太阳位置传感器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种太阳位置传感器，包括寻找追踪单元和精确跟踪单元，其中，寻找追踪单元包括均匀分布的两组若干个光电二极管，各个光电二极管分别接受太阳光线的照射以产生电流，通过计算电流偏差值来初步确定太阳的位置，以引导精确跟踪单元转动，使太阳光线进入精确跟踪单元的探测范围。本实用新型专利技术结构紧凑，被控设备的跟踪精度可优于0.1度以上，适用于地球上可利用太阳能发电的任何地区使用。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及ー种太阳位置传感器。
技术介绍
太阳位置传感器是光伏发电、光热发电跟踪系统重要的组成部件。它负责追踪太阳光线，保证发电系统以最大的受光面积和最強的受光强度合理接受利用太阳能量，在相同投资的情况下，获得最大的发电效益，所以，太阳位置传感器对提高发电量起着举足轻重的作用，因此，追踪精度要求较高，一般不低于0. I度。目前市场上拥有多种国产和进ロ太阳位置传感器，其结构各异，功能単一，价格不等，追踪精度參差不齐，工作稳定性有较大的差异。如何在保证跟踪精度的情况下，能够优化结构、降低成本、方便生产、调试简单、功能多样可变、适用于不同的系统接ロ、不同控制 组态网络使用、通用性强的太阳位置传感器，是我们开发新型太阳位置传感器的主要目的，因市场上具备此类功能传感器不多，在一定程度上影响光伏光热发电对太阳位置传感器的选择范围。尤其是，现有跟踪精度较高的太阳位置传感器中一般采用PSD作为跟踪部件，由于其面积小，在检测时存在盲点，在某一角度时容易失去太阳的位置，而造成跟踪失败。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本技术的目的在于提供ー种结构紧凑、跟踪精度高的太阳位置传感器。为实现上述目的，本技术太阳位置传感器，包括寻找追踪单元和精确跟踪单元，其中，寻找追踪单元包括均匀分布的若干个光电ニ极管，各个光电ニ极管分别接受太阳光线的照射以产生电流，通过计算电流偏差值来初步确定太阳的位置，引导太阳位置传感器向着太阳的方向转动，使太阳光线进入精确跟踪単元的探測范围。进一歩，若干个所述光电ニ极管分布在若干个平面上，并且同一平面上设置的若干个所述光电ニ极管按照各自的平面以四象限均匀分布，每ー象限内的所述光电ニ极管形成ー个检测单元。进ー步，所述光电ニ极管分布在2个平面上，每ー个所述平面上均设置有4个所述光电ニ极管，每ー个象限内设置I个所述光电ニ极管，同一所述平面上的4个所述光电ニ极管设置在一圓周上。进一歩，所述精确跟踪单元包括PSD光电转换部件，该PSD光电转换部件设置在所述圆周的圆心处，PSD光电转换部件包括呈四象限分布的四个感光単元；各个感光単元被太阳光线照射后产生相应的电压与电流，通过计算电流偏差值来判断太阳的实际精确位置，以引导传感器的中心向垂直于太阳光线的方向移动，直到四个感光単元的输出电流平衡为止完成精确跟踪。进ー步，所述寻找追踪单元、精确跟踪単元及其电路板均固定设置在固定底座上，固定底座的底部固定设置有固定支架。进ー步，所述固定底座上还设置有透镜支架，透镜支架的中心部设置有内筒，该内筒对应于所述圆周的圆心处，内筒内设置有透镜内支架，透镜内支架上安装有为所述PSD光电转换部件提供聚焦光信号的玻璃透镜。进ー步，所述固定底座上罩扣有半球型玻璃罩，所述固定底座的周向外围套装有外壳，外壳的上部与半球型玻璃罩之间设置有相互压紧的卡接结构，所述外壳通过螺纹结构固定到所述固定底座上的同时，通过卡接结构将半球型玻璃罩固定安装在所述固定底座的上部。进一歩，8个所述光电ニ极管分为两组，第一组的4个所述光电ニ极管安装在所述外壳圆周面上，第二组的4个所述光电ニ极管安装在所述透镜支架上，每ー组中的4个所述光电ニ极管均按照各自的平面以四象限均匀分布。进ー步，所述寻找追踪单元、所述精确跟踪单元、所述透镜支架、所述电路板及所述玻璃透镜均罩扣在所述半球型玻璃罩内，所述半球型玻璃罩的表面有度膜层。进ー步，所述半球型玻璃罩与外壳之间、及所述外壳与固定底座之间均设置有防水密封圈，所述传感器上设置有485输出网线接口和232输出网线接ロ。本技术结构紧凑，被控设备的跟踪精度可优于0. I度以上，适用于地球上可利用太阳能发电的任何地区使用。附图说明图I为本技术结构示意图；图2为本技术后视图；图3为本技术剖视图；图4为图3中A-A向视图；图5为本技术控制原理方框图。具体实施方式下面，參考附图，对本技术进行更全面的说明，附图中示出了本技术的示例性实施例。然而，本技术可以体现为多种不同形式，并不应理解为局限于这里叙述的示例性实施例。而是，提供这些实施例，从而使本技术全面和完整，并将本技术的范围完全地传达给本领域的普通技术人员。为了易于说明，在这里可以使用诸如“上”、“下” “左” “右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的位置关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。本技术工作原理I、一级寻找追踪模式当第一组光电ニ极管当中的I个或2个同时受到太阳光线的照射时，说明太阳在传感器被照射光电ニ极管相应方向的斜后方，此时控制器将引导传、感器向太阳的方向转动，直到第二组光电ニ极管当中的任意一个接收到太阳光线为止。当第一组光电ニ极管当中的4个同时受到太阳光线的照射时，说明太阳在传感器的正后方，此时控制器将引导传感器向相反的方向转动，直到第二组光电ニ极管当中的任意一个接收到太阳光线为止。当第二组光电ニ极管当中的任意一个受到太阳光线的照射时，单片机检测四个光电ニ极管13的电流并计算电流偏差值，判断太阳的实际位置后，再通过驱动器控制电路输出数字脉冲控制步进电机旋转，使传感器的中心向垂直于太阳光线的方向移动。直至PSD接收到光线信号。2、ニ级精确跟踪模式当太阳光线通过透镜聚焦后照射在PSD光电转换部件的感光面上时，系统自动进入ニ级精确跟踪模式，PSD光电转换部件14同样成四象限分布，单片机检测PSD光电转换部件14的电流并计算电流偏差值，判断太阳的实际精确位置后，再通过驱动器控制电路输出数字脉冲控制步进电机旋转，使传感器的中心向垂直于太阳光线的方向移动，完成精确跟踪。 如图I至图5所示，本技术太阳位置传感器，包括寻找追踪单元和精确跟踪单元，其中，寻找追踪单元包括均匀分布的若干个光电ニ极管13和22，精确跟踪単元包括PSD光电转换部件14。8个光电ニ极管分为两组，安装在外壳5圆周面上的4个光电ニ极管22为第一组，安在透镜支架2上的4个光电ニ极管13为第二组。每ー组中的光电ニ极管按照各自的平面以四象限均匀分布，即4个光电ニ极管22设置在同一平面上，并且4个光电ニ极管22设置在一圓周上，其以该平面的四象限均匀分布；4个光电ニ极管13也设置在同一平面上，并且4个光电ニ极管13也设置在一圓周上，其以该平面的四象限均匀分布。每ー象限内的一个光电ニ极管形成一个检测単元。根据结构要求的不同，光电ニ极管13和22可分布在平面或整体球面上，当光电ニ极管13和22分布在平面上时，其各自按照平面的四象限均匀分布，每ー象限内的光电ニ极管形成ー个检测单元。本实施例中，在透镜支架2的平面上和外壳5圆周面上各设置有4个光电ニ极管，每ー个象限内设置I个光电ニ极管，两组光电ニ极管各自设置在相应的圆周面上。当传感器按照结构的要求设计成球形时，光电ニ极管将按照球面的八象限均匀分布，每ー象限内的光电ニ极管形成ー个检测单元。本技术中利用光电ニ本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.太阳位置传感器，其特征在于，该传感器包括寻找追踪单元和精确跟踪单元，其中，寻找追踪单元包括均匀分布的若干个光电二极管，各个光电二极管分别接受太阳光线的照射以产生电流，通过计算电流偏差值来初步确定太阳的位置，以引导太阳位置传感器向着太阳的方向转动，使太阳光线进入精确跟踪单元的探测范围。2.如权利要求I所述的太阳位置传感器，其特征在于，若干个所述光电二极管分布在若干个平面上，并且同一平面上设置的若干个所述光电二极管按照各自的平面以四象限均匀分布，每一象限内的所述光电二极管形成一个检测单元。3.如权利要求2所述的太阳位置传感器，其特征在于，所述光电二极管分布在2个平面上，每一个所述平面上均设置有4个所述光电二极管，每一个象限内设置I个所述光电二极管，同一所述平面上的4个所述光电二极管设置在一圆周上。4.如权利要求3所述的太阳位置传感器，其特征在于，所述精确跟踪单元包括PSD光电转换部件，该PSD光电转换部件设置在所述圆周的圆心处，PSD光电转换部件包括呈四象限 分布的四个感光单元；各个感光单元被太阳光线照射后产生相应的电压与电流，通过计算电流偏差值来判断太阳的实际精确位置，以引导传感器的中心向垂直于太阳光线的方向移动，直到四个感光单元的输出电流平衡为止，完成精确跟踪。5.如权利要求4所述的太阳位置传感器，其特征在于，所述寻找追踪单元、精确跟踪单元及其电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛黎明，纪东斌，康茂轩，国晓军，
申请(专利权)人：中海阳新能源电力股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：