一种太阳追踪定位装置的制作方法

本发明属于太阳能利用领域，尤其涉及一种太阳追踪定位装置。

背景技术：

人类社会的发展伴随着能源的利用，随着传统化石能源等不可再生能源储量的日益衰竭和对环境的污染日益恶化，太阳能作为用之不歇的清洁能源越来越受到社会的关注。目前对太阳能的利用主要是将光能转换为热能和电能，即光热和光伏两大领域。

为了提高太阳能的利用效率，尤其聚光光伏和聚光光热的发展，需要追踪太阳来提高太阳能利用率，人们对太阳能追踪系统的研究取得了一定进展，太阳能追踪系统由太阳定位装置、控制装置和执行装置组成，但现有的太阳追踪定位装置尚不完善限制了行业的发展，现有太阳追踪产品主要有以下缺陷：1、精度低。2、成本高。3、受天气、地理位置等环境因素影响大。因此需要一套完善的太阳追踪定位装置来满足行业发展的需求。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种安装方便、追踪精度高、成本低、稳定可靠、寿命长、不受天气和地理位置影响的太阳追踪定位装置。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种太阳追踪定位装置，包括底板、垂直于底板且水平均匀分布的多个遮光板组成的遮光板组、固定在遮光板组两侧及遮光板组下方的三个光电传感器，遮光板组中相邻的两个遮光板之间的距离相同且远小于遮光板的长和宽，遮光板组两侧光电传感器几何参数和光电参数相同，遮光板组两侧光电传感器几何尺寸远小于遮光板的长和宽紧靠遮光板组和底板安装，遮光板组下方光电传感器在遮光板组最外侧两个遮光板之间，使本装置绕着与底板和遮光板都平行的轴线转动，通过遮光板组两侧光电传感器探测需要追踪太阳的方向，当阳光与遮光板组不平行时阳光被遮光板组挡住，当阳光与遮光板平行时，光线透过遮光板组照射到遮光板下面的光电传感器上，光电传感器信号突变达到在绕轴线旋转的方向对太阳的精确追踪即单轴追踪，通过两套此太阳追踪定位装置在平行于底板的平面旋转90度分开安装实现对太阳水平方向和俯仰方向精确定位即双轴追踪。

本发明与现有技术相比，其显著优点：

本发明太阳追踪定位装置采用比较光电参数可确定太阳方向，避免反复定位，光线与遮光板成一个很小的角度遮光板组下光电传感器就会被全部遮住，通过遮光板组下光电传感器的电流或电压突变来精确定位太阳位置，制作、安装方便，不受天气和地理位置影响，保证采光装置及聚光装置始终接受太阳直射，大大提高太阳能的利用率。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图。

图2是本发明实施例2的结构示意图。

具体实施方式

一种太阳追踪定位装置，包括底板1，遮光板组2，光电传感器3，光电传感器4，光电传感器5，遮光板组2垂直设置于底板1上，光电传感器3和光电传感器5设置在遮光板组2两侧，光电传感器4设置在遮光板组2的正下方。水平方向或俯仰方向单方向追踪即单轴追踪需要一套此太阳追踪定位装置，安装时遮光板组2要平行于太阳能利用装置的旋转轴线，水平方向和俯仰方向两个方向追踪即双轴追踪需要两套此太阳追踪定位装置，安装时和遮光板组2要平行于相应方向的旋转轴线。

遮光板组2中的遮光板几何尺寸相同，遮光板组2中的相邻两个遮光板之间的距离相同，每个遮光板相互平行，遮光板之间透明或无遮挡。

光电传感器3和光电传感器5几何尺寸及光电参数相同，光电传感器3和光电传感器5设置于紧靠遮光板组2的两侧，光电传感器3和光电传感器5与遮光板组2的距离相同，光板组后光电传感器3和光电传感器5与底板1的距离相同。

光电传感器4设置在遮光板组最外侧两个遮光板之间。

本发明的工作原理如下。

光的直线传播原理，遮光板组的相邻遮光板之间距离很小能挡住与遮光板倾斜方向的光线，使被挡住光线照射不到遮光板组的底部，光线与相互垂直两个平面均平行时光线垂直于与两平面均垂直的底面。

设置一套本太阳追踪定位装置对太阳水平方向追踪，遮光板组平行于水平方向追踪轴线，当光线以不平行于遮光板的一个角度照射到本太阳追踪定位装置时，遮光板组都会遮住部分光线，光电传感器3和光电传感器5接受太阳光照面积不同，产生不同的电流或电压，从而可以判断太阳位于遮光板组产生电流或电压大的光电传感器一侧，控制装置可根据此信号控制执行装置向相应方向转动，随着装置转动，光线逐渐接近平行于遮光板，光电传感器3和光电传感器5产生电流或电压的差值逐渐减小，此时光电传感器4依然完全被遮光板组遮住，当光线与遮光板的角度小于装置最大误差角度（根据遮光板组相邻两个遮光板的距离与光电传感器4到遮光板边缘的距离的比值，求反正切可计算到阳光能照到光电传感器4的最大误差角度即装置的最大误差角度）时，光电传感器4的电流或电压会突然变大，控制装置控制执行装置停止转动，此时即可认为光线与遮光板平行，即此位置就是在水平方向的定位位置。

另设置一套本太阳追踪定位装置对太阳俯仰方向追踪，遮光板组平行于俯仰方向追踪轴线，当光线以不平行于遮光板的一个角度照射到本太阳追踪定位装置时，遮光板组都会遮住部分光线，光电传感器3和光电传感器5接受太阳光照面积不同，产生不同的电流或电压，从而可以判断太阳位于遮光板组产生电流或电压大的光电传感器一侧，控制装置可根据此信号控制执行装置向相应方向转动，随着装置转动，光线逐渐接近平行于遮光板，光电传感器3和光电传感器5产生电流或电压的差值逐渐减小，此时光电传感器4依然完全被遮住，当光线与遮光板的角度小于装置最大误差角度（根据遮光板组相邻两个遮光板的距离与光电传感器4到遮光板边缘的距离的比值，求反正切可计算到阳光能照到光电传感器4的最大误差角度即装置的最大误差角度）时，光电传感器4的电流或电压会突然变大，控制装置控制执行装置停止转动，此时即可认为光线与遮光板平行，即此位置就是在俯仰方向的定位位置。

当完成水平方向和俯仰方向对太阳的追踪定位时光线直射太阳能利用装置，完成对太阳的精确追踪定位。

本装置不受光线强度影响，当阴天时或突然一朵云彩遮住阳光时，光线变弱，但通过比较光电传感器3和光电传感器5的电压或电流数值依然可以判断出太阳位于与遮光板组的哪一侧，得出追踪太阳的方向，光电传感器4完全被遮住时电流或电压非常小，当光线与遮光板平行时，光电传感器4电流或电压亦可突变达到精确追踪定位太阳位置的目的。

光线阴暗到不适合太阳能利用装置工作时，即光电传感器3和光电传感器5的电压或电流数值中较大的一个数值小于某一限值时，控制装置控制太阳能利用装置停止转动，降低转动耗能，不用复位，等光线强度恢复时直接重新开始追踪。

不受太阳运动轨迹影响，水平方向和俯仰方向的太阳追踪定位装置可同时接受控制装置驱动执行装置进行转动，完成水平和俯仰两个方向同时定位。

实施例1

一种太阳追踪定位装置，包括底板1，遮光板组2，光电传感器3，光电传感器4，光电传感器5，其中遮光板组2的相邻遮光板之间通过相同厚度的垫片固定在一起，两侧遮光板为L型板材，垂直设置在底板1上，光电传感器3、光电传感器4和光电传感器5设置在底板1上，分别设置在遮光板组2的后方、正下方和前方。遮光板都设置成半径200毫米的半圆形，垫片厚度为0.3毫米，由多个遮光板构成遮光板组2，相邻遮光板之间的距离为垫片厚度即0.3毫米，遮光板保持平行，光电传感器均采用边长为20毫米的正方形光伏电池板，其中光电传感器3和光电传感器5的光电参数相同，光电传感器3和光电传感器5紧靠最外侧遮光板，光电传感器4设置在遮光板组2最外侧两个遮光板之间。安装时遮光板组2与太阳能利用装置的水平或俯仰方向的旋转轴线保持平行，由遮光板间距0.3毫米/遮光板的半径200毫米等于0.0015，求0.0015的反正切得到本装置在水平方向和俯仰方向的最大误差角度都为0.086度。

实施例2

一种太阳追踪定位装置，包括底板1，遮光板组2，光电传感器3，光电传感器4，光电传感器5，其中遮光板组2的相邻遮光板之间通过相同厚度的垫片固定在一起，两侧遮光板为L型板材，垂直设置在地板1上，光电传感器3、光电传感器4和光电传感器5设置在底板1上，分别设置在遮光板组2的后方、正下方和前方。遮光板都设置成长200毫米高为100毫米的长方形，垫片厚度为0.5毫米，由多个遮光板构成遮光板组2，相邻遮光板之间的距离为垫片厚度即0.5毫米，遮光板保持平行，光电传感器采用长为30毫米宽为20毫米的长方形光伏电池板，其中光电传感器3和光电传感器5的光电参数相同，光电传感器3和光电传感器5紧靠最外侧遮光板，长30毫米的边长和遮光板平行，光电传感器4设置在遮光板组2最外侧两个遮光板之间，设置两套本太阳追踪定位装置，安装时其中一套太阳追踪定位装置的遮光板组2与太阳能利用装置的水平方向的旋转轴线保持平行，另一套太阳追踪定位装置的遮光板组2与太阳能利用装置的俯仰方向的旋转轴线保持平行，由遮光板间距0.5mm/遮光板高度100mm（或者遮光板长/2）等于0.005，求0.005的反正切得到本装置在水平方向或者俯仰方向的最大误差角度为0.2865度。