[發明專利]一種太陽位置檢測裝置及方法

無效

• 申請號: 201310086707.4
• 申請日: 2013-03-18
• 公開（公告）號: CN103217141A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發明（設計）人: 周改改;王振聲;范鑫鴻;王菲
• 申請（專利權）人: 大連宏海新能源發展有限公司;無錫市福萊特電氣有限公司
• 主分類號: G01C1/00
• 分類號: G01C1/00;G05D3/12
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 姜玉蓉;李洪福

技術領域

本發明涉及太陽能熱發電系統，更具體地說，涉及一種太陽位置檢測裝置及方法。?

背景技術

太陽位置檢測裝置用于跟蹤太陽位置，用于太陽能熱發電系統中，現有技術的太陽位置檢測裝置的結構如圖1所示。裝置包括第一底座15，第一底座15上設置光電四象限傳感器，光電四象限傳感器的外圍設置第一外殼16，第一外殼16上設置第一上蓋17，第一外殼16與第一上蓋17、第一底座15密封連接，第一上蓋17上垂直設置導光筒18，導光筒18頂端設置石英視鏡19，傳感器的光電四象限傳感器的中心、導光筒18的中心、石英視鏡19的中心位于同一條直線上。為了保證安裝位置的準確性，第一上蓋17上設置導光孔20，第一底座15上設置與導光孔對應的對正孔21，通過導光孔20和對正孔21的對正來保證安裝位置的準確性。?

光電四象限傳感器的原理是使用硅電池作為核心部件，將硅電池分割為1/4扇形，由四塊扇形硅電池拼接為一個整圓，當光線照射到硅電池表面時，四塊扇形硅電池由于光照不均勻則產生的光生電流大小也不同，其核心就是比較光生電流的大小來輸出控制信號。通過計算相對位置的電流差值，來控制跟蹤系統運行，當相對位置的電流差值為0時，則跟蹤系統正對太陽。?

現有技術的太陽位置檢測裝置存在如下缺陷：（1）光電四象限傳感器采用硅電池作為核心部件，硅電池對光源的要求很高，光電四象限傳感器的檢測角度很小，一般在20°左右，當檢測角度過大時，會在光電四象限傳感器的視場內同時存在聚光鏡形成的光斑、太陽光斑等多個光源，此時傳感器就不能對太陽位置做出準確判斷，這樣會造成光電四象限傳感器的誤差變大或者直接造成光電四象限傳感器失效，因此，現有設計的太陽能傳感器不能做到對太陽位置的大范圍檢測。（2）光電四象限傳感器為模擬量傳感器，比較容易受雜散光的影響，并且當天空中云層反射強烈時，會對傳感器造成很大影響，影響跟蹤系統的穩定性。?

發明內容

本發明針對以上問題的提出，而研制一種太陽位置檢測裝置及方法。?

一種太陽位置檢測裝置，包括底座，其特征在于，還包括外殼、上蓋，外殼、上蓋與底座形成腔體，采集太陽圖像的攝像頭設置于腔體內的底座上，上蓋包括位于四周的遮光部、位于中心的透光部。?

優選地，透光部包括石英玻璃層和位于石英玻璃層下方的巴德膜。?

優選地，裝置還包括與攝像頭連接的單片機，單片機包括圖像采集單元、灰度處理單元、太陽圖像中心獲取單元、數模轉換單元、電機單元，灰度處理單元與圖像采集單元連接，灰度處理單元與太陽圖像中心獲取單元連接，數模轉換單元與太陽圖像中心獲取單元連接，電機單元與數模轉換單元連接。?

優選地，電機單元包括仰俯電機和水平電機。?

優選地，攝像頭采用CCD傳感器或COMS傳感器。?

優選地，攝像頭的視場角為120°。?

優選地，外殼、上蓋、底座密封連接。?

一種太陽位置檢測方法，其特征在于，包括如下步驟：?

A、單片機圖像采集單元向太陽位置檢測裝置的攝像頭發圖像采集指令；?

B、攝像頭執行采集指令，采集太陽圖像后，將太陽圖像傳輸至單片機的圖像采集單元；?

C、灰度處理單元對來自圖像采集單元的太陽圖像進行灰度處理，獲取0-255階灰度圖像；?

D、太陽圖像中心獲取單元根據灰度圖像確定太陽圖像的中心點，并將本次太陽圖像的中心點與上次檢測的太陽圖像的中心點做比較處理，獲取太陽圖像中心的移動向量；?

E、數模轉換單元將太陽圖像中心的移動向量轉換為相應的脈沖驅動電機單元運動。?

優選地，電機單元包括仰俯電機和水平電機。?

實施本發明的技術方案，具有以下有益效果：（1）采用數字攝像頭，CCD傳感器或COMS傳感器避免了硅電池對光源的高要求，因此檢測角度（視場角）隨之變大到所希望的大小，擴大對太陽的跟蹤范圍，提高跟蹤效率。（2）CCD傳感器或COMS傳感器可以對所拍攝照片進行分區域識別，可以去除干擾圖像，得到真實的太陽圖像，使跟蹤精度大大提高。（3）采用單片機對太陽圖像進行處理，?通過采集照片并對照片進行運算分析的方式來輸出控制信號，是一種數字化采集過程，克服了模擬量采集的大誤差問題。?

附圖說明

圖1是現有技術的太陽位置檢測裝置的結構示意圖；?

圖2是本發明的太陽位置檢測裝置的一實施例結構示意圖；?

圖3是本發明的太陽位置檢測裝置的圖2沿A方向的剖視圖；?