[发明专利]一种用于太阳光角度检测方法

说明书

本发明公开了一种太阳光角度检测方法，包括：遮光外壳，透光玻璃一，透光玻璃二，硅光电池及信号处理模块。所述遮光外壳呈“L”形，位于遮光外壳直角处的方形区域内设有透光玻璃一，在透光玻璃一的两侧各设有透光玻璃二，两块透光玻璃二垂直设置；所述透光玻璃二外观呈“凸”字形，凸出部分的横截面呈等腰梯形；所述硅光电池，其感光面形状呈等腰三角形，将硅光电池置于透光玻璃一，透光玻璃二的正下方，并与其底面紧密贴合；所述信号处理模块置于遮光外壳底部。本发明利用光电传感器的结构特性能够精确计算出太阳光的方位角和高度角。

技术领域：

本发明涉及角度检测领域，尤其涉及一种太阳光角度检测方法。

背景技术：

随着太阳能技术的不断完善，太阳能的开发和利用已经与人类的生产生活紧密相关。市场上已有的太阳能技术产品，包括太阳能热水器、太阳能路灯、太阳能庭院灯等，对于太阳能产品其关键在于如何提高对太阳光的跟踪精确度及可靠性。

目前的太阳光自动跟踪技术的可靠性依赖于太阳光检测装置的检测精度。现有的自动跟踪技术主要采用的是比较控制法，当光轴为对准太阳时，太阳光经光学系统照射到硅光电池上形成的光斑必然发生偏移，导致最终各个象限电池产生的电压不尽相同，通过比较水平竖直方向上的电位差与来实现自动跟踪，这种类似的方法只能通过输出的信号差值来实现自动跟踪，未能准确计算出太阳光的方位信息，控制可靠性不高。如果想要提高测量精度，可以增加硅光电池板的数量，这样会增加成本。另外，由于光学系统的结构，会导致太阳光的检测视角变小，进而无法准确判断出太阳光的准确位置，硅光电池的安装精度及结构设置都可能会引起执行机构的误动作，这些因素都直接影响着太阳光传感器的检测精度。

发明内容：

本发明就上述存在的技术问题，提供一种太阳光角度检测方法。

一种太阳光角度检测方法，所述检测方法利用一种用于太阳光角度检测的光电传感器，所述光电传感器包括：遮光外壳，透光玻璃一，透光玻璃二，硅光电池及信号处理模块，所述遮光外壳呈“L”形，用于封装透光玻璃一，透光玻璃二，硅光电池及信号处理模块；位于遮光外壳直角处的方形区域内设有透光玻璃一，在透光玻璃一的两侧各设有透光玻璃二，两块透光玻璃二在同一平面上垂直设置；所述透光玻璃二外观呈“凸”字形，凸出部分的横截面呈等腰梯形；所述硅光电池，其感光面形状呈等腰三角形，将硅光电池置于透光玻璃一，透光玻璃二的正下方，并与其底面紧密贴合；所述信号处理模块置于遮光外壳底部；

所述透光玻璃二长为u，宽为v，高为w，凸出部分的横截面呈等腰梯形，上底长为ω，上底角为θ，要求θ≥90°+δ，其中δ＝arcsin(sinσ/μ)，μ为光在玻璃中的折射率，σ为太阳光入射角，δ为折射角，为保证透光玻璃能够采集到传感器水平面上入射角范围在大于等于0°至小于90°的太阳光，当σ接近90°时，即δ＝arcsin(1/μ)；

所述硅光电池，其感光面呈等腰三角形，底边和高长度分别为d、h，且满足d≤v-2*w*tanδ，h≥2*w*tanδ+ω，其中σ为太阳光入射角，δ为折射角，ω为等腰梯形上底长度，w为透光玻璃二的高长度，v为透光玻璃二的宽长度，保证硅光电池能够检测到太阳光；

所述遮光外壳的两直角边表面上设出两个相互垂直的透光缝，透光缝的横截面呈等腰梯形，且与透光玻璃二凸出部分尺寸一致；

所述透光玻璃一，呈块状，厚度为w，透光玻璃一的下方设有硅光电池，要求透光玻璃一能将太阳光传递到其下方整块硅光电池上，作用在于提供一个基准电信号量；

在使用该光电传感器前，安装时要求遮光外壳的一条直角边外壳摆放位置朝正东或正西方向，另外，遮光外壳两直角边上的透光玻璃与硅光电池的检测原理相同，故以其中一侧为例讲解其检测原理，其特征在于，包括：

步骤一：当太阳光照射在传感器表面，在两块硅光电池上分别形成一形状为等腰梯形的束斑，并产生对应面积的电信号量，且电信号量与束斑面积关系有：