一种太阳高度角简易自动指示装置的制作方法

本实用新型涉及太阳高度角测试技术领域，具体地说是一种太阳高度角简易自动指示装置。

背景技术：

大型地面光伏发电、屋顶分布式光伏发电，以及农光互补、渔光互补、光热发电是当前我国大力推动的太阳能利用形式。

因为每个光伏组件的安装位置不同，其对应的气象条件、纬度、倾角均不相同，所以无法对其进行太阳能的实际能效的横向对比分析研究。即使针对一个特定的光伏组件，因为无法跟踪太阳垂直入射条件下的最大能效利用值，所以也无法对固定安装的光伏组件的实际能效作分析和鉴定。

目前有部分科研院所自行开发了一些功能较完善的太阳高度角测量装置，用于实验室的测量目的，因为系统复杂，安装条件苛刻，无法大范围推广。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种利用三角函数原理设计的简易的、实验用的太阳高度角指示装置。

为实现上述目的，设计一种太阳高度角简易自动指示装置，其特征在于，包括：

指示板，其上表面设有对应太阳高度角的弧形刻度线，每条弧形刻度线上对应标有代表太阳高度角的角度；

指示杆，其底端垂直固定在所述指示板上；

指示球，其固定在所述指示杆的顶端，通过太阳光的照射投影在指示板上；

固定装置，设置在指示板上，用于将指示板固定在被测件上，且使指示板的上表面与被测件的受光面平行或位于同一平面上；

所述的弧形刻度线为：以指示杆与指示板的连接处为圆心，并以太阳照射下的指示球在指示板上的投影点与所述圆心之间的距离作为半径画半圆所形成；

所述的代表太阳高度角的角度为：以太阳照射下的指示球在指示板上的投影点与指示球的连线作为太阳入射线，该太阳入射线与指示板的夹角的角度即为太阳高度角的角度。

所述的固定装置采用槽形锁紧件；

所述的槽形锁紧件包括用于嵌入被测件的连接部用的U形槽板、锁紧螺丝，所述的U形槽板的一个侧板其位于槽口端的端面用于固定在指示板的边缘的底面上，锁紧螺丝的端头垂直螺纹连接U形槽板的另一个侧板，通过锁紧螺丝的端头拧入U形槽板内的相对深度来将嵌入在U形槽板内的被测件的连接部夹紧固定在U形槽板的一个侧板与锁紧螺丝的端头之间。

所述的指示板设有容纳被测件的直角部用的直角缺口，直角缺口的两条直角边的边缘下边分别固定一个槽型锁紧件的一个侧板的端面，且两个槽型锁紧件的U形槽在直角缺口内呈直角布置，两个U形槽分别用于嵌设被测件底面的两条呈直角的边框。

所述的U形槽板的一个侧板与指示板之间还采用斜撑杆加固连接。

所述的锁紧螺丝的端头垂直固定一平板。

所述的固定装置还包括设在指示板的底面四周的支撑脚。

所述的支撑脚与指示板之间为螺纹连接。

所述的固定装置采用固定在指示板底面的若干吸盘。

所述的指示板上粘接有用于显示指示板水平状况用的水平泡。

所述的指示杆的高度＝圆心到指示板最外圈刻度线的半径×35％。

本实用新型同现有技术相比，结构简单，使用方便，只需通过肉眼观察提示球在指示板上的投影点落在哪根弧形刻度线上即可直观的获知太阳高度角。

附图说明

图1为本实用新型的原理图。

图2为本实用新型的结构示意图。

图3为图2中所示局部放大图。

图4为图2的俯视图。

图5为本实用新型实施例中槽形锁紧件的结构示意图。

具体实施方式

现结合附图对本实用新型作进一步地说明。

参见图1，本实用新型的设计原理是：利用具有一定高度的指示球1在太阳光的照耀下，不同时间经过指示球的太阳入射线11与地面的投影点12的夹角，事先通过指示球1在地面上的垂直投影点为圆心，以圆心到投影点的距离为半径画圆弧，每个圆弧上标上对应的太阳入射线11与地面的夹角，从而方便以投影点落在哪个圆弧上来直观地得出太阳角。

实施例1

参见2～图5，一种太阳高度角简易自动指示装置，其特征在于，包括：

指示板3，其上表面设有对应太阳高度角的弧形刻度线，每条弧形刻度线上对应标有代表太阳高度角的角度；

指示杆2，其底端垂直固定在所述指示板3上；本例中其采用不锈钢、铝合金、有机玻璃或塑料等不透明或者有色透明材料，其采用螺纹连接或粘结或焊接方式垂直固定在指示板2上；

指示球1，其固定在所述指示杆2的顶端，用于在指示板上投影太阳的阴影位置；本例中其采用不锈钢、铝合金、有机玻璃、塑料等不透明或者有色透明材料；可以螺纹连接在指标杆2的顶端；

固定装置，设置在指示板3上，用于将指示板3固定在被测件上，且使指示板3的上表面与被测件的受光面位于同一平面上或平行；其材料可采用不锈钢、铝合金、有机玻璃或塑料等；本例中固定装置采用槽形锁紧件7；所述的槽形锁紧件7包括用于嵌入被测件的连接部用的U形槽板7-1、锁紧螺丝7-2，所述的U形槽板7-1的一个侧板其位于槽口端的端面用于固定在指示板3的边缘的底面上，锁紧螺丝7-2的端头垂直螺纹连接U形槽板7-1的另一个侧板，通过锁紧螺丝7-2的端头拧入U形槽板7-1内的相对深度来将嵌入在U形槽板7-1内的被测件的连接部夹紧固定在U形槽板7-1的一个侧板与锁紧螺丝7-2的端头之间。也即该被测件的连接部是能嵌入U形槽板7-1的U形槽中的，一般适用于被测件的连接部为方形体的情况，例如方形的光伏组件；

所述的弧形刻度线为：以指示杆2与指示板3的连接处为圆心，并以太阳照射下的指示球1在指示板3上的投影点与所述圆心之间的距离作为半径画半圆所形成；

所述的代表太阳高度角的角度为：以太阳照射下的指示球1在指示板3上的投影点与指示球1的连线作为太阳入射线，该太阳入射线与指示板3的夹角的角度即为太阳高度角的角度。

使用时，通过固定装置将指示板固定在被测件上，并保证指示板3与被测件的受光面平行或位于同一平面上；太阳光使指示球1投影在指示板3上形成投影点，该投影点所落在的弧形刻度线对应标识的角度，即为该时刻、该被测件的太阳高度角，使用十分方便。

进一步的，所述的指示板3设有容纳被测件的直角部用的直角缺口4，直角缺口4的两条直角边的边缘下边分别固定一个槽型锁紧件7的一个侧板的端面，且两个槽型锁紧件7的U形槽在直角缺口4内呈直角布置，两个U形槽分别用于嵌设被测件底面的两条呈直角的边框。本设计主要是针对方形的光伏发电组件，一般光伏发电组件的底部四边会设有安装用的边框，要测试太阳高度角时，可将指示板3的直角缺口4对准光伏发电组件的一个角，并使该角下方的两条直角的边框分别嵌设在两个槽型锁紧件7的U形槽内，并通过锁紧螺丝7-2拧紧。采用两个在同一平面上呈直角的槽型锁紧件7来固定直角形的被测件，更能保证被测件受光面与指示板3的平行或位于同一平面上。指示板与光伏组件通过固定夹装配稳固后，当为了获得最佳入射效果而调整光伏组件时，本装置中指示板会随光伏组件同步调整且保持严格一致，然后通过指示球在指示板上的阴影所对应的刻度，即可通过调整光伏组件的不同倾角来测试读取相应的太阳高度角了。

进一步的，所述的U形槽板7-1的一个侧板与指示板3之间还采用斜撑杆8加固连接。

进一步的，所述的锁紧螺丝7-2的端头垂直固定一平板，以增加受力面，保证夹紧时的稳固性。

进一步的，所述的指示杆2的高度＝圆心到指示板3最外圈刻度线的半径×35％。

实施例2

本例是在实施例1的基础上的进一步优化，即所述的固定装置还包括设在指示板3的底面四周的支撑脚5。

当被测试件的受光面为相对水平时，可直接将指示板通过支撑脚搁置在被测件的受光面上，比如测量某地面的太阳高度角。

进一步的，为使指示板能在不严格水平的支撑条件下也能保持水平，所述的支撑脚5与指示板3之间可采用螺纹连接，方便根据需要调整某些支撑脚的长短。

实施例3

本例与实施例1的不同之处在于，所述的固定装置采用固定在指示板1底面的若干吸盘，其一般适用于受光面相对平整的被测件，通过吸盘直接吸附在被测件的表面，来保证指示板与被测件的平行。

实施例4

本例是在实施例1、实施例2和实施例3基础上的进一步优化，即可在指示板3上粘接用于显示指示板水平状况用的水平泡6。

本实用新型应用于光伏组件时，还可以实时测量光伏组件的不同实际入射太阳角，辅以其他装置测量，比如：光伏组件直流侧回路输出电压表和电流表，或者光伏组件配套逆变器交流侧电工表，就记录光伏组件实际能效输出数值，为进一步研究分析提供数据支撑。