[实用新型]太阳方位探测器及其构成的太阳方位自动跟踪装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及太阳能应用领域，特别涉及太阳方位探测和自动跟踪控制技术。

背景技术

太阳能可以说是一种取之不尽用之不竭的清洁能源。太阳能利用是当前炙手可热领域，包括太阳能发电、太阳能热水器、太阳能灶等。这些应用，为了获得最大的太阳能利用率，都需要使太阳能接收装置(如太阳能电池板、集热器、反射器等)时刻正对太阳，这些都离不开太阳跟踪技术。

现有技术的太阳跟踪系统，一般包括太阳方位探测器、控制系统和伺服机构等部分。太阳方位探测器大都由光敏传感器构成，根据接收的太阳能产生控制信号，控制系统根据该信号驱动伺服机构对太阳进行跟踪。现有技术太阳跟踪控制系统，已经从传统的模拟技术发展到今天的数字控制技术。在太阳跟踪控制系统中，太阳方位探测器是最关键的部件，其性能直接影响到跟踪精度，常用的光电式探测器采用光电传感器，如光电池、光敏二极管、光敏三极管、光敏电阻等，根据感应的太阳光线产生电信号。这种探测器具有结构简单，成本低的特点，但受散射光、云雾衰减等多种因素的干扰，工作不稳定，甚至无法感应。广州中科院工业技术研究院的人员在2010年第一期的《太阳能》期刊上，以《太阳能集热器跟踪传感器》为题，介绍了一种太阳能跟踪传感器。把四个光敏二极管设置在一个圆桶内组成电桥，虽能稳定工作，但不能排除云雾干扰。于是，又在外面设置了两个寻源启动光敏二极管，这两个光敏二极管没有组成电桥电路，这样又降低了抗干扰性能，影响工作的稳定性，难以在产品中使用。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题，就是针对现有技术的太阳探测器容易受到散射光干扰，特别是云雾产生的衰减、漫反射干扰的缺点，提供一种太阳方位探测器及其构成的自动跟踪装置，提高探测器抗干扰能力和工作稳定性。

本实用新型解决所述技术问题，采用的技术方案是，太阳方位探测器，包括分别接收东、西、南、北方向太阳能的东向传感器、西向传感器、南向传感器和北向传感器，所述传感器位于与入射阳光垂直的平面上，其特征在于，所述平面被相互垂直的第一隔板和第二隔板分割为东、西、南、北四个部分；其中，东向传感器和西向传感器分别位于东西部分并对称地位于第一隔板两边，南向传感器和北向传感器分别位于南北部分并对称地位于第二隔板两边；所述隔板上设置有遮光板，所述遮光板与所述平面平行，分别遮挡东向传感器、西向传感器和南向传感器、北向传感器的部分直射光线，并且东向传感器和西向传感器被遮光板遮挡的部分相等，南向传感器和北向传感器被遮光板遮挡的部分相等。

本实用新型的太阳方位探测器，东向传感器、西向传感器和南向传感器、北向传感器之间仅由隔板隔离，距离非常近，可以认为处于完全相同的环境，特别是被遮光板遮挡的相等部分，可以感应相同的漫反射等干扰信号，并相互抵消，极大地提高了探测器的抗干扰能力。

具体的，所述第一隔板和第二隔板由一张矩形隔板折弯构成。第一隔板和第二隔板为整体结构，便于加工和安装。

具体的，所述传感器均为光电传感器。采用光电传感器作为光信号感应装置，技术成熟，便于后续电路处理。

进一步的，所述东向传感器、西向传感器具有相同型号和参数，所述南向传感器、北向传感器具有相同型号和参数。对应位置的传感器具有相同型号和参数，可以提高探测精度和抗干扰能力。

进一步的，所述东向传感器、西向传感器分别位于电桥的不同桥臂，所述电桥桥臂中点为信号输出端；所述南向传感器、北向传感器分别位于另一电桥的不同桥臂，该另一电桥桥臂中点为信号输出端。采用电桥电路作为信号输出电路，抗干扰能力强，灵敏度高。

进一步的，所述信号输出端反相并联两只三极管，两只三极管的控制端分别连接两个桥臂中点。输出端接入三极管(可以是双极型三极管或场效应三极管)可以对电路进行隔离，降低相互干扰。

更进一步的，所述东向传感器对应位置的背面安装有传感器，用于探测东方初升的太阳。该增加的传感器，可以探测次日东方初升的太阳，为跟踪装置复位、实现无人值守提供条件。

进一步的，所述传感器与东向传感器并联。将增加的传感器与东向传感器并联，可以简化接入电路，降低成本。

本实用新型的太阳方位自动跟踪装置，包括太阳方位传感器、控制系统和伺服机构，其特征在于，所述控制系统与太阳方位传感器连接，接收太阳方位传感器输出信号驱动所述伺服机构对太阳进行跟踪。采用本实用新型的太阳方位传感器作为跟踪装置的前端探测器，可以提高太阳跟踪装置可靠性和跟踪精度。