太陽追蹤定位探測裝置的製作方法

2023-07-17 01:55:16

專利名稱：太陽追蹤定位探測裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於太陽能利用領域，特別是一種太陽追蹤定位探測裝置。
背景技術：
節能減排是當今社會的一大主題，而太陽能作為一種取之不盡，用之不竭的清潔無汙染的能源，可以緩解當今社會資源短缺的問題。目前，人們主要將太陽能轉化為熱能、電能加以利用，但太陽與轉換裝置之間的相對位置極大影響了太陽能的利用率。為了提高太陽能的利用率，可以對太陽進行實時追蹤。太陽追蹤裝置一般由太陽位置探測裝置、控制裝置、執行裝置三部分組成。控制裝置接收太陽位置探測裝置傳遞的信號後，控制執行裝置動作，從而使太陽能利用裝置達到陽光直射；因此，太陽位置探測裝置的探測精度就決定了太陽追蹤裝置的追蹤精度，而目前大部分的太陽位置探測裝置受天氣的影響較大，且精度較低，不能滿足現在發展的需求。

發明內容
本發明的目的在於提供一種追蹤精度高、成本低、不受天氣影響的太陽追蹤定位探測裝置。

實現本發明目的的技術解決方案為:
一種太陽追蹤定位探測裝置，包括底板，水平光電傳感器，水平遮光器，俯仰光電傳感器和俯仰遮光器，水平光電傳感器和俯仰光電傳感器設置在底板上，水平遮光器設置在水平光電傳感器一側，水平光電傳感器在其一側的水平至垂直範圍內位於水平遮光器的投影面內，俯仰遮光器設置在俯仰光電傳感器上方，俯仰光電傳感器在其垂直方向位於俯仰遮光器投影面內；其中，俯仰光電傳感器不能位於水平遮光器在水平光電傳感器一側的正投影面內。本發明與現有技術相比，其顯著優點:
本發明太陽追蹤定位探測裝置採用遮光器與光電傳感器配合，能夠精確定位太陽的水平與俯仰位置，不受天氣變化的影響，保證光伏組件始終接受太陽直射，大大提高光能利用率。下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述。


圖1是本發明的實施例1的結構示意圖。圖2是本發明的實施例2的結構示意圖。
具體實施例方式一種太陽追蹤定位探測裝置，包括底板1，水平光電傳感器2，水平遮光器3，俯仰光電傳感器4和俯仰遮光器5，其中，水平光電傳感器2和俯仰光電傳感器4設置在底板I上，水平遮光器3設置在水平光電傳感器2 —側，水平光電傳感器2在其一側的水平至垂直範圍內位於水平遮光器3的投影面內，俯仰遮光器5設置在俯仰光電傳感器4上方,俯仰光電傳感器4在其垂直方向位於俯仰遮光器5投影面內。水平遮光器3同時對應設置在水平光電傳感器2的另一側，水平光電傳感器2在對稱兩側水平至垂直範圍內位於水平遮光器3的投影面內。俯仰遮光器5為遮光板,通過柱狀結構固定在底板I上，位於俯仰光電傳感器4的上方，俯仰光電傳感器4在垂直方向位於遮光板的投影面內。水平遮光器3在與底板I垂直的方向上的投影面積與水平光電傳感器2的輪廓相配合，在垂直於水平遮光器3方向上的投 影寬度與水平光電傳感器2的輪廓相配合；所述的俯仰遮光器5在與底板I垂直的方向上的投影面積與俯仰光電傳感器4的輪廓相配合。本發明的工作原理如下:
陽光照射下的物體會產生陰影，陰影的方向與太陽光線的方向一致。當水平遮光器3的陰影沒有完全遮住水平光電傳感器2時，說明底板I在水平方向上沒有達到太陽直射，控制裝置接收到水平光電傳感器2傳遞的信號後會控制執行裝置在水平方向上的電機轉動，直到水平遮光器3的陰影完全遮住水平光電傳感器2，水平方向上的電機才停止轉動，使底板I在水平方向上達到太陽直射。當俯仰遮光器5的陰影沒有完全遮住俯仰光電傳感器4時，說明底板I在俯仰方向上沒有達到太陽直射，控制裝置接收到此時俯仰光電傳感器4傳遞的信號後會控制執行裝置在俯仰方向上的電機轉動，直到俯仰遮光器5的陰影完全遮住俯仰光電傳感器4，俯仰方向上的電機才停止轉動，使底板I在俯仰方向上達到太陽直射。當水平遮光器3的陰影完全遮住水平光電傳感器2、俯仰遮光器5的陰影完全遮住俯仰光電傳感器4時，底板I此時達到太陽直射；當將本發明運用在光伏組件上時，因為底板I是平行安裝在光伏組件上的，因此光伏組件此時達到太陽直射。陰天時太陽光線暗，但是遮光器在太陽照射下產生的陰影與太陽光線之間仍然存在著明顯對比，故本探測裝置可以繼續精確定位太陽位置，從而使太陽追蹤裝置不受天氣變化的影響；當太陽光線暗到不適合太陽能利用裝置工作時，檢測光照強度的光電傳感器將信號傳遞給控制裝置，控制裝置會使太陽追蹤裝置停止工作，降低太陽追蹤裝置的能源損耗。水平方向上太陽追蹤定位探測裝置的運動軌跡:從早晨到晚上，太陽的運動軌跡是自東向西，執行裝置的初始設定軌跡也是自東向西，初始設定位置是朝向東方的。晚上，執行裝置是朝向西方的，第二天早晨，朝向西方的執行裝置會繼續自東向西轉動一定角度觸動水平位置傳感器，控制裝置接受到水平位置傳感器的信號後會使執行裝置在水平方向上復位，從而使執行裝置一直追蹤太陽自東向西轉動。俯仰方向上太陽追蹤定位探測裝置的運動軌跡:從早晨到中午，太陽的運動軌跡是自低到高，從中午到晚上，太陽的運動軌跡是自高到低。從早晨到中午，執行裝置跟隨太陽自低到高轉動；從中午到晚上，執行裝置首先會繼續自低到高轉動一定角度。因此，本發明可以應用於任何太陽追蹤裝置，重點在於光電傳感器檢測太陽照射下遮光器的陰影確定太陽的水平、俯仰位置。陰影與太陽光線之間存在明顯對比，可以使太陽追蹤裝置不受天氣變化的影響。
實施例1:
一種太陽追蹤定位探測裝置，包括底板1，水平光電傳感器2，水平遮光器3，俯仰光電傳感器4和俯仰遮光器5，其中，水平光電傳感器2和俯仰光電傳感器4設置在底板I上，水平遮光器3為L型板材，L型板材分為兩段，兩段結構垂直，L型板材的一段固定在底板I上，與底板I垂直，位於水平光電傳感器2的一側，另一段位於水平光電傳感器2的上方，水平光電傳感器2在垂直於兩段板材的方向範圍內的投影面內，俯仰遮光器5為遮光板，通過柱狀結構固定在底板I上，與底板I平行，位於俯仰光電傳感器4的上方,俯仰光電傳感器4在垂直方向位於遮光板的投影面內。本實施例的水平光電傳感器2和俯仰光電傳感器4為圓形狀,L型板材在與底板I垂直的方向上的投影面積的寬度與光電傳感器的直徑相同；在垂直於L型板材方向上的投影寬度與光電傳感器的直徑相同。本實施例中的L型板材的兩段並不一定要垂直，L型板材的兩端也不一定要分別與底板I垂直和平行，只要水平光電傳感器2在其一側的水平至垂直範圍內位於L型板材的投影面內即可；俯仰遮光器5也不一定要與底板I垂直，只要俯仰光電傳感器4在其垂直方向位於俯仰遮光器5投影面內即可。此實施例在使用的過程中，L型板材將在水平光電傳感器2另一側的一面作為向光面，使其面朝陽光方向。實施例2:
一種太陽追蹤定位探測裝置，包括底板1，水平光電傳感器2，水平遮光器3，俯仰光電傳感器4和俯仰遮光器5，其中，水平光電傳感器2和俯仰光電傳感器4設置在底板I上，水平遮光器3為三面包圍的拱門型板材，拱門型板材分為三段，中間段垂直於兩邊段，拱門型板材的兩邊段固定在底板I上，與底板I垂直，兩邊段分別位於水平光電傳感器2的對應的兩側，中間段位於水平光電傳感器2的上方，水平光電傳感器2在垂直於三段板材的方向範圍內的投影面內，俯仰遮·光器5為遮光板，通過柱狀結構固定在底板I上，與底板I平行，位於俯仰光電傳感器4的上方，俯仰光電傳感器4在垂直方向位於遮光板的投影面內。本實施例的水平光電傳感器2和俯仰光電傳感器4為圓形狀,在垂直於拱門型板材三段方向上的投影寬度與光電傳感器的直徑相同。本實施例中的拱門型板材的中間段並不一定要與兩邊段垂直，拱門型板材的兩段和中間段也不一定要分別與底板I垂直和平行，只要水平光電傳感器2在其水平至垂直範圍內位於L型板材的投影面內即可；俯仰遮光器5也不一定要與底板I垂直，只要俯仰光電傳感器4在其垂直方向位於俯仰遮光器5投影面內即可。此實施例在使用的過程中，拱門型板材的兩側面都可以作為向光面，使其面朝陽光方向。實施例3:
一種太陽追蹤定位探測裝置，包括底板1，水平光電傳感器2，水平遮光器3，俯仰光電傳感器4和俯仰遮光器5，其中，水平光電傳感器2和俯仰光電傳感器4設置在底板I上，水平遮光器3為弧形板材,弧型板材的一端固定在底板I上，位於水平光電傳感器2的一側，另一端位於水平光電傳感器2的上方，水平光電傳感器2在垂直於弧形板材的方向範圍內的投影面內，俯仰遮光器5為遮光板，通過柱狀結構固定在底板I上，與底板I平行，位於俯仰光電傳感器4的上方,俯仰光電傳感器4在垂直方向位於遮光板的投影面內。本實施例的水平光電傳感器2和俯仰光電傳感器4為方形狀,弧型板材在垂直於弧型板材方向上的投影寬度與光電傳感器的邊長相同。此實施例在使用的過程中，弧形板材將在水平光電傳感器2另一側的一面作為向光面，使其面朝陽光 方向。
權利要求
1.一種太陽追蹤定位探測裝置，其特徵在於:包括底板(1)，水平光電傳感器(2)，水平遮光器(3 )，俯仰光電傳感器(4 )和俯仰遮光器(5 )，水平光電傳感器(2 )和俯仰光電傳感器(4 )設置在底板(I)上，水平遮光器(3 )設置在水平光電傳感器(2 ) —側，水平光電傳感器(2 )在其一側的水平至垂直範圍內位於水平遮光器(3 )的投影面內，俯仰遮光器(5 )設置在俯仰光電傳感器(4)上方，俯仰光電傳感器(4)在其垂直方向位於俯仰遮光器(5)投影面內；其中，俯仰光電傳感器(4)不能位於水平遮光器(3)在水平光電傳感器(2)—側的正投影面內。
2.根據權利要求1所述的一種太陽追蹤定位探測裝置，其特徵在於:所述的水平遮光器(3 )同時對應設置在水平光電傳感器(2 )的另一側，水平光電傳感器(2 )在對稱兩側水平至垂直範圍內位於水平遮光器(3)的投影面內。
3.根據權利要求1所述的一種太陽追蹤定位探測裝置，其特徵在於:所述的俯仰遮光器(5)為遮光板,通過柱狀結構固定在底板(I)上，位於俯仰光電傳感器(4)的上方,俯仰光電傳感器(4)在垂直方向位於遮光板的投影面內。
4.根據權利要求1所述的一種太陽追蹤定位探測裝置，其特徵在於:所述的水平遮光器(3)在與底板(I)垂直的方向上的投影面積與水平光電傳感器(2)的輪廓相配合，在垂直於水平遮光器(3)方向上的投影寬度與水平光電傳感器(2)的輪廓相配合；所述的俯仰遮光器(5)在與底板(I )垂直的方向上的投影面積與俯仰光電傳感器(4)的輪廓相配合。
全文摘要
本發明公開了一種太陽追蹤定位探測裝置，包括底板，水平光電傳感器，水平遮光器，俯仰光電傳感器和俯仰遮光器，水平光電傳感器和俯仰光電傳感器設置在底板上，水平遮光器設置在水平光電傳感器一側，水平光電傳感器在其一側的水平至垂直範圍內位於水平遮光器的投影面內，俯仰遮光器設置在俯仰光電傳感器上方，俯仰光電傳感器在其垂直方向位於俯仰遮光器投影面內；其中，俯仰光電傳感器不能位於水平遮光器在水平光電傳感器一側的正投影面內；本發明採用遮光器與光電傳感器配合，能夠精確定位太陽的水平與俯仰位置，不受天氣變化的影響，保證光伏組件始終接受太陽直射，大大提高光能利用率。
文檔編號G01C1/00GK103234510SQ20131012484
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月11日 優先權日2013年4月11日
發明者李宗濤, 李志剛, 於存貴, 齊賢偉, 李猛, 崔二巍, 魏浩, 陳帥, 黃超, 趙純, 汪國梁, 邵培, 李恩義, 陳娜 申請人:南京理工大學