[發明專利]太陽跟蹤偏差檢測裝置

無效

• 申請號: 201010102482.3
• 申請日: 2010-01-26
• 公開（公告）號: CN101799287A
• 公開（公告）日: 2010-08-11
• 發明（設計）人: 李鵬;廖錦城;楊培環;翟鵬程;張清杰
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G01C1/00
• 分類號: G01C1/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王守仁

技術領域

本發明涉及一種光線入射角度測量裝置，特別涉及太陽能應用技術領域的一種太陽跟蹤設備的跟蹤偏差測量裝置。

背景技術

提高太陽能發電系統的太陽能利用率、降低發電系統建造成本是太陽能應用領域面臨的兩個主要難題。聚光太陽能發電技術為解決這一技術難題提供了可能。所謂聚光太陽能發電技術就是在太陽跟蹤的基礎上，采用聚光技術使太陽光能量聚集，達到提高發電系統入射太陽能量密度，減少系統中價格昂貴的太陽能電池使用量，因而提高系統光電轉換效率、降低系統建造成本的新型太陽能發電技術。目前該技術的開發和利用越來越受到重視。

精確的太陽跟蹤是保證聚光太陽能發電系統穩定、高效發電的重要前提，精確太陽跟蹤就是通過太陽跟蹤設備使太陽光線能夠始終垂直入射太陽能接受器的表面，例如太陽能電池組件、聚光太陽能組件的聚光透鏡表面。影響精確太陽跟蹤的因素非常多，例如發電系統受風等外力的作用、系統自身結構剛度、太陽跟蹤控制方法、系統的安裝與調試等都可能造成太陽光線與太陽能接受器的表面法線之間存在偏角，即太陽跟蹤偏差。隨著聚光太陽能發電系統聚光倍數不斷提高，發電系統規模不斷增大，太陽跟蹤的偏差控制的要求也不斷提高，因此，如何評價和實時監測太陽跟蹤偏差具有重要的意義。

目前太陽跟蹤偏差檢測方法主要有陰影觀測法、光電位置傳感器(PSD)法、光電成像(CCD)法三種，但是陰影觀測法只能定性地判斷太陽跟蹤的偏差方向，難以實現定量和自動檢測；PSD傳感器和CCD傳感器成本很高，技術十分復雜，目前還只是用于衛星姿態矯正、精確制導等軍事領域。為了實現在聚光太陽能發電跟蹤過程中實時、定量監測跟蹤偏差，開發一種結構簡單、價格低廉、測量精確、可靠性高的太陽跟蹤偏差裝置是十分必要的。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：為了解決現有技術中存在的問題，提供一種結構簡單、價格低廉、測量精確、可靠性高的太陽跟蹤偏差檢測裝置，實現在聚光太陽能發電跟蹤過程中實時、定量監測跟蹤偏差，為提高太陽能發電效率、改善太陽跟蹤設備跟蹤精度提供依據。

本發明解決其技術問題采用的技術方案是：包括光筒，和與光筒同軸相連的且自上而下排列的濾光罩、通光光闌、四象限光電探測元件、四象限光電探測元件座。其中：所述光筒垂直裝在光筒支座盒上。所述光筒支座盒，其上表面設有水平泡儀，其盒內設有以支座相連的偏差信號處理電路板，其底部設有密封底板，該底板上設有使光筒支座盒保持水平狀態的調節螺栓。所述信號處理電路板，其輸入端由導線與四象限光電探測元件輸出端相連，其輸出端由導線經PC接口端子與計算機的輸入端連接。

本發明與現有技術相比具有以下主要的優點：

其一.采用了四象限光電探測元件作為太陽跟蹤偏差的傳感元件，因而具有分辨率高、信號線性范圍寬、器件剛性好、配套電子線路簡單、價格低廉等優點。

其二.采用了鍍膜光學玻璃濾光罩和吸光涂層光筒筒身內壁設計，因而降低了背景光等噪聲的干擾。

其三.采用了偏差信號處理和計算機接口電路，因而能實時處理和記錄太陽跟蹤偏差。

其四.結構簡單，容易制作。

總之，本發明具有結構簡單、價格低廉、測量精確、可靠性高等優點。

附圖說明

圖1是太陽跟蹤偏差檢測裝置結構圖。

圖2是太陽跟蹤偏差示意圖。

圖3是四象限光電探測元件偏差測量原理圖。

圖4是太陽跟蹤偏差檢測信號處理電路原理框圖。

圖5是太陽跟蹤偏差檢測裝置I/V轉換電路。

圖6是太陽跟蹤偏差檢測裝置信號運算電路。

圖7是太陽跟蹤偏差檢測裝置在太陽跟蹤設備安裝示意圖。

圖8是太陽跟蹤偏差檢測裝置安裝局部放大圖。

圖9是太陽跟蹤偏差現場檢測結果圖。

圖中：1.調節螺栓；2.密封底板；3.信號處理電路板；4.光筒支座盒；5.導線；6.四象限光電探測元件座；7.四象限光電探測元件；8.光筒；9.濾光罩；10.通光光闌；11.水平泡儀；12.PC接口端子；13.太陽能接受器表面；14.太陽跟蹤偏差檢測裝置；15.太陽跟蹤裝置；16.太陽跟蹤裝置的支架；17.安裝座；18.腰形安裝孔。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明。