传感器是一种可以将物理量转换成电信号的设备，其作用是实时监测和感知周围环境，然后将感知到的信息转化为数字或模拟信号，指导各种设备和系统的控制和管理。因此传感器在现代工业中起着不可或缺的，广泛应用于各行各业。

光伏设备市场是传感器应用的主要市场之一，约占整体传感器市场规模8%，主要涉及光纤传感器、光电传感器、压力传感器、温度传感器、接近传感器等。这些传感器被广泛应用于硅片、电池片、组件的生产设备中。

1.我国光伏产业持续快速增长

在全球光伏市场蓬勃发展的推动下，我国光伏产业持续健康发展，产业规模稳步增长，技术水平不断突破创新，已逐步成为全产业链发展创新、研发制造基地，光伏产业已成为我国为数不多的可以同步参与国际竞争的、保持国际先进水平的产业之一。

中国是光伏产业大国，在全球市场占据重要地位，硅片、电池片、组件全球市场占有率均在70%以上。2022年，在疫 情及国际形势等多重艰难背景下，光伏产业是为数不多处于高增长赛道的行业，光伏产业链各环节产量再创新高，其中光伏组件产量同比增幅超过55%。中国光伏行业协会预测，2023年，全球光伏新增装机280GW～330GW。预计中国光伏新增装机95GW～120GW，市场发展预期依然较高。

中国光伏产业的快速扩张也带动了上游设备及部件市场的发展，2022年中国市场光伏设备用传感器市场规模达到近10亿人民币，同比增长42%。 其中硅片设备领域传感器的增速高达60%，其原因一方面由于硅片的规格直接影响中下游电池片、组件的生产成本，因此在硅片的生产工艺中对设备的精密度及灵敏度要求更高，因此对传感器的质量和性能要求也同样更高；此外硅片大尺寸、薄片化的趋势也同样促进了传感器在生产设备及工艺流程上的应用及发展。

2.传感器在光伏设备中的应用

从产业链的角度来看，光伏设备生产可以概括为上游硅片制造、中游电池片制造和下游组件制造。在各个生产环节涉及到不同的加工设备。不同类型的传感器作用在各环节生产设备上，对设备的运行状态进行实施监测，达到对生产精度的控制。从市场规模来看：传感器的市场规模在硅片、电池片、组件设备上的分布分别为38%、40%和22%。

倾角传感器

在青海海南州，海拔3000多米的塔拉滩绿色产业发展园区，数百万块电池板装载自动跟踪系统，可实现精准定日、追日，随时保证太阳光直射电池板，这样可以显著提高发电效率，这就是太阳能光伏发电追日系统。这个系统需要调节太阳能电池的方位和倾角，使太阳能电池板能根据太阳的运动变化及时作出调整，以达到始终使光线以0度入射角照射到太阳能电池板上。基于此，可采用倾角传感器用于测量太阳能电池板的角度信息，供追日系统与太阳的方位、高度信息进行比对，并作出对太阳能电池板调整的命令。

倾角传感器安装于太阳能电池板的倾斜面上，当太阳能电池板的倾斜角发生变化时，倾角传感器可实时进行测量。

在这一场景中，倾角传感器的基本原理，可抽象性地简化为一个质量块和能对该质量块进行固定轴向加速度测量的加速度传感器，当发生倾斜时，其内部的质量块M对垂直于倾斜面方向的倾角传感器产生了随倾斜角变化的力F1，由于质量块是固定在垂直于倾斜面的轴向上的，所以，质量块在此方向受力会达到平衡。

传感器受到力F1与质量块重力G之间的关系为：F1=G*cosθ。在这一关系式中，重力G和F1，分别可通过计算和测量得出，因此，能得到角度θ的大小。由于该角度和倾斜角大小相同，并随倾斜角的变化而变化，故而θ即为倾斜角。

太阳能光伏发电追日系统都会根据当地的经纬度，计算出当地一年中每一天太阳的方位和角度信息，并将信息储存在电脑软件中。这样一来，就可以将倾角传感器测得的电池板角度信息，与太阳的角度信息进行比对，进而得知将太阳能电池板的倾角调整到多少度最为合适了。而判断是否达到合适的角度，也是由倾角传感器将调整后的角度测量出来，发送到相应的控制端，判断是否继续进行调整，直至调整完成。

电流传感器

我国光伏产业高速发展，面临的首要问题就是对光伏发电组件进行检测与维护。而光伏系统主要采用直流电源，可以依据输出端电压、电流来判断光伏组件运行状态。因此，监测光伏组件的输出端电压、电流具有重要意义。

电流传感器是一种检测装置，能感受到被测电流的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为符合一定标准需要的电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。电流传感器依据测量原理不同，主要可分为：分流器、电磁式电流互感器、电子式电流互感器等。

光伏行业用电流传感器，用于光伏逆变器DC支路、直流侧、逆变器侧、漏电流等的电流测量，实现逆变器的MPPT、并网、功率控制、保护等功能，适用于不同的精度、量程、尺寸等要求。太阳能电池组件与直流汇流箱连接，由逆变器为交流后，经变压器接入电网。流入电网的逆变器输出电流由传感器进行测量，以便反馈回至控制器进行脉宽调制（PWM）正弦波控制。

从光伏设备市场传感器的品牌来看，欧姆龙、松下和基恩士等日系传感器品牌占据较大的市场份额，三家企业合计市场份额占到了全国光伏设备市场的70%以上，市场高度集中。西门子在整体光伏设备市场比重不大，但在硅片设备领域西门子的市场占有率在30%以上。

随着中国光伏产业投资购买的不断扩大，硅片、电池片、组件等生产工艺也在不断升级，传感器在设备上的用量也越来越大，同时对传感器的复杂性和兼容性提出更高要求。同时，基于设备厂商端降本增效的需求，在传感器性能基本达标的情况下，有高端向中高端产品过渡的趋势，尤其体现在电池片及组件的市场领域。

文章来源： 化工仪器网，CSDN博客，觅数据 MDATA