[发明专利]一种有全新的简易跟踪系统的聚光系统

说明书

技术领域

本发明涉及聚光光伏跟踪系统，尤其是一种有全新的简易跟踪系统的聚光系统。

背景技术

目前，太阳能光伏系统聚焦一般采取通过阵列菲涅耳透镜将光线聚焦至相应的太阳能电池表面。由于太阳光相对于聚光器并非平行光，对太阳光进行跟踪很难做到精确定位，而且跟踪的成本也高。而整个跟踪器很笨重，很大地增加了整个系统的成本。

现在，可以采用一种全新的跟踪思路，不去跟踪太阳光的照射方向而去跟踪会聚后的光斑。这样能大大简化跟踪的难度。而在会聚系统精度很高的情况下，可以不转动整个光伏系统而移动太阳能电池，这样就能大大地降低跟踪系统的重量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有全新的简易跟踪系统的聚光系统，该系统有着具有简单易行，成本低廉，精度很高等优点。

本发明的技术方案为：一种有全新的简易跟踪系统的聚光系统，该系统包括太阳能电池片、散热片、跟踪电路、模组盒体；其中跟踪电路安装在系统底部，与电池放在一个平面，跟踪电路以四个相同光探测器组成，把电池围起来，同时也作为散热片的一部分封装在模组盒体上。所述的跟踪电路系统通过用光电探测器对经过聚光透镜形成的光斑进行精确感应的方式来对系统进行跟踪；当光斑集中在太阳能电池上时电路无反应，当产生偏移时，通过自动检测将光斑始终保持在电池处；即使由于色散使光斑太大，也能使电池处于光斑能量最集中处；这种自动跟踪的精确度与所用聚光透镜的会聚度有关。会聚度越高，则越精确。所述的散热片，与光探测器贴在一起，样提高了散热效率。

本发明的优点在于：跟踪系统简单易行，成本低廉，精度也不低，而且是全自动运行，由于光探测器响应速度快，使跟踪系统对光照变化很灵敏，跟踪速度也快。 

附图说明

图1为跟踪原理结构示意图；

    图2为当太阳光正向照射时的示意图；

图3为当太阳光右偏时的示意图；

图4为当太阳光下偏时的示意图；

图5为当太阳光斜偏里的示意图；

图6为当散斑较大时的示意图。

1为太阳能电池，2为光探测器，3为X轴偏转电流表，4为Y轴偏转电流表，5为X轴偏转电机，6为Y轴偏转电机。

具体实施方式

一种有全新的简易跟踪系统的聚光系统包括太阳能电池片、散热片、跟踪电路、模组机体。太阳能电池片在盒体底部，而跟踪电路装在系统底部电池片下部。整个模块可以与二维或者一维太阳能追踪装置连接固定，也可以用于非追踪系统。

本设计中没有提高一级聚光镜，因为设计主要是指的跟踪电路，并不涉及聚光镜的设计。在这里就需假定聚光良好，在正入射的情况下，光斑基本聚到电池上。在这里，聚光精度越好，则最后的跟踪越精确。

跟踪电路由四片相同光探测器和两个电流计构成。当系统正对光线时，在理想情况下，光线成像为一个斑在电池表面，光探测器没有反应，电流计示数为零。当光线开始偏移时，所成的光斑也偏离了电池打在某一侧的光探测器上。这时光探测器产生电流，使电流表开始偏转，把这个偏转信号输入跟踪器中，用以指导跟踪器的偏转。在x与y两个方向接上两个电流计，与两个方向的跟踪电机相连接，就可以实现在二维方向上的跟踪。由于光探测器对光线的输入很敏感，这种跟踪的反应会很灵敏。如果考虑到会聚光是一个比较大的散斑，那么这种跟踪方式的结果是把电池始终放在光线的能量中心处，这样也达到了跟踪的效果。 

散热模块位于太阳能电池的背面，用于将太阳能电池工作时产生的热量散失，防止电池的温度过高，影响效率或者对电池造成不可恢复的影响。而上面的光探测器也做为散热片的一部分而存在。

图1是整个跟踪系统的原理结构图。在电池周围放上四个形状和结构都相同的光探测器，并两两相对用电流计连接起来，电流计的示数则直接与电机的控制系统相连。于是，就可以用两个电流计的示数值来指导电机的转动。

图2中，是正偏情况下跟踪系统进行情况。在透镜设计合理的情况下，正入射的光线全部会聚到太阳能电池上，没有任何光线照到光探测器上，两个电流计的示数都为零，电机不转动。

图3中，当太阳右偏时，形成的光斑打在电池左边的光探测器上，探测器感光产生电流，与右侧的光探测器形成电势差，有电流产生，x轴向电流表向左偏，y轴向电流表不动。于是x向电机带动太阳能电池系统逆时针转动，把光斑向电池方向移动。在这里，可能发生移动过度的问题，此时右边的光探测器产生电压，光流表左偏，使系统又往左偏。经过一两次微小振荡，光斑又对准太阳能电池。