[發明專利]一種有全新的簡易跟蹤系統的聚光系統

無效

• 申請號: 201110360448.0
• 申請日: 2011-11-15
• 公開（公告）號: CN102436266A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 吳志浩;汪敢;陳長清;方妍妍;戴江南;余金中
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12
• 代理公司: 江西省專利事務所 36100
• 代理人: 胡里程

技術領域

本發明涉及聚光光伏跟蹤系統，尤其是一種有全新的簡易跟蹤系統的聚光系統。

背景技術

目前，太陽能光伏系統聚焦一般采取通過陣列菲涅耳透鏡將光線聚焦至相應的太陽能電池表面。由于太陽光相對于聚光器并非平行光，對太陽光進行跟蹤很難做到精確定位，而且跟蹤的成本也高。而整個跟蹤器很笨重，很大地增加了整個系統的成本。

現在，可以采用一種全新的跟蹤思路，不去跟蹤太陽光的照射方向而去跟蹤會聚后的光斑。這樣能大大簡化跟蹤的難度。而在會聚系統精度很高的情況下，可以不轉動整個光伏系統而移動太陽能電池，這樣就能大大地降低跟蹤系統的重量。

發明內容

本發明的目的在于提供一種有全新的簡易跟蹤系統的聚光系統，該系統有著具有簡單易行，成本低廉，精度很高等優點。

本發明的技術方案為：一種有全新的簡易跟蹤系統的聚光系統，該系統包括太陽能電池片、散熱片、跟蹤電路、模組盒體；其中跟蹤電路安裝在系統底部，與電池放在一個平面，跟蹤電路以四個相同光探測器組成，把電池圍起來，同時也作為散熱片的一部分封裝在模組盒體上。所述的跟蹤電路系統通過用光電探測器對經過聚光透鏡形成的光斑進行精確感應的方式來對系統進行跟蹤；當光斑集中在太陽能電池上時電路無反應，當產生偏移時，通過自動檢測將光斑始終保持在電池處；即使由于色散使光斑太大，也能使電池處于光斑能量最集中處；這種自動跟蹤的精確度與所用聚光透鏡的會聚度有關。會聚度越高，則越精確。所述的散熱片，與光探測器貼在一起，樣提高了散熱效率。

本發明的優點在于：跟蹤系統簡單易行，成本低廉，精度也不低，而且是全自動運行，由于光探測器響應速度快，使跟蹤系統對光照變化很靈敏，跟蹤速度也快。?

附圖說明

圖1為跟蹤原理結構示意圖；

????圖2為當太陽光正向照射時的示意圖；

圖3為當太陽光右偏時的示意圖；

圖4為當太陽光下偏時的示意圖；

圖5為當太陽光斜偏里的示意圖；

圖6為當散斑較大時的示意圖。

1為太陽能電池，2為光探測器，3為X軸偏轉電流表，4為Y軸偏轉電流表，5為X軸偏轉電機，6為Y軸偏轉電機。

具體實施方式

一種有全新的簡易跟蹤系統的聚光系統包括太陽能電池片、散熱片、跟蹤電路、模組機體。太陽能電池片在盒體底部，而跟蹤電路裝在系統底部電池片下部。整個模塊可以與二維或者一維太陽能追蹤裝置連接固定，也可以用于非追蹤系統。

本設計中沒有提高一級聚光鏡，因為設計主要是指的跟蹤電路，并不涉及聚光鏡的設計。在這里就需假定聚光良好，在正入射的情況下，光斑基本聚到電池上。在這里，聚光精度越好，則最后的跟蹤越精確。

跟蹤電路由四片相同光探測器和兩個電流計構成。當系統正對光線時，在理想情況下，光線成像為一個斑在電池表面，光探測器沒有反應，電流計示數為零。當光線開始偏移時，所成的光斑也偏離了電池打在某一側的光探測器上。這時光探測器產生電流，使電流表開始偏轉，把這個偏轉信號輸入跟蹤器中，用以指導跟蹤器的偏轉。在x與y兩個方向接上兩個電流計，與兩個方向的跟蹤電機相連接，就可以實現在二維方向上的跟蹤。由于光探測器對光線的輸入很敏感，這種跟蹤的反應會很靈敏。如果考慮到會聚光是一個比較大的散斑，那么這種跟蹤方式的結果是把電池始終放在光線的能量中心處，這樣也達到了跟蹤的效果。?

散熱模塊位于太陽能電池的背面，用于將太陽能電池工作時產生的熱量散失，防止電池的溫度過高，影響效率或者對電池造成不可恢復的影響。而上面的光探測器也做為散熱片的一部分而存在。

圖1是整個跟蹤系統的原理結構圖。在電池周圍放上四個形狀和結構都相同的光探測器，并兩兩相對用電流計連接起來，電流計的示數則直接與電機的控制系統相連。于是，就可以用兩個電流計的示數值來指導電機的轉動。

圖2中，是正偏情況下跟蹤系統進行情況。在透鏡設計合理的情況下，正入射的光線全部會聚到太陽能電池上，沒有任何光線照到光探測器上，兩個電流計的示數都為零，電機不轉動。

圖3中，當太陽右偏時，形成的光斑打在電池左邊的光探測器上，探測器感光產生電流，與右側的光探測器形成電勢差，有電流產生，x軸向電流表向左偏，y軸向電流表不動。于是x向電機帶動太陽能電池系統逆時針轉動，把光斑向電池方向移動。在這里，可能發生移動過度的問題，此時右邊的光探測器產生電壓，光流表左偏，使系統又往左偏。經過一兩次微小振蕩，光斑又對準太陽能電池。