专利名称：全反射型太阳方位传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及太阳能的开发利用技术领域，尤其是涉及一种全反射型太阳方位传感器。
背景技术：
开发新能源和可再生能源是全世界面临的共同课题，太阳能发电已成为全球发展速度最快的技术。在新能源中，光伏发电是最具可持续发展理想特征的可再生能源技术，受到全世界的普遍重视。降低太阳电池发电成本的有效途径之一是采用聚光太阳能电池，以减少给定功率所需的电池面积，用比较便宜的聚光器来代替部分昂贵的太阳能电池。在高效光伏电池材料没有出现之前，研制具有使用价值的太阳聚光器及自动跟踪系统以实现低成本，则是促进太阳能广泛应用的主要途径之一，而准确无误的获得高精度太阳光方向信息的信号采集器是该系统必不可少的重要组成部分。通常国际上有计算机设定、天文时间以及太阳光信号采集几种主要方式，而对于高精度自动跟踪系统，仍然以直接采集太阳光信号为最佳选择。但是，由于自动跟踪系统及传感器所处的室外恶劣的工作环境，要在低成本条件下保证其工作可靠性则是非常困难的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种全反射型太阳方位传感器，其结构简单，设计合理，使用操作便捷，太阳方位测量精度高，使用寿命长，使用效果好，推广应用价值高。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:一种全反射型太阳方位传感器，其特征在于:包括四块组合成四棱柱状的高强度透明复合板、安装在每块高强度透明复合板中心位置处的黑色伸缩密封罩和放置在每个黑色伸缩密封罩底部几何中心位置处的光敏传感器，所述高强度透明复合板的上方罩有用于将高强度透明复合板、黑色伸缩密封罩和光敏传感器密封在其中的亚加力球罩；每两块所述高强度透明复合板之间呈一定角度的夹角，四个所述光敏传感器分别面对东、南、西、北四个方向设置。上述的全反射型太阳方位传感器，其特征在于:每两块所述高强度透明复合板之间所呈的夹角为α且α = (90° _i)，其中，i表示所述高强度透明复合板的全反射临界角。上述的全反射型太阳方位传感器，其特征在于:所述亚加力球罩为半球形。上述的全反射型太阳方位传感器，其特征在于:所述黑色伸缩密封罩的内外表面均为黑色。本发明与现有技术相比具有以下优点:1、本发明的结构简单，设计合理，使用操作便捷。2、本发明中高强度透明复合板上中央安装的黑色伸缩密封罩，内外表面全部为具有强吸收太阳光功能的黑颜色，以尽量减少侧面反射光对光电传感器的影响，可以保证每个光敏传感器只能接受从其所在的高强度透明复合板中央部分进入的阳光，提高了光敏传感器的精度。3、本发明中黑色伸缩密封罩的高度可以伸缩是因为地域不同光照差别很大(例如新疆的光照强度就远远大于陕西的光照强度)，可以根据各地实地情况对其传感器到复合板的垂直距离调节，以达到最佳效果。4、本发明所采用的亚加力球罩是一种新型高科技材料，不仅质量轻强度高韧性好而且价格低廉，其将各种原件密封在一个密闭的环境之中，有效地保护了光敏传感器，从而大大延长了本发明的使用寿命。5、本发明中光敏传感器信号采集精度高，可以达到1%以内。6、本发明的使用效果好，有助于提高太阳能的开发利用效率，推广应用价值高。综上所述，本发明结构简单，设计合理，使用操作便捷，太阳方位测量精度高，使用寿命长，使用效果好，推广应用价值高。下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本发明的结构示意图。附图标记说明:1-高强度透明复合板；2_黑色伸缩密封罩；3_光敏传感器；4-亚加力球罩。
具体实施例方式如图1所示，本发明包括四块组合成四棱柱状的高强度透明复合板1、安装在每块高强度透明复合板I中心位置处的黑色伸缩密封罩2和放置在每个黑色伸缩密封罩2底部几何中心位置处的光敏传感器3，所述高强度透明复合板I的上方罩有用于将高强度透明复合板1、黑色伸缩密封罩2和光敏传感器3密封在其中的亚加力球罩4 ;每两块所述高强度透明复合板I之间呈一定角度的夹角，四个所述光敏传感器3分别面对东、南、西、北四个方向设置。如图1所示，本实施例中，每两块所述高强度透明复合板I之间所呈的夹角为α且α =2(90° _i)，其中，i表示所述高强度透明复合板I的全反射临界角。所述亚加力球罩4为半球形。所述黑色伸缩密封罩2的内外表面均为黑色。总之，本发明由亚加力球罩4和四块性能参数完全一致的高强度透明复合板I以及相应的黑色伸缩密封罩2和光敏传感器3组成。其中每两块高强度透明复合板之间的夹角为α，每个高强度透明复合板I的正中央都安装一个黑色的可以伸缩的黑色伸缩密封罩2，黑色伸缩密封罩2底部中央装有一个光敏传感器3，四个黑色伸缩密封罩2大小形状和四个光敏传感器3光电性能均相同。本发明选用的高强度透明复合板具有强度高使用寿命长(12年以上)，折射率大(相对一般的光密介质而言)。在太阳光入射角小于全反射临界角时，阳光发生折射进入黑色伸缩密封罩2照射到光敏传感器3，光照射强度损耗很�。饷舸衅�3较好的采集到太阳光，一旦阳光的方向和高强度透明复合板I平面法线的夹角大于全反射临界角时即可发生全反射，从而高强度透明复合板I完全遮挡住阳光，使高强度透明复合板I正下方的光敏传感器3无法采集到太阳光，光敏传感器3会将产生的信号变化量提供给自动跟踪系统。其中，高强度透明复合板I之间的夹角α经过理论分析计算，并且通过多次试验验证，最终得出当α = 2(90° -1)时(其中i为高强度透明复合板I的全反射临界角)，光敏传感器3信号采集精度最高，可以达到I %以内。高强度透明复合板I上中央安装的黑色伸缩密封罩，内外表面全部为具有强吸收太阳光功能的黑颜色，以尽量减少侧面反射光对光电传感器3的影响，可以保证每个光敏传感器3只能接受从其所在的高强度透明复合板I中央部分进入的阳光，提高了光敏传感器3的精度。黑色伸缩密封罩2的高度可以伸缩是因为地域不同光照差别很大(例如新疆的光照强度就远远大于陕西的光照强度)，可以根据各地实地情况对其传感器到复合板的垂直距离调节，以达到最佳效果。由于光敏传感器3—般都工作在恶劣的环境中，经常受到风吹甚至雨雪的袭击，因此使用寿命比较短。本发明所采用的亚加力球罩4是一种新型高科技材料，不仅质量轻强度高韧性好而且价格低廉，其将各种原件密封在一个密闭的环境之中，有效的保护了光敏传感器3,从而大大延长了其使用寿命。以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
权利要求
1.一种全反射型太阳方位传感器，其特征在于:包括四块组合成四棱柱状的高强度透明复合板(I)、安装在每块高强度透明复合板(I)中心位置处的黑色伸缩密封罩(2)和放置在每个黑色伸缩密封罩(2)底部几何中心位置处的光敏传感器(3)，所述高强度透明复合板(I)的上方罩有用于将高强度透明复合板(I)、黑色伸缩密封罩(2)和光敏传感器(3)密封在其中的亚加力球罩(4);每两块所述高强度透明复合板(I)之间呈一定角度的夹角，四个所述光敏传感器(3)分别面对东、南、西、北四个方向设置。
2.按照权利要求1所述的全反射型太阳方位传感器，其特征在于:每两块所述高强度透明复合板(I)之间所呈的夹角为α且α = 2(90° _i)，其中，i表示所述高强度透明复合板(I)的全反射临界角。
3.按照权利要求1或2所述的全反射型太阳方位传感器，其特征在于:所述亚加力球罩⑷为半球形。
4.按照权利要求1或2所述的全反射型太阳方位传感器，其特征在于:所述黑色伸缩密封罩(2)的内外表面均为黑色。
全文摘要
本发明公开了一种全反射型太阳方位传感器，包括四块组合成四棱柱状的高强度透明复合板、安装在每块高强度透明复合板中心位置处的黑色伸缩密封罩和放置在每个黑色伸缩密封罩底部几何中心位置处的光敏传感器，所述高强度透明复合板的上方罩有用于将高强度透明复合板、黑色伸缩密封罩和光敏传感器密封在其中的亚加力球罩；每两块所述高强度透明复合板之间呈一定角度的夹角，四个所述光敏传感器分别面对东、南、西、北四个方向设置。本发明结构简单，设计合理，使用操作便捷，太阳方位测量精度高，使用寿命长，使用效果好，推广应用价值高。
文档编号G01C1/00GK103162662SQ201110411198
公开日2013年6月19日 申请日期2011年12月11日 优先权日2011年12月11日
发明者胡剑峰 申请人:西安大昱光电科技有限公司
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