[发明专利]用于追踪聚光的MEMS微镜阵列智能玻璃板

说明书

用于追踪聚光的MEMS微镜阵列智能玻璃板，包括控制电路、反馈电路、微镜玻璃板、太阳高度角传感器；微镜玻璃板包括由数片微镜构成的MEMS微镜阵列，每片微镜从下至上依次为基底、下电极层、保护层、牺牲层、支持层、金属层、补偿层以及悬空设置的上电极层、玻璃层；金属层包括固定部、旋转部以及铰接件，补偿层、支持层分别设置在金属层的旋转部上、下两侧，旋转部、支持层、补偿层共同构成悬臂；上电极层与下电极层、金属层分别与控制电路的电压输出端正、负极电连接；通过太阳高度角传感器提供的数据调整电压大小，驱动单片微镜进行角度偏转。本发明可以使微镜进行0∼90°的偏转以适应太阳高度角的变化，达到追踪聚光的功能。

技术领域

本发明属于太阳能技术领域，涉及太阳能聚光跟踪结构的改进，具体为一种用于追踪聚光的MEMS微镜阵列智能玻璃板。

背景技术

太阳能被誉为地球上最清洁的能源，但受限于太阳能电池的材料、光伏组件的损耗、地理位置不同产生的辐照不均以及太阳方向时刻变化造成的光能浪费，致使太阳能的发电效率受到影响。太阳能聚光跟踪装置可以使太阳能电池板随时正对太阳，让光线随时垂直照射太阳能电池板，显著提高太阳能光伏组件的发电效率。

如中国专利（授权公告号CN202110446U）公开了一种“太阳能聚光跟踪装置”。其包括环形支架、行走装置和聚光光伏装置，环形支架上设有行走装置，行走装置上设有聚光光伏装置，行走装置由电机、行走轮一和行走轮二组成，行走轮一上设有电机，行走轮一和行走轮二与聚光光伏装置连接，环形支架上设有链条，链条通过链轮与电机连接，聚光光伏装置由聚光镜和光伏组件组成，聚光镜下部设有光伏组件。

现有的太阳能发电设备中所采用的聚光跟踪装置尺寸大、结构复杂、笨重且聚光精度不高，影响了太阳能的发电效率；且大多为机械结构，能耗较大，也不易实现精确的太阳能电池板偏转角度控制。

发明内容

本发明提供了一种用于追踪聚光的MEMS微镜阵列玻璃板，该微镜的驱动方式为静电驱动，通过控制电压可以使微镜进行0∼90°的偏转以适应太阳高度角的变化，达到追踪聚光的功能。

为了实现本发明的目的，采用以下技术方案：

用于追踪聚光的MEMS微镜阵列智能玻璃板，包括控制电路和反馈电路，还包括微镜玻璃板、太阳高度角传感器；所述微镜玻璃板包括由数片微镜构成的MEMS微镜阵列，每片微镜从下至上依次设置有基底、下电极层、保护层、牺牲层、支持层、金属层、补偿层以及悬空设置在补偿层上方的上电极层、玻璃层；所述金属层包括前端的固定部、后端的旋转部以及连接的铰接件，所述补偿层、支持层分别设置在金属层的旋转部上、下两侧，金属层的旋转部、支持层、补偿层共同构成悬臂；所述上电极层与下电极层、金属层分别与控制电路的电压输出端正、负极电连接；太阳高度角传感器的输出端与反馈电路的输入端电连接，反馈电路的输出端与控制电路的信号输入端电连接，通过太阳高度角传感器提供的数据调整上电极层与下电极层、金属层的电压大小，驱动单片微镜的悬臂以铰接件为圆心进行角度偏转。

为了进一步提高本发明的效果，还可以采用以下技术方案：

如上所述的用于追踪聚光的MEMS微镜阵列智能玻璃板，所述基底为玻璃镜面，所述下电极层为气相沉积在玻璃镜面上的ITO氧化铟锡膜。

如上所述的用于追踪聚光的MEMS微镜阵列智能玻璃板，所述保护层为设置在下电极层上的二氧化硅或氮化硅层，金属层为铝金属层。

如上所述的用于追踪聚光的MEMS微镜阵列智能玻璃板，所述金属层的旋转部初始状态与基底水平。

如上所述的用于追踪聚光的MEMS微镜阵列智能玻璃板，所述单片微镜的悬臂的角度偏转范围为0-90°。

如上所述的用于追踪聚光的MEMS微镜阵列智能玻璃板，所述微镜玻璃板两侧中间垂直安装支架，两根支架的上端分别与太阳能电池条两端固定连接；所述太阳高度角传感器安装在支架上。