[發(fā)明專利]基于光電池Y型布局的太陽方位傳感器及太陽跟蹤裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910035942.2
• 申請日: 2009-10-14
• 公開（公告）號: CN101694382A
• 公開（公告）日: 2010-04-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐貴力;蔣琦;曹傳東;呂東岳;倪煒基;蘇正偉;李文躍;楊小偉
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01C1/00
• 分類號: G01C1/00;G05D3/12
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林;許婉靜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于光電池Y型布局大視場和高精度太陽跟蹤裝置，特別是 涉及太陽能利用中的低成本大視場高精度跟蹤對準裝置。

背景技術(shù)

開發(fā)利用太陽能，對于節(jié)約常規(guī)能源、保護環(huán)境、促進經(jīng)濟發(fā)展都有極為重 要的意義，太陽跟蹤裝置能有效的提高太陽能的利用率，具有廣泛的應(yīng)用前景。

太陽跟蹤裝置現(xiàn)階段普遍采用的太陽方位傳感器有四象限光電探測器、PSD 和光敏電阻，四象限光電探測器和PSD成本很高，且視場小，光敏電阻雖然成 本低視場大，但是跟蹤復雜精度低。為了滿足低成本、大視場和高精度的要求， 本發(fā)明設(shè)計研制了基于三塊光電池Y型布局的太陽方位傳感器及以其為核心的 太陽跟蹤裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提出供一種低成本、無需日歷即能夠大視場高 精度地跟蹤太陽的太陽跟蹤裝置。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是采取以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)的：

一種基于光電池Y型布局的太陽方位傳感器，其特征在于：包括底座，三塊 光電池呈Y型均勻布置于底座上，三塊光電池在底座底面上的投影互成120°。

前述的太陽方位傳感器，其特征在于：所述底座為三面金字塔型、三面錐臺 型或倒三面錐臺型，三塊光電池分別設(shè)置于底座的三個工作斜面上。

前述的太陽方位傳感器，其特征在于：所述三塊光電池均勻設(shè)置于底座的三 個工作斜面上。

前述的太陽方位傳感器，其特征在于：所述底座為圓錐形，三塊光電池均勻 設(shè)置于錐形斜面上。

一種基于光電池Y型布局的太陽跟蹤裝置，包括用于太陽方位探測的太陽方 位傳感器，所述太陽方位傳感器與用于信號采集的采集系統(tǒng)相連，采集系統(tǒng)與 計算機相連，其特征在于：所述太陽方位傳感器包括底座，三塊光電池呈Y型 均勻布置于底座上，三塊光電池在底座底面上的投影互成120°夾角，所述太陽 方位傳感器設(shè)置在云臺上，所述云臺與云臺控制器相連，所述云臺控制器與計 算機相連。

所述光電池與云臺工作面(即底座與云臺連接面)的夾角θ可取60°。θ 值越大，系統(tǒng)誤差越小但視場角越小。

前述的基于光電池Y型布局的太陽跟蹤裝置，其特征在于：所述計算機內(nèi)設(shè) 置有對采集信號進行處理的數(shù)據(jù)處理模塊和用于根據(jù)得到的數(shù)據(jù)控制云臺轉(zhuǎn)動 的跟蹤控制模塊。

前述的基于光電池Y型布局的太陽跟蹤裝置，其特征在于：所述底座為正三 面金字塔型或倒三面金字塔型，底座的三個工作斜面為三角形。

前述的基于光電池Y型布局的太陽跟蹤裝置，其特征在于：三塊光電池分別 設(shè)置于底座的三個斜面的形心。

前述的基于光電池Y型布局的太陽跟蹤裝置，其特征在于：所述底座為圓錐 形，三塊光電池互均勻設(shè)置于錐形斜面上，三塊光電池在底座底面上的投影互 成120°夾角。

前述的基于光電池Y型布局的太陽跟蹤裝置，其特征在于：所述采集系統(tǒng)包 括至少三路采集通道，所述光電池的正極接入采集通道，負極接地。

一種基于光電池Y型布局的太陽跟蹤裝置的跟蹤方法：其特征在于：包括以 下步驟

(1)將太陽方位傳感器固定在云臺上，傳感器的中垂線(即過三塊光電池的 中軸線交點與云臺工作面的垂線)與云臺中軸線重合；

(2)太陽方位傳感器的三路輸出信號由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)定時采集，三塊光電池 的正極分別接數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)卡的三個模擬輸入端，三塊光電池的負極接地；

(3)計算機的數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)傳感器的Y型布局數(shù)學模型計算出太陽方位 的偏差，當上下或左右偏差大于設(shè)定電壓時由計算機的跟蹤控制模塊產(chǎn)生云臺 動作控制信號；

(4)計算機的跟蹤控制模塊的輸出控制信號接云臺控制器控制云臺的轉(zhuǎn)動并 最終使太陽方位傳感器中垂線與太陽精確對準。

本發(fā)明的工作原理為：