阳探测器采用安装在4个光敏元件受到遮光柱顶部的太阳电池驱动光敏元件，驱动光敏元件的电压随天空亮度改变，天空亮度低时驱动电压低，这可以减小散射光的影响，提高跟踪精度。阴雨天驱动光敏元件的电压很小，夜间电压为零，光敏元件不工作，这就延长了光敏元件的寿命。该自供电跟踪太阳探测器具有跟踪精度高，探测角度大、结构简单、体积小，造价低、工作可靠的特点。

本发明的自供电跟踪太阳探测器采用4个光敏电阻分布在与太阳入射光垂直平面的4个象限中，4个象限中的原点设置一个一定高度的方形遮光柱，方形遮光柱垂直于平面。遮光柱高跟踪精度高，但受散射光影响大。遮光柱底部的4个边分布在4象限中，沿着遮光柱底部的4个边的外侧的平面设有4个长方形透过平面的槽，在平面另一侧对应4个长方形的槽设有4个光敏电阻。遮光柱以太阳入射光垂直平面的4个象限圆点为中心分成4个测光区域，4个光敏电阻分布在4个测光区域中。4个测光区域与南北、东西方向对应，4个光敏电阻分别探测太阳南北、东西移动的分量，南北移动分量与太阳的仰角对应，东西移动分量与太阳的方位角对应。当遮光柱的轴线指向太阳时，遮光柱底部的4个边没有阴影，4个光敏电阻不被遮光柱遮挡，太阳光直接照射在4个光敏电阻上，4个光敏电阻上构成的仰角和方位角检测电路输出为零，可使跟踪系统不动。当遮光柱的轴线没有指向太阳时，4个光敏电阻有1-2个被遮光柱的阴影遮挡，4个光敏电阻上构成的仰角和方位角检测电路输出不为零，输出正或负的仰角和方位角偏差信号，偏差信号可使跟踪系统相应的运动，使遮光柱的轴线指向太阳后停止。在遮光柱的顶部装有两片太阳电池，两片太阳电池的面积小于遮光柱顶部的面积，两片太阳电池分别给南北和东西的光敏电阻供电，电压随天空亮度改变，天空亮度低时驱动电压低，这可以减小散射光的影响，提高跟踪精度。阴雨天驱动光敏元件的电压很小，夜间电压为零，光敏元件不工作，这就延长了光敏元件的寿命。

构成本发明的自供电跟踪太阳探测器的遮光柱垂直安装在一个底座上，遮光柱位于底座的中心，底座被遮光柱隔成4个区域，在4个区域靠近遮光柱与底座的交线中心处开有4个小长方槽形成4个导光孔，在底座的背面4个小长方槽处对应4个光敏电阻，太阳光可透过4个小长方槽照射到4个光敏电阻上，4个光敏电阻和构成仰角和方位角检测电路的电阻安装在底座的背面的电路板上，4个光敏电阻和4个电阻构成仰角和方位角检测电路，遮光柱的顶部装有两片太阳电池，太阳电池分别给仰角和方位角检测电路供电。遮光柱、电路板、安装在底座上形成一体，构成本发明的自供电跟踪太阳探测器。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是本发明自供电跟踪太阳探测器的结构图。

图2是图1的俯视图。

图3是安装4个光敏电阻和构成仰角和方位角检测电路的电阻的电路板图。

图4是构成仰角和方位角检测电路原理图。