黃金

【摘 要】太陽能系統(tǒng)中集熱裝置的應用能夠提升太陽能熱效率，而集熱裝置的精度是其中重要的因素。因此，將集熱裝置精度進行研制和利用，對該系統(tǒng)的精度提升有極佳的優(yōu)勢。本文通過研究全新的太陽跟蹤傳感系統(tǒng)設計，即其信號偏差的對應數(shù)據(jù)模型調整對集熱裝置的傳感作用，并對比傳統(tǒng)的測定方法，從而確立新的、精度較高的測量方法，這種方法在傳輸信號上也有一定的優(yōu)勢。從實驗中可知，太陽跟蹤傳感器的實用價值是可觀的。

【關鍵詞】太陽能集熱；裝置設置；傳感器

太陽能已經(jīng)成為現(xiàn)代建筑物中必須可少的一種節(jié)能環(huán)保設備，尤其是在社會自然資源越來越緊缺的情況下，解決能源問題已經(jīng)成為人們普遍關注的問題。而太陽能作為一種可再生、豐富并且分布廣泛的能源，其開發(fā)和使用越來越受到人們的高度重視和關注，因此，太陽能的商業(yè)化開展已經(jīng)成為一種必然趨勢。在開發(fā)和使用太陽能的同時，人們也希望能最大限度的提高太陽能的使用效率，跟蹤傳感器恰能滿足這種需求，不僅具有可行性，同時還具有一定的經(jīng)濟性。

1.太陽能集熱裝置的太陽能跟蹤傳感器結構

傳感器主要由一個豎筒以及豎筒底部及其周邊呈十字布置的4個光敏二極管組成的電橋和在豎筒外部的2個光敏二極管構成，將這些裝置與計算機基礎設備連接起來，利用傳感和基礎設備，尤其是專業(yè)軟件的濾波功能，這些都是跟蹤傳感器的基礎設備，每一個部分都是必不可少的元件，都發(fā)揮著重要的功能。其中傳感器主要用于單軸的槽式太陽能電站集熱裝置，這種結構設計原理就是遵循綠色設計理念，降低電站投入成本，并且能全面提升集熱裝置的信息采集準確性和數(shù)據(jù)處理的精準度。選擇光電二極管作為光電轉換元件，光電二極管是跟蹤傳感器中光電轉換元件，是集熱裝置中必不可少的成分，其主要功能就是能控制集熱裝置中的電阻，尤其是能解決太陽能陰天時，采集光源的問題，能極大地的提高太陽能集熱裝置的采集質量和效率，通過傳感定位，確定太陽光源位置。

2.太陽能集熱裝置的太陽能跟蹤傳感器的運行原理

2.1運行原理

跟蹤傳感器將光敏元件返回的模擬信號通過數(shù)模轉換芯片化成數(shù)字量，來實現(xiàn)電機的精確控制，進而能達到理想的控制效果，并且能確?？刂频木珳识取Ｖ饕\行原理就是利用專業(yè)傳感儀器，然后將來自不同角度的光電傳感上的模擬信息的差值經(jīng)過放大、濾波之后，再將傳感上的數(shù)模通過轉換器，將數(shù)模轉化為比較常見的數(shù)據(jù)儲存格式，然后將數(shù)字信號發(fā)送到單片機上，單片機根據(jù)差值的大小和正負來決定固定傳感的電機轉動方向。單片機接受到的數(shù)值差能控制傳感電機轉動方面，進而能控制電動機動作，并且?guī)觽鞲衅鬓D動，能保證傳感電動機始終向正確的方向轉動，最終能正確尋找和確定太陽的位置。整個跟蹤傳感運行過程中，主要是利用跟蹤傳感器的信號采集、傳輸、處理等功能，利用其數(shù)字化采集的精確性，來提高太陽能集熱裝置的使用效率，充分合理的利用自然界中的可再生資源。

2.2跟蹤傳感器使用注意事項

2.2.1信號采集和處理方面

信號采集的準確度是提高輸入阻抗的關鍵，單片機中獲取的信號直接關系著傳感機電的運行方向。在信號處理方面一定要使用兩個相同的放大電路，并且組成第一級放大，電路結構必須保持對稱，除了具有高輸入阻抗外，同時還要有很高共模抑制性能，電阻中第二級應該為放大電路，放大后的電路信號上安裝跟蹤器，這樣能有效減少后繼處理電路對前邊放大電路的影響。在使用傳感器時，一定要對進行電平轉換，確保正負角度的正負電壓信號進行電平轉換進而能不斷滿足轉換器對電壓的需求。

2.2.2慎重選擇芯片

芯片選擇非常重要，傳感集熱裝置系統(tǒng)的智能化程度非常之高，當單片機接受到信號之后，要將太陽位置準確的傳輸給上位機，進而控制傳動機調整反光板的位置，實現(xiàn)太陽能的轉換，并且能極大地提高太陽能的轉化效率。目前使用的芯片都是AD型號的，這種型號的芯片能分辯出0.0025v的電壓變化情況，為了確保太陽能集熱裝置的良好性能，選用AT89S8253型號的芯片，采用SPI接口，方便AD讀數(shù)。在跟蹤傳感器上可以通過RS232將采集信號傳送到主控制器上，進而根據(jù)數(shù)差，控制和調整集熱裝置的角度，使其對準太陽。

2.2.3步進電機的選擇

步進電機的選擇是關鍵，也是非常重要的步驟，他關系到整個傳感器的測量精度和穩(wěn)定性。步進電機一般要選擇具有過溫保護功能、過流保護以及欠壓保護等功能的元件，并且還具有很好的抗雷擊浪涌的保護裝置。步進電機裝置能滿足傳感器的精度需求，提高整個裝置的精確性。目前使用比較常見的步進電機主要有兩相步進電機以及與其相配套的驅動器。為了確保太陽能的轉換效率，一定要注意上述幾個方面的相關事項，確保集熱裝置能正常和高效運行。

3.太陽能跟蹤傳感器的主要功能和使用效果

太陽能跟蹤傳感器主要是利用現(xiàn)代化遙感技術，在太陽能集熱裝置中安裝跟蹤傳感器，提高太陽能的使用效率和質量，進而能充分利用可再生且無污染的自然資源，極大地緩解社會能源危機。由上述可知，跟蹤傳感器的主要功能就是信號采集和處理功能，這方面主要是利用傳感電壓信號加到相同輸入端，進而提高輸入電阻的抵抗力，增長太陽能集熱裝置的能量吸收功能。其次，是太陽能位置搜索能力，傳感器能利用遙感技術，即使是在陰天或者是雨天，傳感器都不會受到天氣的影響，能正常運行，并且不會影響其精確度。太陽能跟蹤傳感器在集熱裝置中使用具有很強的可行性和經(jīng)濟性，能提高太陽能使用質量和效率，其最大的優(yōu)勢就是信息處理功能，數(shù)據(jù)處理的精準度非常高，使用范圍也非常廣泛，只要有光源就可以直接利用光譜進行采集和收集信號，在雨過天晴后，跟蹤傳感器能立刻工作，為集熱裝置提供豐富的能源。因此，研究太陽能跟蹤傳感器結構特點和運行原理具有重要的作用和意義，技術人員要進一步通過試驗確定其穩(wěn)定性和可靠性，使其能全面推廣開來。

4.結束語

綜上所述，太陽能跟蹤傳感器具有信息搜索功能，并且數(shù)據(jù)采集的精準度非常高，在太陽能集熱裝置中的使用具有可行性，設計結構簡單。尤其是在信號放大方面，采用三運放組成具有高的輸入阻抗、高的共模抑制比，且對電阻匹配要求不是很高，這些特點使得跟蹤傳感器能適應和滿足集熱裝置需求。目前通過相關試驗證明，太陽能集熱裝置中安裝和使用太陽能跟蹤傳感器具有重要的作用和意義，極大地提高了太陽能使用效率。 [科]

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