[发明专利]复合凸透镜采光结合四象限感光器的阳光追踪探测装置

说明书

技术领域

本发明涉及阳光追踪技术，具体涉及一种复合凸透镜采光结合四象限感光器的阳光追踪探测装置。

背景技术

在现有四象限感光器太阳光跟踪装置的技术中，所用元件主要包括平凸透镜和四象限感光器以及不透光筒体，四个感光象限区各焊接出一根引线。其结构是平凸透镜安装在不透光筒体的上端，四象限感光器固定在不透光筒体内部。现有的四象限太阳光跟踪传感器可以采集到大部分时段的太阳光，但是当太阳光与平凸透镜的法线夹角过大时，平凸透镜聚焦效果差，形成的光斑较分散，无法准确及时地完成太阳光的追踪，尤其是当太阳光水平入射时，平凸透镜无法聚焦，则无法完成太阳光的跟踪。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷或不足，本发明的目的在于，提供一种复合凸透镜采光结合四象限感光器的阳光追踪探测装置，该装置通过复合凸透镜与四象限感光器的结合，能够有效克服现有的四象限太阳光跟踪传感器存在的太阳光与平凸透镜平行时无法聚焦的问题，该装置可以实际应用在太阳能追光系统的阳光光线追踪与定位，以实现太阳能利用率的最大化。

为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种复合凸透镜与四象限感光器结合的阳光追踪探测装置，包括小凸透镜、大凸透镜、遮光筒体和四象限感光器；所述大凸透镜为半球形，大凸透镜上部中间有圆形槽；在圆形槽中镶嵌小凸透镜，小凸透镜为曲率小于大凸透镜的球面镜，小凸透镜底面向下镶嵌在大凸透镜的圆形槽内，小凸透镜、大凸透镜组成复合凸透镜；遮光筒体为上下开口的圆形筒体，其截面圆的内径与大凸透镜底面直径相等；大凸透镜底面朝下固定在遮光筒体的上端开口处；四象限感光器位于大凸透镜正下方，四象限感光器与大凸透镜下表面平行，且其感光面朝上固定在遮光筒体的底部；小凸透镜和大凸透镜的球心与四象限感光器的中心处于同一条竖直线上。

优选的，所述四象限感光器采用圆形的太阳能硅光电池板，在其正面有以其圆心为中心的由激光割出的“十”字形沟道，太阳能硅光电池板的四个象限各焊接一根引线引出。

优选的，所述复合凸透镜与四象限感光器需同时满足以下三个条件：

1）大凸透镜与小凸透镜的半径满足：

13R2≤R1≤12R2]]>（式1）

2）小凸透镜嵌入大凸透镜的深度H₁满足：

13R2≤H1≤23R2]]>（式2）

3）四象限感光器与大凸透镜之间的距离H₂满足：

0≤H2≤13R2]]>（式3）

式1～式3中，R₁为小凸透镜的半径；R₂为大凸透镜的半径，取1～1.5cm；H₁为小凸透镜嵌入大凸透镜的深度；H₂为四象限感光器与大凸透镜之间的距离。