CN101606113A - 具有用于跟踪器的集成控制器和调节器的反用换流器 - Google Patents

具有用于跟踪器的集成控制器和调节器的反用换流器 Download PDF

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CN101606113A CNA2007800460499A CN200780046049A CN101606113A CN 101606113 A CN101606113 A CN 101606113A CN A2007800460499 A CNA2007800460499 A CN A2007800460499A CN 200780046049 A CN200780046049 A CN 200780046049A CN 101606113 A CN101606113 A CN 101606113A
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Abstract

一种用于将由太阳能发电机提供的直流电DC转换成交流电AC的反用换流器，包括：控制器，提供用于太阳能发电机上的驱动器的控制信号，以允许太阳能发电机跟踪太阳，其中所述控制器被集成在所述反用换流器中。

Description

具有用于跟踪器的集成控制器和调节器的反用换流器
技术领域
本发明涉及基于太阳能来产生电能的领域，具体涉及一种用于将由太阳能发电机提供的直流电转换成交流电的反用换流器，其中，该太阳能发电机包括：驱动器，允许根据控制信号将该太阳能发电机跟踪太阳。
背景技术
现有技术中已知用于将太阳能发电机跟踪至太阳的当前位置的设备(所谓的跟踪器)，其中在DE 202 04 679 U1中描述了一个示例。这种设备的驱动器引导太阳能发电机按方位角和/或仰角方向跟踪太阳，使得最大可能的太阳辐射始终照射在太阳能发电机上。允许按方位角和/或仰角方向跟踪的已知装置在支撑柱的末端处包括例如用于调整方位角(东西方向)的旋转环以及用于调整仰角(倾角)的可变长度的位置杆。
这种跟踪装置或“跟踪器”分别有效地连接至控制器或调节器，该控制器或调节器分别控制跟踪器或其驱动元件，以便太阳能发电机连续跟踪至天空的最亮位置。这种控制器被构造为单独设备，并自给自足地进行操作。在DE 100 43 525 A1中描述了这种控制器的一个示例，其中描述了一种用于将太阳能装置跟踪至太阳的当前位置的设备，其中使用太阳能电池作为传感器。
图2A示例性地示出了跟踪的太阳能装置的已知结构。该太阳能装置包括至少一个太阳能发电机116，太阳能发电机116包括多个太阳能模块102，太阳能模块102在被来自太阳104的光照射时以例如直流电的形式产生电能。在跟踪器100上安装太阳能模块102。通过图2A未示出的、跟踪器100的驱动器来实现绕轴108和110对太阳能发电机116的调整，其中，该驱动器可以被安装在例如柱106上。通过该驱动器来实现在一天过程中将太阳能发电机116跟踪太阳104。
在图2A示例性地示出的传统方式中，除太阳能发电机116外，还提供了跟踪器100的控制单元123，在所示的示例中，控制单元123被安装在跟踪器100上，跟踪器100还承载了太阳能模块102。还可以在与跟踪器100分离的另一位置处提供控制单元123。控制单元123包括传感器或检测器114，传感器或检测器114根据照射光来产生强度信号，该强度信号被提供给在控制单元中集成的控制器，该控制单元本身将控制信号传递给跟踪器100的驱动器125，以确保太阳能发电机116最优地对准天空的最亮点。除该驱动器外，跟踪器100还包括柱106。
该太阳能装置还包括：反用换流器118，通过图2A示意性地示出的连接120来接收由太阳能发电机116产生的直流电。反用换流器118包括：转换装置DC/AC，用于将接收到的直流电转换成交流电。在反用换流器118的示意性地示出的输出122处输出所产生的交流电。
图2B示意性地示出了图2A所示的布置，可见，传感器114产生传感器信号，其中，通过传感器信号连接124将该传感器信号提供给控制单元123。控制单元123产生跟踪器100的驱动器125(电动机)的控制信号，其中，通过控制信号连接124来传送该控制信号。此外还示出了通过电线路120连接的太阳能发电机116和反用换流器118。反用换流器118通过线路122来输出交流电。
根据图2中描述的传统布置分别使用单独的元件116和118或者114、123和125，该传统布置的优点在于，调节器或控制器123可以分别独立于系统的其余部分来进行操作，并由此可以与不同的太阳能模块和反用换流器一起操作。
然而，该方式的缺点在于，由于多个元件而使成本相对较高，以及由于跟踪器的调节器或控制器114分别独立于反用换流器118的调节器或控制器而操作，因此不可能连接这两个调节器。
发明内容
从现有技术出发，本发明的目的是允许跟踪的太阳能装置的改进的控制器/调节器，从而避免不必要的成本。
通过根据权利要求1所述的反用换流器来实现该目的。
此外，本发明提供了一种使用本发明反用换流器的太阳能装置。
本发明提供了一种用于将由太阳能发电机提供的直流电转换成交流电的反用换流器，其中，所述太阳能发电机包括允许将所述太阳能发电机定向在期望方向的驱动器，并且控制器被集成在所述反用换流器中，所述控制器提供了用于驱动所述太阳能发电机的控制信号，以对所述太阳能发电机进行跟踪。
根据第一优选实施例，所述反用换流器还包括：至少一个传感器，根据照射在传感器上的光来产生强度信号，其中，所述控制器接收所述强度信号并基于所述强度信号来提供控制信号；所述反用换流器还包括：控制信号输出，所述控制器将所述控制信号应用至所述控制信号输出。
根据另一优选实施例，所述反用换流器包括：用于接收强度信号的传感器信号输入，所述强度信号是由外部传感器根据照射在所述传感器上的光而产生的，其中，所述控制器连接至所述传感器信号输入以接收所述强度信号并基于所述强度信号产生控制信号；所述反用换流器还包括：控制信号输出，所述控制器将所述控制信号应用至所述控制信号输出。优选地，所述外部传感器是安装在跟踪器上的传感器。备选地，所述外部传感器可以由所述太阳能发电机的一个或多个太阳能模块形成。
优选地，所述反用换流器包括控制单元，所述控制单元包括例如控制直流电至交流电的转换的处理器，其中，在所述控制单元中集成用于产生驱动所述太阳能模块的控制信号的控制器。
在反用换流器中集成用于跟踪器的调节器/控制器的本发明方式是有利的，这是由于本发明方式实现了大量的成本节约，并且反用换流器可以用最少的额外代价来实现该附加任务。特别地，省略了另外外壳的附加成本、附加的电流源、用于数据交换的附加接口、另外的处理器等。此外，根据本发明，通过将两个调节器相结合，显著地改进了所述太阳能装置的总体系统的行为/性能。另外，由于还省略了附加控制器的电损耗，因而提高了跟踪的太阳能装置的总体效率。
附图说明
以下将参照附图来讨论本发明的优选实施例。在附图中：
图1A和图1B示出了具有本发明的反用换流器的、跟踪的太阳能装置的实施例；以及
图2A和图2B示出了传统的跟踪的太阳能装置的示例。
具体实施方式
图1A示出了包括太阳能发电机116在内的太阳能装置的示意图，与图2类似，该太阳能发电机116包括多个太阳能模块102且被安装在跟踪器100上。通过图1未示出的驱动器，绕轴108和110来转动太阳能发电机116，并可以将太阳能发电机116跟踪太阳104。
与根据图2描述的传统方式相反，在图1A所示的本发明实施例中提供了反用换流器200，该反用换流器200包括用于将接收到的直流电(DC)转换成交流电(AC)的转换电路202。此外，在反用换流器200中集成了控制器/调节器204，控制器/调节器204产生跟踪器100的控制信号，该控制信号用于控制跟踪器100的驱动器，以便在一天过程中分别将太阳能发电机116跟踪太阳或天空的最亮点(例如在多云时)。
此外，在图1A所示的实施例中，分别提供了传感器或检测器206，传感器或检测器206根据照射光来产生强度信号，并通过传感器信号连接208将该强度信号提供至反用换流器200的输入210。反用换流器200中的控制器204连接至输入210，以根据接收到的强度信号来产生驱动跟踪器100的控制信号，并在反用换流器200的控制信号输出212处提供该控制信号。在所示的实施例中，通过控制信号线路214将该控制信号从反用换流器200提供给跟踪器100，以允许对驱动器的相应调整。
关于检测器装置206，应当注意，检测器装置206可以包括一个或多个传感器单元，其中，在提供多个传感器单元的情况下，还将多个强度信号提供给控制器204，然后，例如按照DE 100 43 525 A1所述的方式，对这些强度信号进行评估以跟踪太阳能发电机。
此外，该反用换流器包括：直流电输入216和交流电输出218，与图2类似，直流电输入216和交流电输出218分别用于通过线路120和122接收来自太阳能发电机116的直流电或输出转换后的交流电。
图1B再次示意性地示出了图1A中描述的布置。
根据本发明，通过使用反用换流器的资源来获得所需成本的节约，该反用换流器用于实现控制器，该控制器用于产生太阳能发电机的跟踪信号，其中，为了将直流电转换成交流电，该反用换流器除了包括所需电源开关外还包括以例如微处理器和相应存储单元形式的相应控制单元。因此，为了实现用于跟踪太阳能发电机的控制器，可以访问这些资源，以使得除紧凑构造外，还可以获得上述成本节约。
此外，通过结合用于电流转换或跟踪的调节器/控制器，可以显著地改进总体系统的行为并且可以提高总体效率。
根据图1已描述的实施例中将检测器或传感器206分别示为跟踪器100的一部分。本发明不限于这种实施方式，更确切地，在另一实施例中，还可以在反用换流器中分别集成检测器或传感器单元206，并且在这种情况下，由于还可以通过传统的跟踪的太阳能装置来操作该检测器或传感器单元206而无需用检测器和相应的传感器线路来改进该检测器或传感器单元206，因而将省略传感器信号线路208和相应的传感器信号输入210，从而使对反用换流器的使用进一步简化。
根据另一实施例，可以将检测器实现为单独的检测器，该单独检测器分别被布置在太阳能发电机或跟踪器的外部，并且被布置在反用换流器的外部，并通过相应的传感器信号线路连接至反用换流器200的传感器信号输入210。
根据另一实施例，可以省略检测器。在这种情况下，反用换流器的控制单元基于庞大的计算来对太阳能发电机进行跟踪。

Claims (7)

1.一种用于将由太阳能发电机(116)获得的直流电转换成交流电的反用换流器，其中，所述太阳能发电机(116)包括允许将所述太阳能发电机(116)定向至期望方向的驱动器，所述反用换流器的特征在于：
控制器(204)被集成在所述反用换流器(200)中，所述控制器(204)提供所述太阳能发电机(116)的驱动器的控制信号，以实现使所述太阳能发电机(116)跟踪太阳(104)。
2.根据权利要求1所述的反用换流器，还包括：
至少一个传感器(206)，根据照射在所述传感器(206)上的光来产生强度信号，其中，所述控制器(204)接收所述强度信号并基于所述强度信号来提供所述控制信号；以及
控制信号输出(212)，所述控制器(204)将所述控制信号应用至所述控制信号输出(212)。
3.根据权利要求1所述的反用换流器，还包括：
传感器信号输入(210)，用于接收由外部传感器(206)根据照射在所述传感器上的光而产生的强度信号，其中，所述控制器(204)连接至所述传感器信号输入(210)，以接收所述强度信号并基于所述强度信号来产生所述控制信号；以及
控制信号输出(212)，所述控制器(204)将所述控制信号应用至所述控制信号输出(212)。
4.根据权利要求3所述的反用换流器，其中，所述外部传感器(206)安装在所述太阳能发电机(116)上，或者，所述外部传感器由所述太阳能发电机(116)的一个或多个太阳能模块(102)形成。
5.根据权利要求1至4之一所述的反用换流器，还包括：
直流电输入(216)，用于接收由所述太阳能发电机(116)产生的直流电；
转换电路(202)，连接至所述直流电输入(216)，以将直流电转换成交流电；以及
交流电输出(218)，连接至所述转换电路(202)以输出交流电。
6.根据权利要求1至5之一所述的反用换流器，还包括：
控制单元，控制直流电至交流电的转换，其中，在所述控制单元中集成用于产生所述太阳能发电机(116)的驱动器的控制信号的控制器(204)。
7.一种太阳能装置，包括：
太阳能发电机(116)；以及
根据权利要求1至6之一所述的反用换流器。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006058845B3 (de) * 2006-12-13 2008-04-30 Concentrix Solar Gmbh Wechselrichter mit integrierter Ansteuerung und Regelung für einen Tracker
DE102008039320A1 (de) 2008-08-24 2010-03-04 Robert Frase Konzentrierendes photovoltaisches Solarkraftwerk
DE102008049817A1 (de) * 2008-09-30 2010-04-01 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Betrieb eines Konzentrator-Photovoltaik-Generators mit einer Nachführkinematik
DE102009013113A1 (de) 2009-03-13 2010-09-23 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zum Nachführen eines Solargenerators nach der Sonne, Steuerung für eine Solaranlage und Solaranlage
DE102009049887A1 (de) 2009-10-20 2011-04-21 Robert Bosch Gmbh Nachführvorrichtung für eine Solaranlage
DE102010054791A1 (de) 2010-12-16 2012-06-21 Robert Bosch Gmbh Nachführeinheit
EP2685179A1 (en) * 2012-07-14 2014-01-15 Danfoss Customised Power Electronics A/S Apparatus and method for controlling a tracker system
CN103324205B (zh) * 2013-06-17 2016-05-25 上海大学 一种移动机器人太阳能发电跟踪系统
CN103324207B (zh) * 2013-06-17 2016-02-17 上海大学 一种集群太阳能跟踪控制系统

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4223214A (en) * 1978-01-09 1980-09-16 American Solar Systems, Inc. Solar tracking device
US4320288A (en) * 1980-04-25 1982-03-16 Thermo Electron Corporation Solar tracking system
DE8416029U1 (de) * 1984-05-25 1984-08-30 Fa. Jos. Zimmermann, 5100 Aachen Tuftingnadel
US4636579A (en) * 1985-03-18 1987-01-13 Energy Conversion Devices, Inc. Retractable power supply
JP2000196125A (ja) 1998-12-25 2000-07-14 Honda Motor Co Ltd 太陽位置センサ
JP2000223730A (ja) 1999-02-04 2000-08-11 Honda Motor Co Ltd 太陽追尾式発電システム及びその運転方法
DE10043525B4 (de) * 2000-09-05 2004-09-23 Artur Deger Verfahren und Vorrichtung zur Nachstellung einer Solaranlage auf den aktuellen Sonnenstand
JP2002373993A (ja) 2001-06-13 2002-12-26 Kyocera Corp 太陽電池装置及びそれを用いた太陽電池アレイ
DE20204679U1 (de) * 2002-03-23 2002-08-01 Deger Artur Nachführanlage für Solarzellen
ES2253099B1 (es) 2004-09-03 2007-05-01 Manuel Lahuerta Romeo Seguidor solar.
JP2006319026A (ja) 2005-05-11 2006-11-24 Tokyo Univ Of Science 太陽電池モジュールおよび太陽光発電システム、並びにこの太陽電池モジュールを具えてなる窓材、建材および建築物
TW200818532A (en) 2006-08-25 2008-04-16 Coolearth Solar Water-cooled photovoltaic receiver and assembly method
DE102006058845B3 (de) * 2006-12-13 2008-04-30 Concentrix Solar Gmbh Wechselrichter mit integrierter Ansteuerung und Regelung für einen Tracker

Also Published As

Publication number Publication date
ATE516527T1 (de) 2011-07-15
EP2100199A1 (de) 2009-09-16
PT2100199E (pt) 2011-10-19
US8274029B2 (en) 2012-09-25
CA2671962A1 (en) 2008-06-19
ES2367841T3 (es) 2011-11-10
CA2671962C (en) 2013-03-12
JP2010512654A (ja) 2010-04-22
DE102006058845B3 (de) 2008-04-30
US20100126553A1 (en) 2010-05-27
JP5063701B2 (ja) 2012-10-31
WO2008071266A1 (de) 2008-06-19
KR20090085151A (ko) 2009-08-06
EP2100199B1 (de) 2011-07-13
KR101159253B1 (ko) 2012-06-25

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