一种光伏追日传感器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种光伏追日传感器，包括光照强度传感器和倾角传感器，所述光照强度传感器包括多个，所述多个光照强度传感器分别设置在光伏追日传感器的东、西、南、北四个方位，倾角传感器和每个光照强度传感器均和输出接口连接。通过使用本申请所述的传感器可以实现光照强度传感器和倾角传感器的双重测量，输出两组测量信号与处理器，既可以在晴天应用于光电跟踪，又可为阴雨天采用视日运动轨迹跟踪时反馈太阳能电池板转动后的倾角，减小误差，用以提高太阳跟踪精度。
【专利说明】
一种光伏追日传感器
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种光伏追日传感器。
【背景技术】
[0002] 众所周知，太阳能是一种取之不尽、用之不竭的绿色能源。研究表明，采用跟踪太 阳比固定安装太阳能电池板的太阳能接受率提高37.7%。目前，国内外通常是基于视日运动 轨迹跟踪法和光电跟踪法设计太阳跟踪系统和跟踪传感器。视日运动轨迹跟踪法根据太阳 的天文运行规律，计算出每时每刻的太阳高度角与方位角，并以此作为参数控制太阳能跟 踪装置。此方式不易受天气和环境的影响，能够实现对太阳方位的连续跟踪，但属于开环跟 踪，不存在角度反馈对系统进行修正，难以避免长期跟踪过程中产生的机械累计误差。光电 跟踪法利用光电原理实时检测太阳位置进行跟踪，属于闭环控制方式，不受跟踪装置安装 的地理位置和冬夏时差的影响与限制，可以获得较高的跟踪灵敏度和跟踪精度，但受天气 条件的影响较大，在非晴朗天气时误差较大，甚至会出现不工作现象。为提高跟踪精度，如 果能够将两者结合对追日进行调整可以提高光伏组件光照的接收率，现有技术急需一种追 日精度高，受机械误差和天气影响小的光伏追日传感器。
【发明内容】
[0003] 本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种追日精度高，受机 械误差和天气影响小的光伏追日传感器。
[0004] 为实现上述目的，本实用新型的技术方案是提供了一种光伏追日传感器，包括光 照强度传感器和倾角传感器，所述光照强度传感器包括多个，所述多个光照强度传感器分 别设置在光伏追日传感器的东、西、南、北四个方位，倾角传感器和每个光照强度传感器均 和输出接口连接。通过使用本申请所述的传感器可以实现光照强度传感器和倾角传感器的 双重测量，输出两组测量信号与处理器，既可以在晴天应用于光电跟踪，又可为阴雨天采用 视日运动轨迹跟踪时反馈太阳能电池板转动后的倾角，减小误差，用以提高太阳跟踪精度； 本申请所述的传感器实现了对太阳光照强度的自动跟踪和高精度的检测，提高了能量的接 收效率;本申请所述的传感器相对于传统的固定安装的太阳能电池板实现了自动跟踪，提 高了太阳能电池板的转换效率。
[0005] 作为优选的，所述光伏追日传感器的东、西、南、北四个方位上均设有两个光照强 度传感器，所述位于东方位和西方位的光照强度传感器之间设有遮光板。这样的设计利于 实现光照强度在不同方位的采集，所诉的遮光板设于壳体内，其特征是使光照强度传感器、 倾角传感器的东西方向的光照互不干扰。所诉的遮光板安装位置于光照强度传感器、倾角 传感器的东西中心线相垂直。
[0006] 作为优选的，所述倾角传感器设置在多个光照强度传感器之间。这样的布局节省 空间。
[0007] 作为优选的，所述光照强度传感器与输出接口之间连接有光照强度信号调理电 路。东方向的两个光照强度传感器，西方向的两个光照强度传感器，南方向的两个光照强度 传感器，两个监测北方向的光照强度传感器，是基于硅光电池的短路电流和光照度（光能 量)成线性的关系，从而可以定量计算出光照强度。虽然短路电流与光照强度有较好的线性 关系，但是短路电流太弱，基本都是微安毫安级别，而且电流量也很能测量，所以我们采用 运算放大器将短路电流放大并转换为电压，所以我们采用德州仪器公司的高精度0P07。 0P07芯片是一种低噪声，非斩波稳零的双极性运算放大器集成电路。它的输入失调电压非 常低，正是基于此，它在一些应用中不用添加其他调零装置。同时该芯片还拥有输入的偏置 电流非常低，但是系统的开环增益非常高。
[0008] 作为优选的，所述倾角传感器与输出接口之间连接有倾角信号调理电路。倾角传 感器检测太阳能电池板的倾角，使得太阳能电池板在俯仰方向上与太阳的高度保持一致。 设计了倾角信号调理电路，通过对倾角传感器输出数据的采集和滤波处理，滤除了太阳能 电池板在转动过程中因抖动而产生的随机误差信号，实现了在俯仰方向上的精确测量。
[0009] 作为优选的，所述光伏追日传感器包括底板，所述光照强度传感器、倾角传感器、 光照强度信号调理电路、倾角信号调理电路和输出接口均集成于底板上，所述底板外部罩 有外壳体，所述外壳体顶部设有密封盖，所述密封盖内嵌有透光玻璃。这样的设计可以对传 感器的元器件进行有效地保护。
[0010] 本实用新型的优点和有益效果在于:通过使用本申请所述的传感器可以实现光照 强度传感器和倾角传感器的双重测量，输出两组测量信号与处理器，既可以在晴天应用于 光电跟踪，又可为阴雨天采用视日运动轨迹跟踪时反馈太阳能电池板转动后的倾角，减小 误差，用以提高太阳跟踪精度;本申请所述的传感器实现了对太阳光照强度的自动跟踪和 高精度的检测，提高了能量的接收效率;本申请所述的传感器相对于传统的固定安装的太 阳能电池板实现了自动跟踪，提高了太阳能电池板的转换效率。
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型结构不意图；
[0012] 图2为本实用新型底板上电子元器件分布图；
[0013] 图3为本实用新型光照强度信号调理电路结构示意图；
[0014] 图4为本实用新型电子元器件连接框图。
[0015] 图中：1、光照强度传感器;2、倾角传感器;3、输出接口；4、遮光板;5、光照强度信号 调理电路;6、倾角信号调理电路;7、底板;8、外壳体;9、密封盖;10、透光玻璃。
【具体实施方式】
[0016] 下面结合附图和实施例，对本实用新型的【具体实施方式】作进一步描述。以下实施 例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范 围。
[0017] 如图1-图4所示，一种光伏追日传感器，包括光照强度传感器1和倾角传感器2,所 述光照强度传感器1包括多个，所述多个光照强度传感器1分别设置在光伏追日传感器的 东、西、南、北四个方位，倾角传感器2和每个光照强度传感器1均和输出接口 3连接。
[0018] 所述光伏追日传感器的东、西、南、北四个方位上均设有两个光照强度传感器1，所 述位于东方位和西方位的光照强度传感器1之间设有遮光板4。
[0019] 所述倾角传感器2设置在多个光照强度传感器1之间。
[0020] 所述光照强度传感器1与输出接口 3之间连接有光照强度信号调理电路5。各方向 的两个光电传感器采集各向光照强度的数据，多次测量，求取平均值，最终将检测到的各方 向的光照强度的信号送到的光照强度信号调理电路5,最终将信号通过输出接口 3送到处理 器。此光电传感器正是基于硅光电池的短路电流和光照度(光能量)成线性的关系，从而可 以定量计算出光照强度。虽然短路电流与光照强度有较好的线性关系，但是短路电流太弱， 基本都是微安毫安级别，而且电流量也很能测量，所以采用运算放大器将短路电流放大并 转换为电压，所以我们采用德州仪器公司的高精度0P07AP07芯片是一种低噪声，非斩波稳 零的双极性运算放大器集成电路。它的输入失调电压非常低，正是基于此，它在一些应用中 不用添加其他调零装置。同时该芯片还拥有输入的偏置电流非常低，但是系统的开环增益 非常高。所以它非常适合一些用来计算和微弱量的放大，放大电路如图3所示。输出电压 v_t= 12*is。所以放大电压倍数由12决定，调节JS阻值，便能控制输出电压的值。
[0021] 所述倾角传感器2与输出接口 3之间连接有倾角信号调理电路6。一个倾角传感器2 检测太阳能电池板的倾角，使得太阳能电池板在俯仰方向上与太阳的高度保持一致。设计 了倾角信号调理电路6,通过对倾角传感器2输出数据的采集和滤波处理，滤除了太阳能电 池板在转动过程中因抖动而产生的随机误差信号，实现了在俯仰方向上的精确测量。
[0022] 所述光伏追日传感器包括底板7,所述光照强度传感器1、倾角传感器2、光照强度 信号调理电路5、倾角信号调理电路6和输出接口 3均集成于底板7上，所述底板7外部罩有外 壳体8，所述外壳体8顶部设有密封盖9，所述密封盖9内嵌有透光玻璃10。
[0023] 在测量时，将本申请所述的传感器设置于光伏组件上并通过输出接口 3与处理器 连接，太阳光照射在密封盖9上并穿过透光玻璃10照射在光照强度传感器1上，光照强度传 感器1感光后产生光照强度信号，经过光照强度信号调理电路5放大处理之后传输于处理 器;光伏组件在转动时，倾角传感器2检测到倾角信号，倾角信号通过倾角信号调理电路6信 号过滤之后传输于处理器，处理器根据具体天气情况，既可以在晴天应用于光电跟踪，又可 为阴雨天采用视日运动轨迹跟踪时反馈太阳能电池板转动后的倾角，减小误差，用以提高 太阳跟踪精度。
[0024] 以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技 术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进 和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1. 一种光伏追日传感器，其特征在于:包括光照强度传感器和倾角传感器，所述光照强 度传感器包括多个，所述多个光照强度传感器分别设置在光伏追日传感器的东、西、南、北 四个方位，倾角传感器和每个光照强度传感器均和输出接口连接； 所述光伏追日传感器的东、西、南、北四个方位上均设有两个光照强度传感器，所述位 于东方位和西方位的光照强度传感器之间设有遮光板。2. 如权利要求1所述的光伏追日传感器，其特征在于:所述倾角传感器设置在多个光照 强度传感器之间。3. 如权利要求2所述的光伏追日传感器，其特征在于:所述光照强度传感器与输出接口 之间连接有光照强度信号调理电路。4. 如权利要求3所述的光伏追日传感器，其特征在于:所述倾角传感器与输出接口之间 连接有倾角信号调理电路。5. 如权利要求4所述的光伏追日传感器，其特征在于:所述光伏追日传感器包括底板， 所述光照强度传感器、倾角传感器、光照强度信号调理电路、倾角信号调理电路和输出接口 均集成于底板上，所述底板外部罩有外壳体，所述外壳体顶部设有密封盖，所述密封盖内嵌 有透光玻璃。
【文档编号】G05D3/12GK205540298SQ201620209480
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年3月18日
【发明人】胡震, 沈剑峰
【申请人】江苏振江新能源装备股份有限公司