[发明专利]双轴太阳能自动跟踪发电装置及其传感探头

权利要求书

1.一种传感探头，包括探头底座、四个光敏元件和交叉状隔板，其特征在于：所述交叉状隔板设置在探头底座上并将探头底座分隔为四块相互光隔离的独立区域，所述四个光敏元件分别安装该探头底座的四块独立区域中，所述的传感探头还包括有遮光片和用于滤除漫射光的减光外壳；所述遮光片设置在交叉状隔板的顶部，所述四个光敏元件均位于遮光片在探头底座上的正投影区域内，即当太阳光垂直照射向所述探头底座时，四个光敏元件位于遮光片在探头底座上形成的阴影内，所述减光外壳罩覆在交叉状隔板和遮光片外，并且减光外壳与遮光片之间留有间隙，交叉状隔板的侧端面紧贴在减光外壳的内壁上。

2.根据权利要求1所述的传感探头，其特征在于：所述探头底座为圆盘体，该圆盘体的上表面呈阶梯状，其中部的高圆台面为所述四个光敏元件的安装面，较低的外环面为传感探头的安装面，用于固定传感探头在工作位上；所述减光外壳由圆筒状壳身和位于圆筒端部的拱状顶盖一体制成，可采用半透明的塑料或者深色玻璃/塑料制成；圆筒状壳身的内壁底部开有与探头底座的阶梯面相适配的凹台，所述探头底座嵌装在该凹台内。

3.根据权利要求1或2所述的传感探头，其特征在于：所述交叉状隔板的横截面呈“十”字形，交叉状隔板与探头底座相垂直并对中设置在探头底座的光敏元件安装面上，从而将所述光敏元件安装面分隔为四块相互光隔离的独立区域，以便实现四块独立区域的光线相互隔离；所述遮光片呈正方形，设置在所述交叉状隔板的顶部，并以其对角线与交叉状隔板的“十”字重合，使所述遮光片上由对角线划分出来的四个等腰直角三角形分别对应覆盖在交叉状隔板分隔出来的四块独立区域的上方，当光线从传感探头上方垂直照射时，所述遮光片在探头底座的四块独立区域上分别形成相同的等腰直角三角形正投影，所述四个光敏元件分别对中设置在相应的直角三角形正投影上。

4.根据权利要求3所述的传感探头，其特征在于：所述的交叉状隔板由独立的四块隔板单元以均有一条竖向边缘在交叉状隔板的中心轴处重合、并且每相邻的两块隔板单元相垂直的方式拼合而成，或者，由2块大隔板以十字交叉垂直拼接的方式形成。

5.一种双轴太阳能自动跟踪发电装置，包括双轴转动机构、太阳能电池板、用于追踪太阳位置的传感探头和用于控制所述双轴转动机构转动的控制器，所述双轴转动机构具有竖向设置的方位角转动轴和安装在方位角转动轴上端的横向设置的高度角转动轴，所述太阳能电池板通过框架安装在高度角转动轴上，其特征在于：所述传感探头为权利要求1至4任一项所述的传感探头；该传感探头安装在框架与太阳能电池板迎阳面相同的面上，并且其中轴线与太阳能电池板的法线方向同向，使得传感探头与太阳能电池板能同步转动，太阳光能同时垂直照射向太阳能电池板和传感探头的探头底座，所述传感探头上的四个光敏元件以所述的发电装置在日出时处于初始工作状态，即所述太阳能电池板平放使得四个光敏元件处于同一水平面时的状态作以下设定：自东起顺时针转一周依次为第一光敏元件、第三光敏元件、第二光敏元件和第四光敏元件，其中第一光敏元件和第二光敏元件的连线方向与高度角转动轴的轴向相同，该四个光敏元件分别与控制器的相应端口电连接，并分别在受到太阳光照射时，第一光敏元件通过控制器控制方位角转动轴正转，即方位角转动轴顺时针转动，第二光敏元件受太阳光照时则通过控制器控制方位角转动轴反转，即方位角转动轴逆时针转动；而第三光敏元件受太阳光照时通过控制器控制高度角转动轴反转，即第三光敏元件下降、第四光敏元件上升；第四光敏元件受太阳光照时通过控制器控制方位角转动轴正转，即第三光敏元件上升、第四光敏元件下降。

6.根据权利要求5所述的双轴太阳能自动跟踪发电装置，其特征在于：所述的传感探头的光敏元件位于独立区域的角平分线P上，并且光敏元件最外廓距传感探头中心轴的距离l在1/4遮光板边长L≤l≤1/2遮光板边长L的范围内。

7.根据权利要求5所述的双轴太阳能自动跟踪发电装置，其特征在于：所述方形的遮光板边长L︰减光外壳内径D︰交叉状隔板高度H＝1︰1.73︰2，光敏元件最外廓距传感探头中心线的距离l≈1/2遮光板边长L。

8.根据权利要求7所述的双轴太阳能自动跟踪发电装置，其特征在于：所述遮光板边长L、减光外壳内径D和交叉状隔板高度H的数值在±0.1～3的范围内变化。