一种聚光太阳能追日装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及聚光太阳能领域，尤其涉及聚光太阳能发电中的太阳光跟踪控制 技术，具体涉及一种聚光太阳能追日装置。
【背景技术】
[0002] 随着社会的发展，人类对能源，尤其是绿色能源的需求急剧增长，太阳能是目前受 到重视的绿色能源，各种太阳能收集技术和设备越来越多地被投入使用，同时也出现了一 种辅助装置，能够使太阳能收集设备跟随太阳运动，以提高太阳能收集效率。
[0003] 然而目前出现的各种太阳跟踪装置均直接从检测光的角度出发思考和解决问题， 使用小孔透光，并使用多晶硅太阳能电池板、光电二极管或光敏电阻等检测器件，这些检测 器件均由感光材料制成，随接收光照强度不同它们输出不同的电压或者表现出不同的电阻 值，通过检测这些变化可以获得光照强度变化的信息，从而获得追日误差信息，配合适当的 控制器可使太阳能收集设备跟随太阳运动。
[0004] 根据上述原理新制成或经过仔细调试的追日装置可以保持比较高的追日精度，但 是经过一段时间的运行后追日精度会明显下降，导致太阳能收集效率的下降。其原因之一 是，上述那些制作传感器的感光材料稳定性不够，尤其是在室外工作，烈日暴晒时环境温度 可达数十度，夜晚则只有几度甚至零下多少度，随着时间的推移材料的输出特性逐步劣化， 而且不同的两片材料劣化的速率并不一致，导致参数本应该相等的两片材料的参数有了较 大的差距，最终导致传感器追日检测的精度越来越差；原因之二是，为了保证检测的精度， 一般将小孔的尺寸做得很小，导致灰尘的影响很大，且小孔只能透下很少的光线，检测的信 号强度很微弱；原因之三是，机械结构随着温度变化有热胀冷缩，且长期运行有机械磨损， 这样导致同样的控制命令得到的执行结果并不一样。 【实用新型内容】
[0005] 本实用新型针对现有技术的上述缺点，改变思路，虽然目标是追踪太阳，但不是直 接去检测太阳光，而是通过检测太阳辐射的热来间接地检测太阳光照方向。
[0006] 技术方案具体描述如下：
[0007] -种聚光太阳能追日装置，包括依次连接的追日传感器、放大电路、A/D数据采集 电路、控制电路和执行机构。
[0008] 包括以铂材料制成的热传感器，所述热传感器两两成对布置，与精密电阻构成电 桥结构，所述精密电阻包括精密固定电阻和精密可调电阻；成对布置的热传感器用于检测 南北或东西方向的追日误差，有误差时一个热传感器的阻值变大，而另一个热传感器的阻 值变小，电桥结构将这种变化转换成电压信号输出。
[0009] 所述的热传感器由细铂丝在绝缘、耐热的细棒上绕成螺线型而制成；且制成的热 传感器包括直线型或圆弧型。
[0010] 所述的热传感器在聚光太阳能发电系统中，为4只直型传感器，按正方形布置于 光伏芯片的四周，且在一个平面上。
[0011] 所述的热传感器在有二次匀光器的聚光太阳能发电系统中，为4只_|圆弧的圆弧 型传感器，布置于二次匀光器上方，且在一个平面上。
[0012] 所述的4只热传感器分别为A、B、C、D;A、C相对布置，用于测量南北方向的追踪误 差，传感器B、D相对布置，用于测量东西方向的追踪误差；RA、RB、RC、RD分别代表热传感器 A、B、C、D的电阻值，R1、R2为精密固定电阻，RX1、RX2为精密可调电阻；
[0013] Rl、RX1、RA、RC构成一个平衡电桥，串联的Rl、RX1与串联的RA、RC并联；
[0014] R2、RX2、RB、RD构成另一个平衡电桥，串联的R2、RX2与串联的RB、RD并联；
[0015] 两个平衡电桥并联，分别接稳定的直流电源。
[0016] 还包括有6个连接端子1、2、3、4、5、6，其中2端子从RA、RC之间引出，3端子从R1、 RX1之间引出，4端子从RB、RD之间引出，5端子从R2、RX2之间引出；1、6端子之间接稳定 的直流电源，从2、3端子输出检测到的南北方向追日误差信号，从4、5端子输出东西方向的 追日误差信号。
[0017] 所述执行机构包括步进电机、水平和垂直两个运动轴，步进电机接收控制电路的 指令，带动两个运动轴分别进行水平和垂直转动。
[0018] 与现有技术相比，本实用新型具有以下优点和有益效果：
[0019] 追日传感器采用的核心传感器以铂材料制成，铂具有化学稳定性高（除王水以外 不受酸碱腐蚀）、抗氧化性强、热膨胀系数小、热电稳定性强等优点，而且铂的电阻值与其 温度有固定的关系，尤其适合于测量温度，目前大量测温元件均为铂材料制成，比如PT10、 PT100、PT1000 等。
[0020] 在本实用新型中，利用了聚光太阳能发电系统自身的聚光透镜或反射镜聚集的太 阳光进行追日误差检测，由于透镜或反射镜的面积很大，检测受灰尘的影响很小，且能够获 得比较大的信号保证检测精度。
[0021] 在传感器的布置方面，将传感器直接布置在最终接收光线的光伏芯片四周（对于 有二次匀光器的系统则将传感器直接布置在二次匀光器四周），只要追日有偏差，太阳光没 有最佳地照射到光伏芯片或二次匀光器，则一定会偏到某一侧的传感器上，传感器就能检 测到偏差，控制器就能根据检测到的信号发出指令控制执行机构做相应的动作。因此，机械 部分的热胀冷缩或机械磨损均不会对追日的精度产生影响。
【附图说明】
[0022] 图1为在聚光太阳能发电系统中，热传感器的平面布置示意图；
[0023] 图2为在聚光太阳能发电系统中，热传感器的布置示意图；
[0024] 图3为南北方向检测原理示意图，其中图3(a)为准确追踪，3(b)为有偏北误差；
[0025] 图4为与热传感器相关的电桥电路连接关系示意图；
[0026] 图5为本聚光太阳能追日装置的基本结构框图；
[0027] 图6为热传感器、电桥、放大、电平移动、电桥供电电路具体原理图。
【具体实施方式】
[0028] 下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。
[0029] 本实用新型中的追日传感器以铂材料制成温度传感器，由于铂的电阻率很小，一般使用细铂丝，并在绝缘、耐热的细棒上绕制成螺线型，使其总电阻值大一些以限制电流， 并增加感温能力。制成的温度传感器根据具体情况可以为直型、圆弧型或其他合适的形状。 在聚光太阳能发电系统中，使用4只直型传感器按正方形布置于光伏芯片的四周（如图1 所示）。
[0030] 其中传感器A、C相对布置，用于测量南北方向的追踪误差，传感器B、D相对布置， 用于测量东西方向的追踪误差。
[0031] 如图2所示，聚光透镜聚集的太阳光照射于光伏芯片上，紧挨光伏芯片布置的热 传感器也可以接受到一定的热辐射。以南北方向为例，如图3所示，其中2个黑块为检测南 北方向偏差的传感器A和C，中间的圆形为光斑，经过合适的安装调试则准确追踪时可以使 得光斑恰好紧挨2个传感器（图3.a)，2个传感器受到的热辐射强度相等；如果在运行过程 中发生偏北的误差（图3.b)则光斑有一部分照在传感器A上，同时也远离了传感器C，则A 受到的热辐射强度增大，同时C受到的热辐射强度减小，A的阻抗增加而C的阻抗减小，经 过后续电路则可输出与追日误差相关的信号。东西方向的检测使用传感器B和D，追踪方法 与此类似。
[0032] 电路连接关系如图4所示，RA、RB、RC、RD分别代表热传感器A、B、C、D的电阻值， 在制作中使用同样的铂