本发明专利技术公开了一种对入射光角度敏感的太阳能采集系统和日光跟随器。太阳能采集系统包括：太阳能电板、日光跟随器，所述日光跟随器包括角度敏感图像传感器，所述角度敏感图像传感器包括微透镜，用于对太阳的光线进行折射处理形成垂直入射其图像传感器的感光面，从而在其视角范围内跟踪太阳的运动轨迹，根据太阳运动轨迹变化调整所述太阳能电板面向太阳的方向，使太阳光按照直射的角度入射到所述太阳能电板上。本发明专利技术中的太阳能采集系统在安装时，不必考虑安装地的经/纬度，简化了技术应用过程，降低了成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于太阳能应用
，具体地说，涉及一种对入射光角度敏感的太阳能采集系统和日光跟随器。
技术介绍
能源问题关系着人类的发展与未来，是世界范围内的重大问题。长期以来，无论是工业领域还是民用领域，不可再生的化石能源如煤炭和石油一直是能源的主要原材料，尤其是目前的电能来源方面，主要是利用煤炭来进行发电产生电能。然而，由于过度的开采和使用，据不完全统计，化石能源将在50年内的近未来面临着完全的枯竭。 为此，可代替上述化石能源的可再生能源，日益被重视起来。例如风能发电、潮汐发电，尤其是太阳能发电成为了人类可持续发展蓝图中一项不可获取的关键技术。 相比较化石能源，可再生能源具有可以持续利用、有利环境保护等优点。但是，由于其主要依赖于自然环境，比如风能完全依赖于风速和风向，太能依赖于阳光的强度和入射角度等。再加上掣肘于目前开发可再生能源的技术手段，开发可再生的能源往往存在效率低下、开发成本高等不足之处。因此，如何利用现有的科学技术进步，回馈能源事业，使得可再生能源的利用效率大幅提高，是具有重大意义的一项工程。 以下以开发太阳能为例，比如目前常用太阳能来发电。在利用太阳能发电的过程中，太阳能电板是核心部件，其用于收集太阳光线并转换为相应的电能。 现有技术中，太阳能电板具有通常具有固定式和活动式两种类型，其主要区别在于是否使用日光跟随器使其在使用过程中改变位置。固定式太阳能面板根据其所在的经纬度位置，在安装时就确定其面向天空的朝向，在使用过程中，其位置不发生任何改变；而活动式太阳能电板使用日光跟随器，在 使用过程中不断改变其朝向，使太阳光直射。由于可不断改变朝向，调整自身位置，效率较高，活动式太阳能电板日益受青睐。 活动式太阳能电板中的日光跟随器可以分为两大类，定日镜Heliostat与太阳能跟踪器Solar Tracker。前者的负载通常为平面镜面，光路径指向太阳能面板或太阳能发热器；后者的负载为太阳能电板，光路径指向电板的法线方向。 太阳能跟踪器Solar Tracker又可分为两大类，单轴型（Single-Axis）和双轴型（Dual-Axis）的。单轴型Solar Tracker只具有一个旋转轴的自由度，而双轴型Solar Tracker具有两个旋转轴的自由度。前者的实现技术和安装成本相对较低，较为普遍；后者的实现技术和成本较高，应用较少。一般认为，高纬度地区的太阳能面板不易使用太阳能跟踪器Solar Tracker，而低纬度地区的太阳能面板可以使用太阳能跟踪器Solar Tracker。 但是，无论是上述哪一类太阳跟踪器，其在安装的时候，必须考虑安装地的经/纬度信息，调整太阳能跟踪器Solar Tracker，实现对日光直射方向的跟随，尽可能延长其负载的太阳能面板进行光电转换的时间，使得技术的应用过程繁琐，成本较高。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种入射光角度敏感的太阳能采集系统和日光跟随器，用以在安装太阳跟踪器的时候必须考虑安装地的经/纬度信息导致的技术的应用过程繁琐，成本较高等技术问题。 为了部分或全部克服、部分或全部解决上述技术问题，本专利技术提供了一种对入射光角度敏感的太阳能采集系统，其包括：太阳能电板、日光跟随器，所述日光跟随器包括角度敏感图像传感器，所述角度敏感图像传感器包括微透镜，用于对太阳的光线进行折射处理形成垂直入射其图像传感器的感光面，从而在其视角范围内跟踪太阳的运动轨迹，根据太阳运动轨迹变化调整所述太阳能电板面向太阳的方向，使太阳光按照直射的角度入射到所述太阳能电板上。 为了部分或全部克服、部分或全部解决上述技术问题，本专利技术提供了一种对入射光角度敏感的日光跟随器，所述日光跟随器包括角度敏感图像传感 器，用于在其视角范围内跟踪太阳的运动轨迹，根据太阳运动轨迹变化调整所述太阳能电板面向太阳的方向，使太阳光按照直射的角度入射到所述太阳能电板上。 与现有的方案相比，本专利技术中，通过角度敏感图像传感器中各像素对应GRIN微透镜敏感入射光角度的配置，对太阳的光线进行折射处理形成垂直入射其图像传感器的感光面，从而完全可以跟踪到太阳的运动轨迹。根据太阳的运动轨迹来调整太阳能电板的位置，使阳光尽量按照直射的角度，照射到太阳能电板上。因此，在安装时，不必考虑安装地的经/纬度信息，简化了技术应用过程，降低了成本。 附图说明图1、图2分别为太阳直射与地球南北回归线之间的关系示意图之一和之二； 图3为普通玻璃对光线的折射示意图； 图4为普通微透镜对光线的折射示意图； 图5、图6分别为GRIN微透镜对光线的折射示意图一和图二； 图7为本专利技术实施例一角度敏感图像传感器中像素阵列线性阵列平面示意图； 图8为本专利技术实施例一角度敏感图像传感器中像素阵列线性阵列L线性排列展开剖视图； 图9为本专利技术实施例一中像素阵列的列像素R线性排列展开剖视图； 图10为本专利技术实施例一角度敏感图像传感器中像素阵列线性阵列L线性排列展开平面图； 图11为本专利技术实施例一角度敏感图像传感器中像素阵列线性阵列R线性排列展开平面图； 图12为本专利技术实施例二角度敏感图像传感器中像素模块A的平面示意图； 图13为像素模块A中像素值与角度之间的映射关系示意图； 图14为本专利技术实施例二中角度敏感图像传感器中像素模块B’的平面示意图； 图15为像素模块B’中像素值与角度之间的映射关系示意图； 图16为本专利技术实施例二角度敏感图像传感器中像素模块C’的平面示意图； 图17为像素模块C’中像素值与角度之间的映射关系示意图； 图18为本专利技术实施例二角度敏感图像传感器中像素模块D的平面示意图； 图19为像素模块D中像素值与角度之间的映射关系示意图； 图20、图21分别为本专利技术实施例二角度敏感图像传感器的像素阵列一示意图、另一示意图； 图22、图23分别为现有技术中配置单轴型日光跟随器的太阳能采集系统的结构示意图和动作示意图； 图24、图25分别为本专利技术实施例三中配置单轴型日光跟随器的太阳能采集系统的立体示意图和顶视示意图； 图26为本专利技术实施例中配置单轴型日光跟随器的太阳能采集系统的动作示意图； 图27为现有技术中配置双轴型日光跟随器的太阳能采集系统的结构示意图； 图28、29分别为现有技术中配置双轴型日光跟随器的太阳能采集系统的动作示意图之一和之二； 图30、图31分别为本专利技术实施例四配置双轴型日光跟随器的太阳能采集系统的立体示意图和顶视示意图； 图32、33分别为本专利技术实施例四配置双轴型日光跟随器的太阳能采集系统的动作示意图之一和之二。 具体实施方式以下将配合图式及实施例来详细说明本专利技术的实施方式，藉此对本专利技术如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。 本专利技术下述实施例的主要思想： 本专利技术下述实施例提供了一种太阳能采集系统，其特征在于，包括：太 阳能电板、日光跟随器，所述日光跟随器包括角度敏感图像传感器，所述角度敏感图像传感器包括微透镜，用于对太阳的光线进行折射处理形成垂直入射其图像传感器的感光面，从而在其视角范围内跟踪太阳的运动轨迹，根据太阳运动轨迹变化调整所述太阳能电板面向太阳的方向，使太阳光按照直射的角度入射到所述太阳能电板上。 本专利技术主要思想带来的技术效果： 太阳直射在北半球表面直射的最本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种对入射光角度敏感的太阳能采集系统，其特征在于，包括：太阳能电板、日光跟随器，所述日光跟随器包括角度敏感图像传感器，所述角度敏感图像传感器包括微透镜，用于对太阳的光线进行折射处理形成垂直入射其图像传感器的感光面，从而在其视角范围内跟踪太阳的运动轨迹，根据太阳运动轨迹变化调整所述太阳能电板面向太阳的方向，使太阳光按照直射的角度入射到所述太阳能电板上。
【技术特征摘要】
1.一种对入射光角度敏感的太阳能采集系统，其特征在于，包括：太阳能电板、日光跟随器，所述日光跟随器包括角度敏感图像传感器，所述角度敏感图像传感器包括微透镜，用于对太阳的光线进行折射处理形成垂直入射其图像传感器的感光面，从而在其视角范围内跟踪太阳的运动轨迹，根据太阳运动轨迹变化调整所述太阳能电板面向太阳的方向，使太阳光按照直射的角度入射到所述太阳能电板上。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述角度敏感图像传感器由梯度折射率材料制成。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述日光跟随器为配置有一个旋转轴的单轴型，或者配置有两个旋转轴的双轴型。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述日光跟随器具有一个与地球的经线平行的转动轴，和/或所述日光跟随器具有一个与地球的纬线平行的转动轴。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，根据所述转动轴的转动，调整所述太阳能电板面向太阳的方向，使太阳光按照直射的角度入射到所述太阳能电板上。6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述角度敏感图像...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈嘉胤，
申请(专利权)人：上海集成电路研发中心有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。