专利名称：可识别直射光、漫射光的太阳光跟踪传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型提供一种应用于太阳能发电设备的太阳光跟踪装置，尤其是一种可识别直射光、漫射光的太阳光跟踪传感器。
背景技术：
太阳能是各种可再生能源中最重要的能源之一，在世界能源消耗殆尽的大趋势下，未来世界的发展必定要打响能源战。开发利用太阳能成为国际社会的一大主题和共同行动，各国政府都将太阳能资源用作为国家可持续发展战略的重要内容。各种太阳能产品已经得到大量的应用。尤其是太阳能发电，发展极为迅速。世界各国纷纷扶持太阳能清洁能源的发展。对于太阳能发电，采用跟踪系统的太阳能发电站可以大大提高太阳能电池的发电效率。现有的跟踪系统有单轴跟踪系统和双轴跟踪系统。在目前，太阳能电池仍就是整个太阳能发电站投资最大的一块，这样必须要求承载电池板的跟踪系统要有足够的稳定性和可靠性。对于平板太阳能电池来说对跟踪系统的精度要求不是太高，普通跟踪系统已基本满足它的跟踪要求，对于砷化镓高倍聚光太阳能电池来说，它对跟踪系统的精度要求苛刻。 高倍聚光太阳能电池发电效率较平板太阳能电池发电效率高，性能优越，发展迅速，应用高倍聚光太阳能电池将是未来太阳能发电的大势所趋。目前太阳能行业极需一种高可靠性、高追踪精确、工艺简单、成本低廉的跟踪技术。

实用新型内容根据以上现有技术的不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种可靠性高、 追踪精确、工艺简单的可识别直射光、漫射光的太阳光跟踪传感器。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种可识别直射光、漫射光的太阳光跟踪传感器，包括基板、A/D转换器和控制芯片，A/D转换器的输出端连接控制芯片， 控制芯片的输出端连接接受控制信号的执行机构，其特征在于基板上设置角度检测器和直/漫检测器，角度检测器和直/漫检测器的输出端连接A/D转换器的输入端。角度检测器完成对太阳光是否直射的检测，直/漫检测器完成对光线的直射还是漫射的检测，通过角度检测器和直/漫检测器在外界光照的情况下可以产生线性的电流， 线性电流经电路可以转换为线性电压，这个线性的电压通过A/D转换器进行AD采样，然后通过控制芯片进行处理、判断，最后控制执行机构控制电池板转换角度等动作，完成对太阳
艮S宗。其中优选方案是所述的角度检测器包括固定在基板上的小遮光板、第一感光元件和大遮光板，大遮光板设置在小遮光板中部，大遮光板和小遮光板之间设置第一感光元件，第一感光元件均布在大遮光板四周，第一感光元件的输出端连接A/D转换器的输入端。感光元件可以采用感光二极管，优选在大遮光板四相设置。当太阳光是直射检测器的时候，遮光板就不会遮挡照射上下两感光二极管的太阳光，此时两感光二极管受同样的太阳光照射，控制芯片分别采样上下感光二极管的电压信号，对这些信号进行比较，此时没有电压差控制芯片没有输出驱动信号；当太阳偏向上端感光二极管时，太阳光就会被遮光板遮挡，从而导致下端感光二极管部分被太阳光照射或者是全部不被太阳光照射，此时控制芯片在分别采样上下感光二极管的电压信号经过比较就会出现电压差，从而控制芯片输出相应的驱动信号。所述的小遮光板的高度大于第一感光元件的高度，并且低于大遮光板的高度。正常工作的角度小于180度，但是它增加了小遮光板可以遮挡来自外部的辐射，这样使角度检测器具有很好的抗辐射性能。所述的直/漫检测器包括固定在基板上的遮光板、第二感光元件和第三感光元件，第二感光元件设置在基板四周，并且不被遮光板遮挡，第三感光元件设置在遮光板正下方。在直射光(硬光)照射下，物体会产生阴影，而这种情况下，阴影部分和非阴影部分的明暗对比度要比在漫射光情况下的投影要强烈的多。因此在太阳光直/漫检测器功能中， 在没有直射光的情况下，第二感光元件和第三感光元件采样得到的电压基本一致，设定直射光检测功能，只有当检测到直射光存在时，开启直射光跟踪。当检测到直射光不存在时， 将关闭直射光跟踪。本实用新型可识别直射光、漫射光的太阳光跟踪传感器所具有的有益效果是通过在基板上设置角度检测器和直/漫检测器，角度检测器和直/漫检测器的输出端连接A/D 转换器的输入端，在原有跟踪器的基础上，增加直射和漫射的区别检测装置，角度检测器完成对太阳光是否直射的检测，直/漫检测器完成对光线的直射还是漫射的检测，通过角度检测器和直/漫检测器在外界光照的情况下可以产生线性的电流，线性电流经电路可以转换为线性电压，这个线性的电压通过A/D转换器进行AD采样，然后通过控制芯片进行处理、 判断，最后控制执行机构控制电池板转换角度等动作，完成对太阳光跟踪。本实用新型生产成本低、生产工艺简单、可靠性高、抗干扰性能强、跟踪精度高。

图1为本实用新型的电气原理方框图；图2为本实用新型的角度检测器的结构示意图；图3为图2的A-A视图；图4为本实用新型的直/漫检测器的结构示意图；其中1、小遮光板 2、感光元件 3、大遮光板 4、5、基板 6、遮光板 7、阴影 8、9、感光元件。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例做进一步描述如图1所示，A/D转换器的输出端连接控制芯片，控制芯片的输出端连接接受控制信号的执行机构，其特征在于基板上设置角度检测器和直/漫检测器，角度检测器和直/ 漫检测器的输出端连接A/D转换器的输入端。两个检测器既可以采用同一块基板，也可以不同的基板设置于不同的位置。角度检测器完成对太阳光是否直射的检测，直/漫检测器完成对光线的直射还是漫射的检测， 通过角度检测器和直/漫检测器在外界光照的情况下可以产生线性的电流，线性电流经电路可以转换为线性电压，这个线性的电压通过A/D转换器进行AD采样，然后通过控制芯片进行处理、判断，最后控制执行机构控制电池板转换角度等动作，完成对太阳光跟踪。如图2、图3所示，角度检测器包括固定在基板4上的小遮光板1、感光元件2和大遮光板3，大遮光板3设置在小遮光板1中部，大遮光板3和小遮光板1之间设置感光元件 2，感光元件2均布在大遮光板3四周，感光元件2的输出端连接A/D转换器的输入端。感光元件2可以采用太阳能电池、感光二极管、光敏电阻等，在大遮光板3的四相设置，即在大遮光板的前后左右四个正对的位置。大遮光板3和小遮光板1的形状可以是矩形、圆形等，优选矩形。以感光二极管为例，当太阳光是直射检测器的时候，大遮光板3就不会遮挡照射上下两感光二极管的太阳光，此时两感光二极管受同样的太阳光照射，控制芯片分别采样上下感光二极管的电压信号，对这些信号进行比较，此时没有电压差控制芯片没有输出驱动信号；当太阳偏向上端感光二极管时，太阳光就会被遮光板遮挡，从而导致下端感光二极管部分被太阳光照射或者是全部不被太阳光照射，此时控制芯片在分别采样上下感光二极管的电压信号经过比较就会出现电压差，从而控制芯片输出相应的驱动信号。小遮光板1的高度大于感光元件2的高度，并且低于大遮光板3的高度。正常工作的角度小于180度，但是它增加了小遮光板1可以遮挡来自外部的辐射，这样使角度检测器具有很好的抗辐射性能。如图4所示，直/漫检测器包括固定在基板5上的遮光板6、感光元件8和感光元件9，感光元件8设置在基板5四周，并且不被遮光板6遮挡，感光元件9设置在遮光板6正下方。在直射光(硬光)照射下，物体会产生阴影7，而这种情况下，阴影部分和非阴影部分的明暗对比度要比在漫射光情况下的投影要强烈的多。因此在太阳光直/漫检测器功能中，在没有直射光的情况下，感光元件8和感光元件9采样得到的电压基本一致，设定直射光检测功能，只有当检测到直射光存在时，开启直射光跟踪。当检测到直射光不存在时，将关闭直射光跟踪。本实用新型中的A/D转换器、控制芯片和执行机构为普通现有技术，其设置和使用为本行业技术人员所掌握。工作原理和使用过程角度检测器完成对太阳光是否直射的检测，当太阳光的时候，大遮光板3就不会遮挡照射上下两感光二极管的太阳光，此时两感光二极管受同样的太阳光照射，控制芯片分别采样上下感光二极管的电压信号，对这些信号进行比较，此时没有电压差控制芯片没有输出驱动信号；当太阳偏向上端感光二极管时，太阳光就会被遮光板遮挡，从而导致下端感光二极管部分被太阳光照射或者是全部不被太阳光照射，此时控制芯片在分别采样上下感光二极管的电压信号经过比较就会出现电压差，从而控制芯片输出相应的驱动信号。直/漫检测器完成对光线的直射还是漫射的检测，在没有直射光的情况下，感光元件8和感光元件9采样得到的电压基本一致，设定直射光检测功能，只有当检测到直射光存在时，开启直射光跟踪。当检测到直射光不存在时，将关闭直射光跟踪。[0032] 角度检测器和直/漫检测器产生线性的电流，线性电流经电路可以转换为线性电压，这个线性的电压通过A/D转换器进行AD采样，然后通过控制芯片进行处理、判断，最后控制执行机构控制电池板转换角度等动作，完成对太阳光跟踪。
权利要求1.一种可识别直射光、漫射光的太阳光跟踪传感器，包括基板、A/D转换器和控制芯片，A/D转换器的输出端连接控制芯片，控制芯片的输出端连接接受控制信号的执行机构， 其特征在于基板上设置角度检测器和直/漫检测器，角度检测器和直/漫检测器的输出端连接A/D转换器的输入端。
2.根据权利要求1所述的可识别直射光、漫射光的太阳光跟踪传感器，其特征在于所述的角度检测器包括固定在基板上的小遮光板、第一感光元件和大遮光板，大遮光板设置在小遮光板中部，大遮光板和小遮光板之间设置第一感光元件，第一感光元件均布在大遮光板四周，第一感光元件的输出端连接A/D转换器的输入端。
3.根据权利要求2所述的可识别直射光、漫射光的太阳光跟踪传感器，其特征在于所述的小遮光板的高度大于第一感光元件的高度，并且低于大遮光板的高度。
4.根据权利要求1所述的可识别直射光、漫射光的太阳光跟踪传感器，其特征在于所述的直/漫检测器包括固定在基板上的遮光板、第二感光元件和第三感光元件，第二感光元件设置在基板四周，并且不被遮光板遮挡，第三感光元件设置在遮光板正下方。
专利摘要一种可识别直射光、漫射光的太阳光跟踪传感器，属于太阳光跟踪装置领域。包括基板、A/D转换器和控制芯片，A/D转换器的输出端连接控制芯片，控制芯片的输出端连接接受控制信号的执行机构，其特征在于基板上设置角度检测器和直/漫检测器，角度检测器和直/漫检测器的输出端连接A/D转换器的输入端。角度检测器完成对太阳光是否直射的检测，直/漫检测器完成对光线的直射还是漫射的检测，通过角度检测器和直/漫检测器在外界光照的情况下可以产生线性的电流转换为线性电压，通过A/D转换器进行AD采样，通过控制芯片进行处理，最后执行机构控制电池板动作，完成对太阳光跟踪。本实用新型成本低、工艺简单、可靠性高、抗干扰性能强、跟踪精度高。
文档编号G01D5/56GK202216703SQ20112030665
公开日2012年5月9日 申请日期2011年8月22日 优先权日2011年8月22日
发明者任冲, 李京台, 潘云珠, 王士莹, 靖宝华 申请人:临沂巨皇新能源科技发展有限公司