一种光伏设备跟光传感器及太阳能发电装置的制作方法

本实用新型涉及一种光伏设备跟光传感器及太阳能发电装置，尤其是一种在热带雨水充足风力较大光照强的地区，所采用的光伏设备跟光传感器及太阳能发电装置。

背景技术：

目前，化石能源的弊端逐渐被大众所知，人类越来越关注人类活动对自然环境的影响。目前全球人口增长率高，并且对生活质量的要求也越来越高。随着化石能源的广泛使用，我国的化石能源自给率逐步降低，低效使用，高消耗量，高排放以及逐步扩大的工业生产，居民出行等能源活动所造成的污染的弊端将会逐渐显现。

因此，清洁能源将逐步替代化石能源在能源消耗总量中占居一定比例。全国人大环资委委员，在接受记者采访时表示，我国提出，到2020年实现清洁能源占能源消费总量15％，“十二五”末要达到11.4％有困难。

而在非化石能源中，太阳能相对于风能、核能、水力发电、生物质能的优势更为明显，生物质能仍存在排放温室气体的弊端，而核能广大群众对其安全性误解较深，而水力发电效果好，但可供开发的环境有限，不足以弥补降低化石能源消耗所引发的短缺。而单一的风力发电完全受气候条件制约，风力发电机并网发电是多年无法解决的问题，各地在有风力发电厂的情况下弃而不用，新建大型火电站。更显露出风力发电的短板和太阳能发电的优势。

太阳能发电可与水电风电互补作为解决非化石能源并网的主要方案。而太阳能发电的现有技术仍存在很大的缺陷，例如太阳能电池板能量转化效率低，固定设置的太阳能电池板无法垂直于入射光面接收太阳光。造成资源的浪费，因此，太阳光跟光装置的采用很有必要。

现有技术所采用的太阳光跟光传感器绝大多数智能在天气晴好的状态下使用，如CN103984364A专利申请中公开了一种太阳能追踪装置，从说明书中可以看出，该装置采用的光电探测器置于传感器腔底部，通过光线照射垂直于光电探测器上方的挡板，产生阴影与光电探测器是否重叠，判断阳光是否垂直于太阳能电池板。

该技术方案由于探测器置于底部，传感器必须覆盖光斑可能投影的所有区域，且透光孔不宜过大，并加盖透明盖片。一旦遇到沙尘树叶遮挡或污渍残留，则该传感器失效。

CN103926937B发明专利中公开了一种通过输入地理位置和时间计算确定太阳的高度角和方位角。从说明书中可以看出，该发明专利的光电探测器放置在顶部有一透光孔的中空圆柱罩底部。透光孔无任何遮挡，一旦遇到阴雨天气，则内部的光电探测器将会直接被雨水浸泡损坏，动作端无法工作，导致无法跟光。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种光伏设备跟光传感器，以解决上述背景技术中太阳能电池板无法垂直于入射光面接收太阳光的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

本实用新型的光伏设备跟光传感器包括外壳，所述外壳为一个内部中空的容器，所述外壳的上顶面开有入光孔，所述外壳内部上顶面设置有光学图像传感器，所述外壳的下底面设有突起，所述突起与所述入光孔在同一直线上且垂直于所述外壳的下底面，所述光学图像传感器用于实时采集光斑和突起的相对位置并发送给控制器，控制器根据光学图像传感器采集到的信息制定旋转电机的控制策略，所述旋转电机用于驱动太阳能电池板。

本实用新型所述容器为正方体或长方体。

本实用新型所述突起与光源垂直照射入光孔时产生的光斑重叠。

本实用新型所述光学图像传感器为CCD图像传感器。

本实用新型所述光学图像传感器设有航空插口，所述光学图像传感器通过航空插口与所述控制器相连，所述控制器安装于防水壳内。

本实用新型所述入光孔为圆形，直径为0.01～3cm。

本实用新型所述外壳的外部安装有风力传感器，所述风力传感器与所述控制器相连。

本实用新型所述外壳下底面设置有排水口，所述排水口的内周面设有黑色珍珠棉。

本实用新型还提供一种太阳能发电装置，包括上述的光伏设备跟光传感器，所述太阳能发电装置还包括太阳能电池板、支架和旋转电机，所述太阳能电池板由所述支架支撑，所述支架由所述旋转电机驱动旋转，所述驱动电机由所述控制器控制。

本实用新型的光伏设备跟光传感器优点在于：

本实用新型的光伏设备跟光传感器可以根据太阳照射角度的变化调整太阳能电池板的角度，控制器将光学图像传感器所采集到的太阳光斑与突起对比，控制器判定太阳光是否直射太阳能电池板时，控制器控制旋转电机转动，使光斑靠近突起，直至重合，此时说明太阳光线直射太阳能电池板。

附图说明

图1为本实施例的光学图像传感器的结构示意图；

图2为本实施例的跟光传感器的结构示意图。

其中，1-光学图像传感器，2-感光面，3-航空插口，4-外壳，5-入光孔，6-突起。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-2所示，本实施例的光伏设备跟光传感器包括外壳4，外壳4为一个内部中空的容器，容器可以为正方体或长方体，本实施例优选为正方体，外壳4的上顶面开有入光孔5，入光孔5为圆形，直径为0.01～3cm，外壳4内部上顶面设置有光学图像传感器1，外壳4的下底面设有突起6，突起6与入光孔5在同一直线上且垂直于外壳4的下底面，使得突起6与光源垂直照射入光孔5时产生的光斑重叠。

光学图像传感器1用于实时采集光斑和突起6的相对位置并发送给控制器，光学图像传感器1优选为CCD图像传感器，控制器根据光学图像传感器1采集到的信息制定旋转电机的控制策略，旋转电机用于驱动太阳能电池板。

本实施例中的光学图像传感器1设有航空插口3，光学图像传感器1通过航空插口3与控制器相连，控制器安装于防水壳内。

优选的，外壳4的外部安装有风力传感器，风力传感器与控制器相连。

优选的，外壳4下底面设置有排水口，排水口的内周面设有黑色珍珠棉。

本实施例还提供一种太阳能发电装置，包括上述的光伏设备跟光传感器，太阳能发电装置还包括太阳能电池板、支架和旋转电机，太阳能电池板由支架支撑，支架由旋转电机驱动旋转，驱动电机由控制器控制。

本实施例中的光学图像传感器1的感光面2要与外壳4的上顶面平行，以便光学图像传感器1采集光斑和突起6的相对位置信息，外壳4使用ABS材料制作并用密封胶固定和密封。

上述的光伏设备跟光传感器工作原理如下：在光照条件下，阳光穿过入光孔5在外壳4的下底面形成光斑，光学图像传感器1获取外壳4下底面的光斑以及突起6的相对位置，当光斑与突起6位置重叠时说明太阳光直射太阳能电池板。当太阳照射发生偏移时，阳光入射形成的光斑与突起6不重叠，控制器将接收到的图像信息与预先设定的阳光垂直照射突起6时的图像信息作比较，并建立以光斑为原点的横纵坐标系，确定光斑位置与突起6的偏移量。控制器控制旋转电机不断调整太阳能电池板的角度，直至光斑与突起6重叠。

由于热带雨水充足，降雨多雨量大，本实施例入光孔5处采用透明材料覆盖，外壳4开有排水口，当降雨时，从入光孔5流入的雨水沿排水口排除，入光孔5处不易被杂物遮挡，可靠性高，环境适应性强。

本实施例的风力传感器可以监测所处环境风力的大小，当所处环境风力极大时容易对光伏设备造成损害。此时，风力传感器将信号传送到控制器，当风力超过控制器设定值时，控制器控制旋转电机运动，使得太阳能电池板收纳起来，或者使之平行于风向，避免太阳能装置被破坏。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。