本發(fā)明涉及太陽能追蹤技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種太陽位置傳感器。

背景技術(shù)：

聚光光伏設(shè)備和跟蹤光伏系統(tǒng)中都需要對太陽位置進(jìn)行連續(xù)跟蹤捕獲，其基本原理是利用對陽光的遮擋變化引起光電子器件的輸出變化得到跟蹤的方向。目前常見的有塔式太陽位置傳感器和光筒式太陽位置傳感器等。

塔式太陽位置傳感器：在一個錐形圓臺四周貼了4片相同的光伏電池，太陽光從上方投射下來，當(dāng)太陽光正中向下方投射時，4個光伏電池光線夾角相同，產(chǎn)生的電流相同。當(dāng)太陽光偏向左側(cè)(西方)時，左側(cè)光伏電池光照加強(qiáng)，輸出電流增大；右側(cè)光伏電池光照減弱，輸出電流減小。所以根據(jù)各光伏電池電流變化可以判斷陽光的偏向。其優(yōu)點是捕獲范圍廣，但存在容易受到周圍光線干擾、精度不高等缺點。

光筒式太陽位置傳感器：采用圓筒來遮光，圓筒上方中心開有圓孔，在圓筒底部中心安裝一個四象限光電池，來自上方的太陽光通過圓孔投向底部，當(dāng)太陽光正中向下方投射時，投射的光斑中心與四象限光電池中心重合，四象限光電池各電池輸出相同。當(dāng)太陽光偏向左側(cè)(西方)時，投射的光斑偏向東方，四象限光電池左側(cè)兩個電池被部分遮擋，右側(cè)電池輸出大于左側(cè)電池輸出，于是根據(jù)各光伏電池電流的變化可以判斷出陽光的偏向。光筒式太陽位置傳感器可以防止周圍光線的干擾，對光線偏差的靈敏度也高多了，可檢測出太陽位置較小的偏差；但存在檢測的光線角度較小，光線角度偏差大時，會導(dǎo)致光線無法照射到四象限光電池，進(jìn)而無法檢測。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了一種太陽位置傳感器。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

一種太陽位置傳感器，包括：呈凹槽型的外殼和與其相配合的透明蓋，二者形成密封腔體；電路板，設(shè)于外殼內(nèi)；一端相互固連的多塊隔板，固設(shè)于外殼的底板的中間，形成多個相互獨立的隔間；多個具有光生伏特效應(yīng)的主光敏元件，與隔間一一對應(yīng)，且與電路板電連接，多個主光敏元件分別對稱設(shè)于隔間中；用于為主光敏元件遮光的圓形擋板，設(shè)于隔板相互固連的一端的正上方；當(dāng)光線從正上方直射時，主光敏元件的pn結(jié)部位因圓形擋板的遮擋而接收不到光線。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，隔板的數(shù)量為4塊，組成十字形；主光敏元件的數(shù)量為4個，分別對稱設(shè)于隔板形成的四個隔間中。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，電路板固設(shè)于外殼的底板的中間，電路板與外殼的底板之間留有距離，隔板固設(shè)于電路板的中間，主光敏元件固設(shè)于電路板上。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，還包括：與主光敏元件一一對應(yīng)的輔光敏元件，與電路板電連接；透明蓋的邊沿處設(shè)有透明的折邊，折邊的邊緣位置低于輔光敏元件的位置；輔光敏元件垂直向下的正投影位于其所處隔間的中心線上；輔光敏元件的pn結(jié)部位被遮擋，使光線無法通過被遮擋的部位射向輔光敏元件的pn結(jié)；光線通過折邊的邊緣位置射向主光敏元件形成的入射角為α，光線通過被遮擋的部位的邊緣射向輔光敏元件的pn結(jié)形成的入射角為β，β大于α。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，主光敏元件和輔光敏元件為光電二極管或發(fā)光二極管。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，正對的兩個輔光敏元件為一組，其中，一組中兩個輔光敏元件的外側(cè)形狀呈長方體，另一組中兩個輔光敏元件的外側(cè)形狀呈圓弧形。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，其特征在于，輔光敏元件呈水平設(shè)置，其pn結(jié)部位朝向圓形擋板。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，α為55°-65°。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，隔板的上側(cè)邊高于折邊的邊緣位置。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，外殼的內(nèi)壁呈啞光黑色。

本發(fā)明的太陽位置傳感器，通過透明蓋、隔板、圓形擋板以及主、輔光敏元件的設(shè)計，同時提高了可檢測光線范圍和提升了檢測精度，從而保證高精度跟蹤太陽光位置，使太陽能電池板獲得最大光照強(qiáng)度。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為實施例中太陽位置傳感器的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為實施例中太陽位置傳感器的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為實施例中輔光敏元件接收光照情況的示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1和2所示，為實施例中太陽位置傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。

實施例中太陽位置傳感器，包括：呈凹槽型的外殼1、位于外殼1內(nèi)的電路板2、一端相互固連的多塊隔板3、多個具有光生伏特效應(yīng)的主光敏元件5、用于為主光敏元件5遮光的圓形擋板6和透明蓋7，其中，

外殼與透明蓋相配合形成密封腔體；隔板3固設(shè)于外殼1的底板的中間，形成多個相互獨立的隔間4；主光敏元件5與隔間4一一對應(yīng)，且與電路板2電連接，多個主光敏元件5分別對稱設(shè)于隔間4中；圓形擋板6設(shè)于隔板3相互固連的一端的正上方；當(dāng)光線從正上方直射時，主光敏元件5的pn結(jié)部位因圓形擋板6的遮擋而接收不到光線。

優(yōu)選地，隔板3的數(shù)量為4塊，組成十字形；主光敏元件5的數(shù)量為4個，分別對稱設(shè)于隔板3形成的四個隔間4中。

上述實施例中，當(dāng)有光線照射到位于某一個方向的主光敏元件5時，太陽能電池板向該側(cè)面的方向轉(zhuǎn)動；隨著光線逐漸趨于垂直太陽位置傳感器的表面(即光線從太陽位置傳感器的正上方直射)，此時圓形擋板6投下的陰影對主光敏元件5產(chǎn)生遮擋，太陽能電池板停止轉(zhuǎn)動，跟蹤完成。當(dāng)太陽方位發(fā)生變化時，重復(fù)上述動作，實現(xiàn)持續(xù)跟蹤。

優(yōu)選地，電路板固設(shè)于外殼的底板的中間，電路板與外殼的底板之間留有距離，隔板固設(shè)于電路板的中間，主光敏元件固設(shè)于電路板上。實施例中，優(yōu)選通過螺絲柱實現(xiàn)抬高電路板高度，由于電路板為雙面布線，電路板背面元件的焊接需要焊接高度，同時也為輔光敏元件8延伸至透明蓋區(qū)域創(chuàng)造條件。

實施例中太陽位置傳感器，還包括：與主光敏元件5一一對應(yīng)的輔光敏元件8，與電路板2電連接；透明蓋7的邊沿處設(shè)有透明的折邊9，折邊9的邊緣位置低于輔光敏元件8的位置，以使輔光敏元件8能夠接收到其他方向的光線；輔光敏元件8垂直向下的正投影位于其所處隔間4的中心線上；輔光敏元件8的pn結(jié)部位被遮擋，使光線無法通過被遮擋的部位射向輔光敏元件8的pn結(jié)；光線通過折邊9的邊緣位置射向主光敏元件5形成的入射角為α(如圖1所示)，光線通過被遮擋的部位的邊緣射向輔光敏元件8的pn結(jié)形成的入射角為β(如圖3所示)，β大于α；只有當(dāng)光線照向輔光敏元件8的入射角≤β時，輔光敏元件8的pn結(jié)才能接收到光線。

優(yōu)選地，實施例中α為55°-65°，α太大導(dǎo)致輔光敏元件8起不到應(yīng)有的作用，α太小會影響太陽位置傳感器的精度。

實施例中，優(yōu)選地，輔光敏元件8呈水平設(shè)置，其pn結(jié)部位朝向圓形擋板6。輔光敏元件8通過焊接在電路板2上的長引腳抬高安裝位置，且如圖3所示，輔光敏元件8的pn結(jié)部位被遮擋，使其只能接收到來自入射角度較大光線照射，當(dāng)光線從正上方照射輔光敏元件8時由于被遮擋，輔光敏元件8的pn結(jié)部位接收不到光線。

實施例中，光生伏特效應(yīng)為：當(dāng)主光敏元件5或輔光敏元件8的pn結(jié)接收到光照時，會產(chǎn)生電流，電路中電壓發(fā)生變化。根據(jù)電壓的變化，進(jìn)而調(diào)整太陽能電池板的方向。

優(yōu)選地，主光敏元件5和輔光敏元件8為光電二極管或發(fā)光二極管。

優(yōu)選地，正對的兩個輔光敏元件8為一組，其中，一組中兩個輔光敏元件的外側(cè)形狀呈長方體，另一組中兩個輔光敏元件的外側(cè)形狀呈圓弧形。安裝使用時，長方體輔光敏元件位于東西方向，長方體輔光敏元件可減少對散射光的接收，直射光不受影響，若東西方位偏差較大時，只接收直射光線，減少跟蹤誤差；圓弧形輔光敏元件位于南北方向，由于俯仰角度(太陽維度)變換相對較小，不需要專門屏蔽散射光。

實施例中，輔光敏元件8pn結(jié)部位的遮擋，可以采用現(xiàn)有手段，能夠?qū)崿F(xiàn)遮擋效果即可。優(yōu)選地，輔光敏元件8的pn結(jié)部位涂有白漆。

為提高隔板3的隔離效果，以及圓形擋板6的遮蓋效果的角度出發(fā)，優(yōu)選地，隔板3的上側(cè)邊高于折邊9的邊緣位置。

優(yōu)選地，外殼1的內(nèi)壁呈啞光黑色，以盡量減少光線照射到傳感器外殼內(nèi)壁時所產(chǎn)生的漫反射造成的混雜信號。

實施例中，太陽位置傳感器，還包括：用于與外部設(shè)備鏈接的接頭，與電路板2電連接。

上述實施例中，如圖1所示，以光線通過折邊9的邊緣位置射向主光敏元件5時的入射角α作為基準(zhǔn)：當(dāng)光線入射角＞α?xí)r，光線只能從側(cè)面照射到位于某一個方向的輔光敏元件8，而照射不到該方向的主光敏元件5，此時輔光敏元件8發(fā)揮作用，太陽能電池板向該方向轉(zhuǎn)動；隨著入射角逐漸變小，輔光敏元件8接收的光線因被白漆遮蓋而大大減少，當(dāng)光線入射角≤α?xí)r，光線照射到主光敏元件5，而輔光敏元件8因被白漆遮蓋接收不到光線，此時主光敏元件5發(fā)揮作用，太陽能電池板繼續(xù)向該方向轉(zhuǎn)動；隨著入射角繼續(xù)變小，當(dāng)光線逐漸趨于垂直太陽位置傳感器的表面(即光線從太陽位置傳感器的正上方直射)，此時圓形擋板6投下的陰影對主光敏元件5產(chǎn)生遮擋，主光敏元件5和輔光敏元件8均接收不到光線，太陽能電池板停止轉(zhuǎn)動，跟蹤完成。當(dāng)太陽方位發(fā)生變化時，重復(fù)上述動作，實現(xiàn)持續(xù)跟蹤。

上述實施例中的太陽位置傳感器，通過透明蓋、隔板、圓形擋板以及主、輔光敏元件的設(shè)計，同時提高了可檢測光線范圍和提升了檢測精度，從而保證高精度跟蹤太陽光位置，使太陽能電池板獲得最大光照強(qiáng)度。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。