專利名稱：太陽能跟蹤傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于太陽能技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種太陽能自動跟蹤裝置用的太陽能跟蹤
傳感器，適用于太陽能能源站同步跟蹤控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著太陽能應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，近年來太陽能電站也不斷增多，人們對太陽能電站 的要求也越來越高，除了要求太陽能電池板能夠具有有效日照時(shí)間內(nèi)的全程跟蹤功能外， 還對太陽能電池板跟蹤太陽方位角和高度角的跟蹤精度要求也有越來越高。通常檢測跟 蹤太陽光的太陽能跟蹤傳感器設(shè)置在太陽能自動跟蹤裝置的四個(gè)方位上，這種結(jié)構(gòu)的弊端 是太陽能光伏發(fā)電裝置的面積很大，各方位上的光敏電阻光照對比度小，采集信號的精度 不高。傳統(tǒng)的太陽能傳感器也有設(shè)置在太陽能自動跟蹤裝置的中央，隔離遮擋較為簡單，而 且安裝時(shí)要破壞太陽能發(fā)電裝置的光伏電池板，安裝麻煩，調(diào)試也很困難。隨著太陽能發(fā) 電站的增多，人們希望能提供一種結(jié)構(gòu)簡單、安裝調(diào)試方便，控制精度高的太陽能跟蹤傳感 器。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單，安裝調(diào)試方便，控制精度高的太陽能 跟蹤傳感器。 為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是，一種太陽能跟蹤傳感器，包括筒體 以及設(shè)置在筒體內(nèi)的通道隔板、交叉隔板、橫隔板和傳感器電路板，所述筒體為上端開口 ， 下端帶有底蓋的殼體，在筒體的內(nèi)腔中置有一橫隔板，通道隔板和交叉隔板裝在橫隔板上 方，橫隔板上方腔體被通道隔板分割成水平通道和垂直通道，位于筒體中心的水平通道和 垂直通道交叉處又被交叉隔板完全隔斷，橫隔板上方腔體形成右側(cè)通道、左側(cè)通道、上側(cè)通 道和下側(cè)通道；右光敏電阻RT1固定在右側(cè)通道內(nèi)的橫隔板上，左光敏電阻RT3固定在左 側(cè)通道內(nèi)的橫隔板上，上光敏電阻RT2固定在上側(cè)通道內(nèi)的橫隔板上，下光敏電阻RT4固定 在下側(cè)通道內(nèi)的橫隔板上；傳感器電路板裝在橫隔板下方，且右光敏電阻RT1、左光敏電阻 RT3、上光敏電阻RT2和下光敏電阻RT4均與傳感器電路板電連接。 所述傳感器電路板上的傳感器電路包括方位角測量電路、方位角比較電路、方位 角放大電路、高度角測量電路、高度角比較電路、高度角放大電路和供電電路；方位角測量 電路的輸出端與方位角比較電路的輸入端電連接，方位角比較器的輸出端與方位角放大電 路的輸入端電連接，方位角放大電路的輸出端為傳感器電路的信號輸出端；同樣，高度角測 量電路的輸出端與高度角比較電路的輸入端電連接，高度角比較電路的輸出端與高度角放 大電路的輸入端電連接，高度角放大電路的輸出端為傳感器電路的信號輸出端；供電電路 與方位角測量電路、方位角比較電路、方位角放大電路、高度角測量電路、高度角比較電路 和高度角放大電路組成供電回路。 所述方位角測量電路包括右光敏電阻RT1、左光敏電阻RT3、第一電位器RP1和第一電容Cl ;所述方位角比較電路包括第一 比較器IC1A和第一 電阻Rl ，所述方位角放大電路 包括第一三極管Ql和第三電阻R3 ;所述高度角測量電路包括上光敏電阻RT2、下光敏電阻 RT4、第二電位器RP2和第二電容C2 ;所述高度角比較電路包括第二比較器IC1B和第二電 阻R2，所述高度角放大電路包括第二三極管Q2和第四電阻R4 ;所述供電電路包括第一二極 管VD1、第二二極管VD2和第三二極管VD3 ; 所述第一電位器RP1的一端與右光敏電阻RT1的另一端電連接，第一電位器RP1 的另一端與左光敏電阻RT3的一端電連接，第一電位器RP1的動觸點(diǎn)與第一電容C1的正極 電連接且與第一比較器IC1A的正端電連接； 所述第二電位器RP2的一端與上光敏電阻RT2的另一端電連接，第二電位器RP2 的另一端與下光敏電阻RT4的一端電連接，第二電位器RP2的動觸點(diǎn)與第二電容C2的正極 電連接且與第二比較器IC1B的正端電連接； 所述第一比較器IC1A的負(fù)端與第一電阻R1的另一端電連接，且分別與第二電阻 R2的另一端和第二比較器IC1B的負(fù)端電連接； 所述第一比較器IC1A的輸出端連接第三電阻R3的一端，所述第三電阻R3的另一 端與第一三極管Ql的基極電連接；所述第二比較器IC1B的輸出端連接第四電阻R4的一 端；所述第四電阻R4的另一端與第二三極管Q2的基極電連接；第一三極管Ql的集電極與 第二三極管Q2的集電極電連接；第一三極管Q1的發(fā)射極A端和第二三極管Q2的發(fā)射極B 端為傳感器電路的信號輸出端； 所述第一二極管VD1的負(fù)端與第三二極管VD3的負(fù)端電連接，且分別與第一比較 器IC1A的8腳、第二比較器IC1B的8腳、第一電阻Rl的一端、右光敏電阻RT1的一端和下 光敏電阻RT4的另一端電連接；第三二極管VD3的正端與第二二極管VD2的正端電連接，且 分別與第一比較器IC1A的4腳、第二比較器IC1B的4腳、第一三極管Ql和第二三極管Q2 的集電極、左光敏電阻RT3的另一端、上光敏電阻RT2的一端、第一電容Cl和第二電容C2 的負(fù)極和第二電阻R2的一端電連接；第一二極管VD1的正端VDD和第二二極管VD2的負(fù)端 VSS為傳感器電路的電源輸出端。 本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)；該太陽能跟蹤傳感器結(jié)構(gòu)簡單，光敏 電阻和傳感器電路板安裝在一個(gè)筒體內(nèi)，可以自成系統(tǒng)形成一個(gè)獨(dú)立的產(chǎn)品。各地區(qū)可以 根據(jù)本地區(qū)的地理位置，設(shè)計(jì)不同高度筒體的太陽能跟蹤傳感器，并改變其左側(cè)通道、右側(cè) 通道和上側(cè)通道和下側(cè)通道的寬度，尋找到適合本地區(qū)的最佳尺寸，從而提高太陽能跟蹤 傳感器的跟蹤精度。該太陽能跟蹤傳感器可以單獨(dú)安裝在太陽能能源站的某一處，與太陽 能能源站同步跟蹤控制系統(tǒng)相連接，能將其輸出的信號發(fā)送到計(jì)算機(jī)CPU數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)， 通過計(jì)算機(jī)通訊接口控制整個(gè)太陽能能源站的所有太陽能自動跟蹤裝置的方位角傳動電 機(jī)和高度角傳動電機(jī)，無需在每一個(gè)太陽能自動跟蹤裝置上安裝太陽能跟蹤傳感器。該太 陽能跟蹤傳感器是通過計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試的，安裝調(diào)試操作也十分方便。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)的立體示意圖； 圖2是本實(shí)用新型的俯視示意圖； 圖3是本實(shí)用新型的剖視示意圖；[0016] 圖4是本實(shí)用新型的傳感器電路板4的電路結(jié)構(gòu)框圖； 圖5是本實(shí)用新型的傳感器電路板4的電路示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖給出的實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)地說明。 如圖1、圖2和圖3所示，一種太陽能跟蹤傳感器，包括筒體1以及設(shè)置在筒體l內(nèi) 的通道隔板2、交叉隔板3、橫隔板5和傳感器電路板4，所述筒體1為上端開口 ，下端帶有底 蓋8的殼體，在筒體1的內(nèi)腔中置有一橫隔板5，通道隔板2和交叉隔板3裝在橫隔板5上 方，橫隔板5上方腔體被通道隔板2分割成水平通道6和垂直通道7，位于筒體1中心的水 平通道6和垂直通道7交叉處又被交叉隔板3完全隔斷，橫隔板5上方腔體形成右側(cè)通道 6-l、左側(cè)通道6-2、上側(cè)通道7-1和下側(cè)通道7-2 ;右光敏電阻RT1固定在右側(cè)通道6_1內(nèi) 的橫隔板5上，左光敏電阻RT3固定在左側(cè)通道6-2內(nèi)的橫隔板5上，上光敏電阻RT2固定 在上側(cè)通道7-l內(nèi)的橫隔板5上，下光敏電阻RT4固定在下側(cè)通道7-2內(nèi)的橫隔板5上；傳 感器電路板4裝在橫隔板5下方，且右光敏電阻RT1、左光敏電阻RT3、上光敏電阻RT2和下 光敏電阻RT4均與傳感器電路板4電連接。 如圖4所示，傳感器電路板4上的傳感器電路包括方位角測量電路4-l、方位角比 較電路4-2、方位角放大電路4-3、高度角測量電路4-4、高度角比較電路4-5、高度角放大電 路4-6和供電電路4-7 ;方位角測量電路4-l的輸出端與方位角比較電路4-2的輸入端電 連接，方位角比較器4-2的輸出端與方位角放大電路4-3的輸入端電連接，方位角放大電路 4-3的輸出端為傳感器電路的信號輸出端；同樣，高度角測量電路4-4的輸出端與高度角比 較電路4-5的輸入端電連接，高度角比較電路4-5的輸出端與高度角放大電路4-6的輸入 端電連接，高度角放大電路4-6的輸出端為傳感器電路的信號輸出端；供電電路4-7與方位 角測量電路4-l、方位角比較電路4-2、方位角放大電路4-3、高度角測量電路4-4、高度角比 較電路4-5和高度角放大電路4-6組成供電回路。 所述傳感器電路中的方位角放大電路4-3發(fā)射極輸出端A和高度角放大電路4-6 發(fā)射極輸出端B分別為傳感器電路的輸出端，其輸出的信號與CPU數(shù)據(jù)處理系上的設(shè)定值 進(jìn)行比較；分析判斷"是"與"否"，若"是"則通過方位角電機(jī)驅(qū)動電路11-1和高度角驅(qū)動 電路12-1，控制方位角轉(zhuǎn)動電機(jī)11-2和高度角轉(zhuǎn)動電機(jī)12-2 ;若"否"則CPU數(shù)據(jù)處理系 統(tǒng)10再次從方位角測量電路4-1和高度角測量電路4-2中進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣。 所述供電電路4-7的輸入端與供電電源電連接。 如圖5所示，所述方位角測量電路4-l包括右光敏電阻RTl、左光敏電阻RT3、第一 電位器RP1和第一 電容Cl ;所述方位角比較電路4-2包括第一 比較器IC1A和第一 電阻Rl ， 所述方位角放大電路4-3包括第一三極管Ql和第三電阻R3 ;所述高度角測量電路4-4包 括上光敏電阻RT2、下光敏電阻RT4、第二電位器RP2和第二電容C2 ;所述高度角比較電路 4-5包括第二比較器IC1B和第二電阻R2，所述高度角放大電路4-6包括第二三極管Q2和 第四電阻R4 ;所述供電電路4-7包括第一二極管VD1、第二二極管VD2和第三二極管VD3 ; 所述第一電位器RP1的一端與右光敏電阻RT1的另一端電連接，第一電位器RP1 的另一端與左光敏電阻RT3的一端電連接，第一電位器RP1的動觸點(diǎn)與第一電容C1的正極 電連接且與第一比較器IC1A的正端電連接；[0025] 所述第二電位器RP2的一端與上光敏電阻RT2的另一端電連接，第二電位器RP2 的另一端與下光敏電阻RT4的一端電連接，第二電位器RP2的動觸點(diǎn)與第二電容C2的正極 電連接且與第二比較器IC1B的正端電連接； 所述第一比較器IC1A的負(fù)端與第一電阻R1的另一端電連接，且分別與第二電阻 R2的另一端和第二比較器IC1B的負(fù)端電連接； 所述第一比較器IC1A的輸出端連接第三電阻R3的一端，所述第三電阻R3的另一 端與第一三極管Ql的基極電連接；所述第二比較器IC1B的輸出端連接第四電阻R4的一 端；所述第四電阻R4的另一端與第二三極管Q2的基極電連接；第一三極管Ql的集電極與 第二三極管Q2的集電極電連接；第一三極管Q1的發(fā)射極A端和第二三極管Q2的發(fā)射極B 端為傳感器電路的信號輸出端； 所述第一二極管VD1的負(fù)端與第三二極管VD3的負(fù)端電連接，且分別與第一比較 器IC1A的8腳、第二比較器IC1B的8腳、第一電阻Rl的一端、右光敏電阻RT1的一端和下 光敏電阻RT4的另一端電連接；第三二極管VD3的正端與第二二極管VD2的正端電連接，且 分別與第一比較器IC1A的4腳、第二比較器IC1B的4腳、第一三極管Ql和第二三極管Q2 的集電極、左光敏電阻RT3的另一端、上光敏電阻RT2的一端、第一電容C1和第二電容的負(fù) 極和第二電阻R2的一端電連接；第一二極管VD1的正端VDD和第二二極管VD2的負(fù)端VSS 為傳感器電路的電源輸出端。 太陽能跟蹤傳感器應(yīng)用在太陽能自動跟蹤裝置中跟蹤太陽光照的工作原理和過 程如下清晨時(shí)分太陽從東方升起或傍晚時(shí)分太陽從西邊落下，右、左光敏電阻RT1、RT3因 筒體1周壁的遮擋程度不同，獲得太陽光照的強(qiáng)度也不同，右、左光敏電阻RT1、 RT3間會產(chǎn) 生一個(gè)電位差，該電位差經(jīng)傳感器電路比較放大后，輸出一個(gè)太陽位置信號，驅(qū)使太陽能自 動跟蹤裝置的方位角傳動電機(jī)ll-2朝著太陽的方位方向轉(zhuǎn)動，直至太陽能電池板正對著 太陽方位方向，此時(shí)右、左光敏電阻RT1、 RT3獲得太陽光照強(qiáng)度相同時(shí)，該電位差消失，指 令信號也消失，方位角傳動電機(jī)11-2停止轉(zhuǎn)動，此刻太陽能電池板獲取的太陽光照最多。 同理，清晨時(shí)分太陽從地平線升起或中午時(shí)分太陽當(dāng)空高照，上、下光敏電阻RT2、 RT4因筒體1周壁的遮擋程度不同，獲得太陽光照的強(qiáng)度也不同，上、下光敏電阻RT2、 RT4 間會產(chǎn)生一個(gè)電位差，該電位差經(jīng)傳感器電路比較放大后，輸出一個(gè)太陽位置信號，驅(qū)使太 陽能自動跟蹤裝置的高度角傳動電機(jī)12-2朝著太陽的高度方向轉(zhuǎn)動，直至太陽能電池板 正對著太陽高度方向，此時(shí)上、下光敏電阻RT2、RT4獲得太陽光照強(qiáng)度相同時(shí)，該電位差消 失，指令信號也消失，高度角傳動電機(jī)12-2停止轉(zhuǎn)動，此刻太陽能電池板獲取的太陽光照 也最多。 太陽在一天時(shí)間內(nèi)，相對地球的方位角和高度角時(shí)刻發(fā)生變化，右、左光敏電阻 RT1、RT3和上、下光敏電阻RT2、RT4所產(chǎn)生的電位差數(shù)值大小也隨之發(fā)生變化，它們將不斷 地輸出太陽方位及太陽高度的位置信號，從而驅(qū)使方位角傳動電機(jī)ll-2和高度角傳動電 機(jī)12-2同時(shí)跟蹤著太陽的位置轉(zhuǎn)動，使太陽能電池板始終與太陽保持最佳受光角度。
權(quán)利要求一種太陽能跟蹤傳感器，其特征在于包括筒體(1)以及設(shè)置在筒體(1)內(nèi)的通道隔板(2)、交叉隔板(3)、橫隔板(5)和傳感器電路板(4)，所述筒體(1)為上端開口，下端帶有底蓋(8)的殼體，在筒體(1)的內(nèi)腔中置有一橫隔板(5)，通道隔板(2)和交叉隔板(3)裝在橫隔板(5)上方，橫隔板(5)上方腔體被通道隔板(2)分割成水平通道(6)和垂直通道(7)，位于筒體(1)中心的水平通道(6)和垂直通道(7)交叉處又被交叉隔板(3)完全隔斷，橫隔板(5)上方腔體形成右側(cè)通道(6-1)、左側(cè)通道(6-2)、上側(cè)通道(7-1)和下側(cè)通道(7-2)；右光敏電阻(RT1)固定在右側(cè)通道(6-1)內(nèi)的橫隔板(5)上，左光敏電阻(RT3)固定在左側(cè)通道(6-2)內(nèi)的橫隔板(5)上，上光敏電阻(RT2)固定在上側(cè)通道(7-1)內(nèi)的橫隔板(5)上，下光敏電阻(RT4)固定在下側(cè)通道(7-2)內(nèi)的橫隔板(5)上；傳感器電路板(4)裝在橫隔板(5)下方，且右光敏電阻(RT1)、左光敏電阻(RT3)、上光敏電阻(RT2)和下光敏電阻(RT4)均與傳感器電路板(4)電連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能跟蹤傳感器，其特征在于所述傳感器電路板(4)上 的傳感器電路包括方位角測量電路(4-l)、方位角比較電路(4-2)、方位角放大電路(4-3)、 高度角測量電路(4-4)、高度角比較電路(4-5)、高度角放大電路(4-6)和供電電路(4-7); 方位角測量電路(4-1)的輸出端與方位角比較電路(4-2)的輸入端電連接，方位角比較器 (4-2)的輸出端與方位角放大電路(4-3)的輸入端電連接，方位角放大電路(4-3)的輸出 端為傳感器電路的信號輸出端；同樣，高度角測量電路(4-4)的輸出端與高度角比較電路 (4-5)的輸入端電連接，高度角比較電路(4-5)的輸出端與高度角放大電路(4-6)的輸入 端電連接，高度角放大電路(4-6)的輸出端為傳感器電路的信號輸出端；供電電路(4-7) 與方位角測量電路(4-l)、方位角比較電路(4-2)、方位角放大電路(4-3)、高度角測量電路 (4-4)、高度角比較電路(4-5)和高度角放大電路(4-6)組成供電回路。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能跟蹤傳感器，其特征在于所述方位角測量電路(4-1) 包括右光敏電阻RT1、左光敏電阻RT3、第一電位器RP1和第一電容Cl ;所述方位角比較電 路(4-2)包括第一比較器IC1A和第一電阻R1，所述方位角放大電路(4-3)包括第一三極管 Ql和第三電阻R3 ;所述高度角測量電路(4-4)包括上光敏電阻RT2、下光敏電阻RT4、第二 電位器RP2和第二電容C2;所述高度角比較電路(4-5)包括第二比較器IC1B和第二電阻 R2，所述高度角放大電路(4-6)包括第二三極管Q2和第四電阻R4 ;所述供電電路(4-7)包 括第一二極管VD1、第二二極管VD2和第三二極管VD3 ;所述第一電位器RP1的一端與右光敏電阻RT1的另一端電連接，第一電位器RP1的另 一端與左光敏電阻RT3的一端電連接，第一電位器RP1的動觸點(diǎn)與第一電容C1的正極電連 接且與第一比較器IC1A的正端電連接；所述第二電位器RP2的一端與上光敏電阻RT2的另一端電連接，第二電位器RP2的另 一端與下光敏電阻RT4的一端電連接，第二電位器RP2的動觸點(diǎn)與第二電容C2的正極電連 接且與第二比較器IC1B的正端電連接；所述第一比較器IC1A的負(fù)端與第一電阻R1的另一端電連接，且分別與第二電阻R2的 另一端和第二比較器IC1B的負(fù)端電連接；所述第一比較器IC1A的輸出端連接第三電阻R3的一端，所述第三電阻R3的另一端與 第一三極管Q1的基極電連接；所述第二比較器IC1B的輸出端連接第四電阻R4的一端；所 述第四電阻R4的另一端與第二三極管Q2的基極電連接；第一三極管Q1的集電極與第二三極管Q2的集電極電連接；第一三極管Q1的發(fā)射極A端和第二三極管Q2的發(fā)射極B端為傳 感器電路的信號輸出端；所述第一二極管VD1的負(fù)端與第三二極管VD3的負(fù)端電連接，且分別與第一比較器 IC1A的8腳、第二比較器IC1B的8腳、第一電阻R1的一端、右光敏電阻RT1的一端和下光 敏電阻RT4的另一端電連接；第三二極管VD3的正端與第二二極管VD2的正端電連接，且分 別與第一比較器IC1A的4腳、第二比較器IC1B的4腳、第一三極管Ql和第二三極管Q2的 集電極、左光敏電阻RT3的另一端、上光敏電阻RT2的一端、第一、二電容C1、C2的負(fù)極和第 二電阻R2的一端電連接；第一二極管VD1的正端VDD和第二二極管VD2的負(fù)端VSS為傳感 器電路的電源輸出端。
專利摘要一種太陽能跟蹤傳感器，適用于太陽能自動跟蹤裝置和太陽能能源站同步跟蹤控制系統(tǒng)。它包括筒體、通道隔板、交叉隔板、橫隔板和傳感器電路板，筒體內(nèi)橫隔板上方腔體被通道隔板和交叉隔板完全隔斷，左、右、上、下四個(gè)光敏電阻分別固定在橫隔板上的各隔離通道內(nèi)，傳感器電路板固定在橫隔板下方，傳感器電路板與左、右、上、下光敏電阻電連接，組成方位角測量電路和高度角測量電路，測量電路測得到數(shù)據(jù)經(jīng)方位角比較電路、高度角比較電路、方位角放大電路和高度角放大電路處理后送至計(jì)算機(jī)CPU數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，對太陽能自動跟蹤裝置的方位角轉(zhuǎn)動電機(jī)和高度角轉(zhuǎn)動電機(jī)進(jìn)行控制。該太陽能跟蹤傳感器結(jié)構(gòu)簡單，安裝調(diào)試方便，控制精度高。
文檔編號G05D3/12GK201476782SQ20092023475
公開日2010年5月19日 申請日期2009年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月11日
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