[發明專利]太陽光照射方位坐標監測儀

有效

• 申請號: 201310039236.1
• 申請日: 2013-01-31
• 公開（公告）號: CN103105157A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 馮士芬;鄭周;孫必友
• 申請（專利權）人: 合肥聚能新能源科技有限公司
• 主分類號: G01C1/00
• 分類號: G01C1/00
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

????本發明涉及應用于光伏發電系統的光照方位監測儀器，屬于光電一體化技術領域，尤其涉及太陽光照射方位坐標監測儀。

背景技術

太陽光照射方位坐標監測儀是用于較精確的定位太陽坐標的系統，可以用于跟蹤太陽的方位。太陽能光伏發電利用太陽光照射到光伏電池組件上，然后通過光生伏打效應產生電能輸出，光照越強發出的電能越多，因此調整光伏組件保持與太陽光有最佳入射角度，從而獲得最大發電量是非常重要的。

太陽每天早上從東方升起，中午升至天空最高點，傍晚再從西方落下，周而復始。其運動軌跡不僅每天隨時間變化而且一年四季節中每日變化軌跡也不相同，既太陽對地球上不同地點其入射角和方位角是每天都在變化之中。眾所周知，太陽光只有直射在光伏組件上獲得的光照能量才最大，為了使光伏陣列能夠在不同的季節、不同的日照時間均能與太陽保持一個最佳的角度和位置，以提高太陽輻射能量的采集率，為此通過本發明光照方位監測儀可確定太陽光方向坐標，光伏陣列的跟蹤系統就能調整其朝向和方位角正對太陽入射光線以獲取最大光輻射量，提高發電效率。如果采用理想的跟蹤系統，則可以使光輻照能量收集率提高30%以上。

發明內容

本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種不僅可以應用于光伏發電領域，提高對太陽能的利用率，而且可以以坐標的形勢確定光照方向的太陽光照射方位坐標監測儀。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種太陽光照射方位坐標監測儀，包括有富勒烯碳分子結構式光照定位球，在光照定位球表面沿棱線下凹形成多面體蜂窩槽采光單元，在所述的多面體蜂窩槽采光單元的底面中心固定有多個光敏電阻，在多面體蜂窩槽采光單元的表面設有透光蓋板，在光照定位球的下方固定有支撐桿，所述的支撐桿正對光照定位球的中心，所述的支撐桿的底部固定有箱體，所述的箱體的內部安裝有實時檢測控制裝置和光伏電源設備，所述的光敏電阻輸出經過信號線沿支撐桿引下至實時檢測控制裝置，在箱體的上表面安裝有氣泡水平儀和坐標儀，箱體的正側面上安裝有實時檢測顯示器，在另一側面上安裝有信號輸出接口和光伏組件輸入接口，所述的光伏組件輸入接口連接箱體外側的光伏電源，利用光敏電阻檢測光照強度，通過光電變換由實時檢測控制裝置自動計算，確定太陽光照的方位坐標，并顯示在顯示器上。

所述的富勒烯碳分子結構式光照定位球可以是富勒烯碳分子C60式、C70式?……?C2n式（2n≥32），面數越多精度越高。

所述的光敏電阻材料是硫化鎘或硒、硫化鋁、硫化鉛和硫化鉍；所述的透光蓋板材料為透光性能良好的鋼化玻璃或有機玻璃；所述的支撐桿為滿足支撐光照定位球的空心錐形鋼管，所述的信號線通過支撐桿內部引下。

所述的光伏電源由光伏組件、光伏組件支架、光伏控制器和儲能蓄電池組成，可為儀器提供獨立的交、直流電源。

所述的箱體底部安裝有地腳螺栓，用于調整儀器的水平。

所述的實時檢測控制裝置是由檢測電路和AT89S52單片機最小系統組成，所述的檢測電路包括有多信號巡回檢測電路、信號調理與采集保持電路和AD轉換電路，工作電源由所述的光伏電源提供。

所述的多信號巡回檢測電路是由2n/8個8通道模擬多路選擇器74HC4051、3線-8線譯碼器74LS138和鎖存器74LS373構成的。

本發明的優點是：本發明采用便宜耐用的光敏電阻，常用的制作材料為硫化鎘，另外還有硒、硫化鋁、硫化鉛和硫化鉍等材料，這些制作材料具有在特定波長的光照射下，其阻值迅速減小的特性，檢測系統成本低，靈敏度高；可以隨著光敏電阻的個數的增加，即采樣點個數的增加提高光照方向定位精度，因此可以根據實際的需要確定系統的方案。

附圖說明

????圖1為富勒烯碳分子C60式、C70式、C2n多面體示意圖。

圖2為本發明結構示意圖。

圖3為實時檢測控制裝置的模塊框圖。

圖4為多信號巡回檢測電路原理圖。

圖5為信號調理與采樣保持電路原理圖

圖6為AD轉換電路與單片機電路原理圖。

具體實施方式