一種用于太陽能跟蹤系統的傳感器排布結構技術方案

本實用新型專利技術公開了一種用于太陽能跟蹤系統的傳感器排布結構，屬于太陽能設備領域。它包括水平的X軸支架和豎直的Y軸支架，所述的X軸支架和Y軸支架垂直相交，交點為Y軸支架的下端點與X軸支架的左端點，所述的X軸支架和Y軸支架上沿支架長度方向上分別設置有一列光敏傳感器裝置；每個光敏傳感器裝置包括黑色圓筒和光敏元件，光敏元件上設置有光敏元件感光點，所述的黑色圓筒的下筒口固定在光敏元件上并將光敏元件的感光點罩住，所述黑色圓筒的上筒口穿出X軸支架或Y軸支架，可接收光線。使用本實用新型專利技術的結構，可以實現太陽能跟蹤系統快速、精準地定位，而且設計簡單、可靠，易于推廣。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于太陽能設備領域，尤其涉及一種可快速使太陽能集光器垂直于太陽光線的傳感器的排列方式。
技術介紹
隨著社會經濟的快速發展，人類所面臨的能源問題越來越突出，太陽能作為一種清潔能源，無疑受到各國的普遍重視。在相同條件下，光照強度越大，太陽能電池輸出功率越大。因而增大太陽能電池受光面的光照強度，就可增大太陽能電池輸出功率。除了提高太陽光電池本身的轉換效應和提高蓄電池充放電效應外，對太陽的自動跟蹤是太陽光伏發電系統中另一種提高轉換效率的有效手段。因此，在太陽能的利用過程中，實施太陽跟蹤是很有必要的。·太陽能跟蹤系統是光熱和光伏發電過程中，最優化太陽光使用，達到提高光電轉換效率的機械及電控單元系統，它包括電機(直流、步進、伺服、行星減速電機、推桿電機等)、渦輪蝸桿、傳感器系統等等。傳統的太陽能利用裝置是以一個固定的支架架設在地面或其他的建筑物上，大大降低了太陽能的利用率。對太陽進行跟蹤的方法很多，但不外乎為采用確定太陽位置所用的兩種坐標系統，即赤道坐標系和地平坐標系，并分為雙軸跟蹤和單軸跟蹤。各種雙軸太陽能跟蹤的集光器，由于傳感器的排列缺陷，僅僅一個傳感器與太陽能載體垂直，跟蹤效率低，導致存在采集光能的效率低下，結構復雜，精確度不高的問題，而且造價比較貴，不易推廣。現也有雙軸太陽能跟蹤系統，例如申請號為200920153680的專利。該項技術運用四個傳感器排列的方式跟蹤太陽，但是，存在著反復來回各個方向跟蹤的現象，使得跟蹤時間過長，無法實現快速的跟蹤太陽，即實用性低。
技術實現思路
專利技術目的針對現有技術中存在的太陽能跟蹤系統存在的反應時間長，精度低及成本高的不足，本技術提供了一種用于太陽能跟蹤系統的傳感器排布結構，它可以使得太陽能跟蹤系統快速、精準地進行定位，而且設計簡單、可靠，易于推廣。技術方案本技術的目的通過以下技術方案實現。一種用于太陽能跟蹤系統的傳感器排布結構，它包括水平的X軸支架和豎直的Y軸支架，所述的X軸支架和Y軸支架垂直相交，交點為Y軸支架的下端點與X軸支架的左端點，所述的X軸支架和Y軸支架上沿支架長度方向上分別設置有一列光敏傳感器裝置；每個光敏傳感器裝置包括黑色圓筒和光敏元件，光敏元件上設置有光敏元件感光點，所述的黑色圓筒的下筒口固定在光敏元件上并將光敏元件的感光點罩住，所述黑色圓筒的上筒口穿出X軸支架或Y軸支架，可接收光線。這樣的光敏傳感器裝置的結構及排列方式，使只有與黑色圓筒的母線在同一直線上的光線才能夠觸發光敏傳感器裝置的光敏元件，即，滿足位于同一軸(X軸或者Y軸)上的任意兩個光敏傳感器裝置的黑色圓筒不會同時接收到光線，特別是中心光敏傳感器裝置不會和同軸上的非中心光敏傳感器裝置同時接收到光線。選用黑色圓筒是為了防止光線在筒內折射，而導致光敏元件誤觸發。更進一步地，所述的光敏傳感器裝置分為兩類位于X軸支架和Y軸支架中間位置處的中心光敏傳感器裝置和分位于中心光敏傳感器裝置兩側且呈對稱排布的非中心光敏傳感器裝置；中心光敏傳感器裝置的黑色圓筒垂直于其所在的X軸支架或Y軸支架所在平面，分位于中心光敏傳感器裝置兩側的非中心光敏傳感器裝置的黑色圓筒以中心光敏傳感器裝置為中心，與X軸支架或Y軸支架沿長度方向的對稱軸所成角度β從中心往兩端依次以角度Λ遞減。這樣光敏傳感器裝置的排布結構能夠使整個系統實現快速跟蹤，即太陽光線每轉過一個△角度，本技術的排布結構在電氣控制系統的控制下即可判斷太陽能集光器載體沒有垂直于太陽光，從而調整太陽能集光器載體的方位角和仰角。方位角是指集光器載體在水平面做0° — 360°旋轉時，以正南方向為標準，將太陽能集光器載體的面 向偏東或偏西調整的一個角度。方位角調整時太陽能集光器載體在水平面做左右運動。更進一步地，所述的角度Λ大小為f 10°。經過計算，理論上Λ角度越小，系統精度越高。但是通過實際試驗知，維持在廣10°范圍即可保證精度。更進一步地，X軸支架和Y軸支架相交后固定在太陽能集光器載體的表面上，且與太陽能集光器載體的表面保持平行重合。這樣才能讓兩個支架上排布的光敏傳感器裝置隨著太陽能集光器載體一起運動，再配合適當的電氣控制系統實現太陽光跟蹤。更進一步地，所述的黑色圓筒的直徑是f3mm。當太陽光線通過黑色圓筒時，才能觸發光敏傳感器裝置。當黑色圓筒的直徑控制在廣3_范圍內，使得只有特定方向的光敏傳感器裝置才有光線通過，使整個跟蹤系統的精度提高。有益效果相比于現有技術，本技術的優點在于(I)本技術的用于太陽能跟蹤系統的傳感器排布結構，采用水平的X軸支架或豎直的Y軸支架十字相交的雙軸排列結構，由于一天中太陽的高度角和方位角都在不停地變化，而不同緯度、不同季節，其正午的太陽高度角是不一樣的，所以雙軸跟蹤適用于各個緯度和各個季節；( 2 )本技術的用于太陽能跟蹤系統的傳感器排布結構，在X軸支架或Y軸支架上分別設置的一列光敏傳感器裝置的排列結構，且從支架的中心往兩邊，黑色圓筒與X軸支架或Y軸支架沿長度方向的軸線的夾角β以約廣10°的角度Λ逐漸遞減，這樣，太陽光線每轉過一個△角度，電氣控制系統就可以判斷太陽能集光器載體沒有垂直于太陽光，繼而調整集光器載體的方位角和傾角，使整個系統跟蹤太陽光線的靈敏度和精確度大幅度提聞;(3)本技術的用于太陽能跟蹤系統的傳感器排布結構，結構簡單，適用范圍廣，能結合多種太陽能集光器載體，易于推廣。附圖說明圖I是本技術的傳感器排布結構固定在太陽能集光器載體上的主視圖；圖2是圖I中的Y軸支架的A-A剖視圖；圖3是圖I中的X軸支架的B-B剖視圖；圖4是本技術的光敏傳感器裝置的放大示意圖；圖5是實施例I的傳感器排布結構的電氣控制系統的電路結構示意圖。圖中11、X軸支架；12、Y軸支架；2、光敏傳感器裝置；21、黑色圓筒；22、光敏元件；23、感光點；24、非中心光敏傳感器裝置；25、中心光敏傳感器裝置；3、太陽能集光器載體。具體實施方式以下結合附圖和具體的實施例進一步介紹本技術的技術方案。實施例I如圖I，本實施例的一種用于太陽能跟蹤系統的傳感器排布結構，包括水平的X軸支架11和豎直的Y軸支架12，X軸支架11和Y軸支架12垂直相交，交點為Y軸支架12的下端點與X軸支架11的左端點，X軸支架11和Y軸支架12上沿支架長度方向上分別設置有一列光敏傳感器裝置2 ;如圖4，每個光敏傳感器裝置2包括黑色圓筒21和光敏元件22，黑色圓筒21的直徑可以是f 3mm。光敏元件22上設置有感光點23，黑色圓筒21的下筒口固定在光敏元件22上并將光敏元件22的感光點23罩住，黑色圓筒21的上筒口穿出X軸支架11或Y軸支架12，可接收光線。光敏傳感器裝置2分為兩類位于X軸支架11和Y軸支架12中間位置處的中心光敏傳感器裝置25和分位于中心光敏傳感器裝置25兩側且呈對稱排布的非中心光敏傳感器裝置24 ;中心光敏傳感器裝置25的黑色圓筒21垂直于其所在的X軸支架11或Y軸支架12所在平面，分位于中心光敏傳感器裝置25兩側的非中心光敏傳感器裝置24的黑色圓筒21以中心光敏傳感器裝置25為中心，與X軸支架11或Y軸支架12沿長度方向的對稱軸所成角度β從中心往兩端依次以角度Λ遞減，角度Λ的大小可以為f 10°。太陽光線每轉過一個Λ角，太陽能本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于太陽能跟蹤系統的傳感器排布結構，它包括水平的X軸支架（11）和豎直的Y軸支架（12），所述的X軸支架（11）和Y軸支架（12）垂直相交，交點為Y軸支架（12）的下端點與X軸支架（11）的左端點，其特征在于，所述的X軸支架（11）和Y軸支架（12）上沿支架長度方向上分別設置有一列光敏傳感器裝置（2）；每個光敏傳感器裝置（2）包括黑色圓筒（21）和光敏元件（22），光敏元件（22）上設置有光敏元件（22）的感光點（23），所述的黑色圓筒（21）的下筒口固定在光敏元件（22）上并將光敏元件（22）的感光點（23）罩住，所述黑色圓筒（21）的上筒口穿出X軸支架（11）或Y軸支架（12），可接收光線。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：朱志剛，楊泳雪，黃家才，樂建華，顧曉雷，費敏順，
申請(專利權)人：南京工程學院，
類型：實用新型
國別省市：