[發明專利]光伏巡日探測器

無效

• 申請號: 200910033408.8
• 申請日: 2009-06-19
• 公開（公告）號: CN101692445A
• 公開（公告）日: 2010-04-07
• 發明（設計）人: 肖正德;吉基祥;張小琴;盧森;王興民;費建民
• 申請（專利權）人: 科強能源系統工程股份有限公司
• 主分類號: H01L25/03
• 分類號: H01L25/03;H01L31/08
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 盧霞

技術領域

本發明涉及一種光伏巡日探測器，具體地說，涉及一種能夠響應太陽方位而輸出連續信號的光電探測部件的光伏巡日探測器。

背景技術

在各種利用太陽能資源的裝置(例如，太陽能發電設備)中，越來越多地使用光電轉換的太陽能電池板，為了提高光電轉換效率，除了改進硅光電池的制造工藝與之外，另外一種方法是對太陽能電池板的角度進行調節。下面的公式表示出了光電轉換太陽能電池板表面獲得光照度E(即，光能量)：E＝E₀cos?，其中，θ為入射光線與被照表面的法線之間的夾角，E₀表示θ為0(即太陽光垂直入射)時太陽能電池板表面所獲得光照度。光照度越大，能夠獲得的光電流也越大。

根據上述公式可知，如果將θ的變化控制在±5°之內，E的下降不超過0.5％；但是如果θ的變化達到30％，則E的下降會達到14％，這會使得光電轉換效率損失嚴重。因此，需要一種能夠對太陽能電池板的角度進行調節的系統，該系統的結構在圖1中以框圖的形式示意性地示出。如圖1所示，太陽能電池板角度調節系統1’包括光伏巡日探測器2’、系統控制器3’和轉角執行機構4’。光伏巡日探測器測量入射太陽光線相對于太陽能電池板法線的方位，并將測量信號提供給系統控制器進行處理，系統控制器響應于由光伏巡日探測器輸出的表示太陽方位的信號，向轉角執行機構輸出控制信號。最后，轉角控制機構根據所接收的控制信號對太陽能電池板的角度進行調節。

目前已有的能夠提供太陽方位信號的光伏巡日探測器如圖2所示，這是一種點陣式光伏巡日探測器2’。該點陣式光伏巡日探測器2’的主要功能部件是由五個光敏元件11-15構成的探測單元。點陣式光伏巡日探測器2’以這樣的方式安裝在太陽能電池板5上，即，光伏巡日探測器2’的法線與太陽能電池板5的法線重合。當太陽光以垂直于電池板的方向入射時，只有中心處的光敏元件11能夠接收陽光從而輸出電信號。當太陽光的入射方向與電池板表面的法線具有傾角時，外圍的四個光敏元件12-15中的其中之一將接收入射陽光而輸出電信號。通過判斷五個光敏元件中哪一個具有輸出信號，可得知太陽光相對于法線的傾斜方向。

但是，這種點陣式的光伏巡日探測器2’提供的信號是非連續的，這使得根據其所輸出的信號進行的調節精度有限。并且，在陽光入射位置位于中心光敏元件11與其外圍的光敏元件之間的部分時，光伏巡日探測器2’無輸出信號，這時無法判斷太陽的方位，從而使得對太陽能電池板的角度調節不夠精確。

目前，也有一種光伏巡日探測器，見公開號為CN101149259的專利申請，其殼體內只有一個光電探測部件，也可以在殼體側面上再設有一個輔助探測器，輔助探測器內有一個光電探測部件。這種光伏巡日探測器的測量精度要好于點陣式的光伏巡日探測器，但是還不能完全滿足實際需要。

發明內容

為了克服上述現有的光伏巡日探測器的缺點，本發明提供一種能夠以連續信號來表示太陽方位并且測量精度更高的光伏巡日探測器。

本發明的光伏巡日探測器，包括殼體，殼體的頂部具有能夠透光的縫隙，包括第一光電探測部件、第二光電探測部件和第三光電探測部件，其中，第一、第二光電探測部件都包括在光敏材料基片上形成的兩個形狀相同的光電探測元件，所述的兩個形狀相同的光電探測元件能夠各自響應于通過所述縫隙入射的太陽光而提供的電信號，殼體側面上還設有輔助探測器，所述的第三光電探測部件位于輔助探測器內，太陽光能夠通過所述輔助探測器入射到所述第三光電探測部件上。

所述的第一和第二光電探測部件的光敏材料基片為矩形，所述第一和第二光電探測元件為所述矩形的對角線劃分而形成的兩個直角三角形的區域；

所述的第一和第二光電探測部件的光敏材料基片為圓形，所述第一和第二光電探測元件為所述圓形的直徑劃分而形成的兩個半圓形的區域；

所述的第一和第二光電探測部件的光敏材料基片為菱形，所述第一和第二光電探測元件為所述菱形的對角線劃分而形成的兩個三角形的區域；

所述的第一和第二光電探測部件的光敏材料基片為橢圓形，所述第一和第二光電探測元件為所述橢圓形的軸劃分而形成的兩個半橢圓形的區域；

所述第一和第二光電探測元件響應于入射太陽光而提供的電信號分別為I₁和I₂，所述入射太陽光的光面于所述第一或第二光電探測元件的法平面之間的夾角通過以下公式來表述：Tgα＝[(I₁-I₂)/(I₁+I₂)]*C，其中，C是所述光伏巡日探測器的常數。