CN102445948A - 光伏发电系统中的太阳跟踪器 - Google Patents
光伏发电系统中的太阳跟踪器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102445948A CN102445948A CN2010102995872A CN201010299587A CN102445948A CN 102445948 A CN102445948 A CN 102445948A CN 2010102995872 A CN2010102995872 A CN 2010102995872A CN 201010299587 A CN201010299587 A CN 201010299587A CN 102445948 A CN102445948 A CN 102445948A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- voc
- circuit voltage
- driving mechanism
- open
- photovoltaic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
一种光伏发电系统中的太阳跟踪器，本发明采用光伏模块的开路电压作为判断基准，它包括以下步骤：步骤一，实时获取光伏模块的当前开路电压Voc（n）和前一时刻开路电压Voc（n-1），从而得到光伏模块开路电压的变化值ΔVoc，并将该变化值ΔVoc送至光伏发电系统的控制单元；步骤二，控制单元对该变化值ΔVoc进行判断，若ΔVoc>0，则控制单元发出正转控制信号至驱动机构，驱动机构中的同步电动机正向转动，调整太阳能PV板的朝向；若ΔVoc<0，则控制单元发出反转控制信号至驱动机构，驱动机构中的同步电动机反向转动，调整太阳能PV板的朝向。
Description
技术领域
本发明属于太阳能应用的光伏发电技术领域，具体涉及一种能提高PV发电效率的太阳跟踪自动控制装置。
背景技术
在光伏发电系统中，因太阳的运动是缓慢而单调的，太阳电池板（PV板）的倾角变化范围在±100°以内。为了简化机械结构，需调节PV板的倾角，利用单轴方向的控制，PV板可实时达到集中最大光照的目的。
目前的PV发电自动跟踪系统，利用装在太阳电池阵列上的光传感器，随着太阳的移动，光线方向一旦发生细微改变，则传感器失衡，系统输出信号产生偏差。当偏差达到一定幅度时，传感器输出相应的信号，执行机械构开始进行纠偏，使光电传感器重新达到平衡。即由传感器的输出信号控制的太阳电池阵列平面与光线成90°角时，停止转动，完成一次调整周期。如此不断调整，时刻沿着太阳的运动轨迹追随太阳，构成一个闭路反馈系统，实现自动跟踪。
但是在这种自动跟踪系统中，光敏传感器是一个必须的构件。但是由于系统对光敏传感器的灵敏度要求过高，所以一旦光敏传感器失灵，则造成整个太阳能跟踪系统都不能正常工作。
另外，采用光传感器的常规太阳跟踪器，在初装时需要根据当地的情况调整零位。而在调整的时候，需要根据当地的纬度、每天的光照变化而进行统计调整，非常繁琐。
发明内容
本发明的目的是提供一种不需要光敏传感器、且能及时调整太阳能PV板朝向，从而提高光/电能量转换效率的光伏发电系统中的太阳跟踪器。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：本发明采用光伏模块的开路电压作为判断基准，它包括以下步骤：
步骤一，实时获取光伏模块的当前开路电压Voc（n）和前一时刻开路电压Voc（n-1），从而得到光伏模块开路电压的变化值ΔVoc，并将该变化值ΔVoc送至光伏发电系统的控制单元；
步骤二，控制单元对该变化值ΔVoc进行判断，若ΔVoc>0，则控制单元发出正转控制信号至驱动机构，驱动机构中的同步电动机正向转动，调整太阳能PV板的朝向；若ΔVoc<0，则控制单元发出反转控制信号至驱动机构，驱动机构中的同步电动机反向转动，调整太阳能PV板的朝向。
在所述的步骤二中，所述的正转控制信号为正向转动时间信号，所述的反转控制信号为反向转动时间信号。
在所述的步骤二中，在正向或反向调整太阳能PV板朝向之后，等待时间Tw。
所述的步骤二还包括步骤三：控制单元继续对该变化值ΔVoc进行判断，当ΔVoc=0时，等待时间Tw0。
采用上述技术方案的本发明，太阳跟踪器则是以光伏模块的开路电压信息，实现对太阳的实时跟踪。它会根据太阳所处的具体位置，输出相应的控制信号，控制驱动机构，驱动机构中的同步电动机则进行实时的操作，及时调整太阳能PV板的朝向，从而提高光/电能量的转换效率。而且，比采用光传感器的常规太阳跟踪器，节约了成本，减轻了光传感器初装时的繁琐调节。此外，本发明对PV模块的开路电压要求简单，且不必改动原光伏发电系统的电路结构。
附图说明
图1为本发明的控制流程图。
图2为正常情况下本发明的试验结果图。
图3为遮光情况下本发明的试验结果图。
具体实施方式
如图1所示，本发明采用光伏模块的开路电压作为判断基准，它包括以下步骤。
步骤一，实时获取光伏模块的当前开路电压Voc（n）和前一时刻开路电压Voc（n-1），从而得到光伏模块开路电压的变化值ΔVoc，并将该变化值ΔVoc送至光伏发电系统的控制单元。
步骤二，控制单元对该变化值ΔVoc进行判断，若ΔVoc>0，则控制单元发出正转控制信号至驱动机构，驱动机构中的同步电动机正向转动，调整太阳能PV板的朝向；若ΔVoc<0，则控制单元发出反转控制信号至驱动机构，驱动机构中的同步电动机反向转动，调整太阳能PV板的朝向。
需要说明的是，在步骤二中，上述的正转控制信号为正向转动时间信号tr1，上述的反转控制信号为反向转动时间信号tr2。即如果ΔVoc>0时，PV板在时间tr1内顺时针旋转一单位角；如果ΔVoc<0时，PV板在时间tr2内反时钟旋转一单位角，也即，它又返回到原来的位置。上述的旋转单位角可以根据当地的纬度、光照情况而自行设定，为本领域普通技术人员所熟知的技术。而且，因为太阳仅由东向西运动，PV板在转动时间内，从控制过程开始顺时针旋转一单位角度，因而干扰相应的开路电压。这样一来，通过实测开路电压的变化趋势，可调节旋转方向，以捕获更多的光辐射量。
为了更好地实施本发明，在步骤二中，在正向或反向调整太阳能PV板朝向之后，可以等待时间Tw，以进一步确定△Voc是否减小、消失。
另外，除了步骤二之外，还包括步骤三：控制单元继续对该变化值ΔVoc进行判断，当ΔVoc=0时，等待时间Tw0，然后再接着下一次的顺时针旋转操作。需要说明的是，等待时间Tw0的作用是有利于减少PV板向前、向后运动中的功率消耗。按照上述原理则可实现有效太阳跟踪系统的控制目的。
为通过试验对本发明太阳跟踪器的有效性，采用市购的永磁同步电动机和PV模块，其中光伏发电系统中控制单元、驱动机构均为本领域普通技术人员所熟知的技术。另外，跟踪器的旋转单位角为3°/s，测试的太阳辐射照度为：67mw/c㎡，PV模块温度30℃，利用数字信号处理器DSP以1ms的取样间隔，执行图1所示的控制流程。本跟踪器的参数为tr1= tr2=2S，Tw=Tw0=30S。
测试时检验了两种光辐照度情况：一为正常情况，另一为在PV板上突然盖一块塑料板的遮光情况。图2、图3则为配置了本发明太阳跟踪器在上述两种情况下的试验结果。图2当有效太阳跟踪器开始转动PV板时，开路电压由Voc=18.5V增加到Voc=20V，结果输出功率增加，达到预期结果。图3因出现了34S的遮光，开路电压Voc突然下降，结果，PV板又返回原来的位置，等候一段时间，当开始试验至62S时，遮光取消，PV板在等待时间以后再次旋转，以跟踪太阳光照方向，使开路电压升高至稳定状态。
Claims (4)
1.一种光伏发电系统中的太阳跟踪器，其特征在于，本发明采用光伏模块的开路电压作为判断基准，它包括以下步骤：
步骤一，实时获取光伏模块的当前开路电压Voc（n）和前一时刻开路电压Voc（n-1），从而得到光伏模块开路电压的变化值ΔVoc，并将该变化值ΔVoc送至光伏发电系统的控制单元；
步骤二，控制单元对该变化值ΔVoc进行判断，若ΔVoc>0，则控制单元发出正转控制信号至驱动机构，驱动机构中的同步电动机正向转动，调整太阳能PV板的朝向；若ΔVoc<0，则控制单元发出反转控制信号至驱动机构，驱动机构中的同步电动机反向转动，调整太阳能PV板的朝向。
2.根据权利要求1所述的光伏发电系统中的太阳跟踪器，其特征在于：在所述的步骤二中，所述的正转控制信号为正向转动时间信号，所述的反转控制信号为反向转动时间信号。
3.根据权利要求1或2所述的光伏发电系统中的太阳跟踪器，其特征在于：在所述的步骤二中，在正向或反向调整太阳能PV板朝向之后，等待时间Tw。
4.根据权利要求3所述的光伏发电系统中的太阳跟踪器，其特征在于，所述的步骤二还包括步骤三：控制单元继续对该变化值ΔVoc进行判断，当ΔVoc=0时，等待时间Tw0。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010102995872A CN102445948A (zh) | 2010-10-08 | 2010-10-08 | 光伏发电系统中的太阳跟踪器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010102995872A CN102445948A (zh) | 2010-10-08 | 2010-10-08 | 光伏发电系统中的太阳跟踪器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102445948A true CN102445948A (zh) | 2012-05-09 |
Family
ID=46008523
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2010102995872A Pending CN102445948A (zh) | 2010-10-08 | 2010-10-08 | 光伏发电系统中的太阳跟踪器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102445948A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109343577A (zh) * | 2018-11-14 | 2019-02-15 | 扬州大学 | 一种太阳能板转动机构及其太阳能追踪方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1031525A (ja) * | 1996-07-15 | 1998-02-03 | Fuji Electric Co Ltd | 太陽光発電システム |
| JP2009117658A (ja) * | 2007-11-07 | 2009-05-28 | Tokyo Denki Univ | 太陽光発電制御装置及び太陽光発電制御における電力評価方法 |
| CN101825904A (zh) * | 2009-03-06 | 2010-09-08 | 上海驭领机电科技有限公司 | 太阳能电池组件安装支架的跟踪控制方法 |
-
2010
- 2010-10-08 CN CN2010102995872A patent/CN102445948A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1031525A (ja) * | 1996-07-15 | 1998-02-03 | Fuji Electric Co Ltd | 太陽光発電システム |
| JP2009117658A (ja) * | 2007-11-07 | 2009-05-28 | Tokyo Denki Univ | 太陽光発電制御装置及び太陽光発電制御における電力評価方法 |
| CN101825904A (zh) * | 2009-03-06 | 2010-09-08 | 上海驭领机电科技有限公司 | 太阳能电池组件安装支架的跟踪控制方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 卢静等: "光伏发电功率预测统计方法研究", 《华东电力》 * |
| 宋振灿等: "嵌入式太阳能充电系统的设计", 《设计参考》 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109343577A (zh) * | 2018-11-14 | 2019-02-15 | 扬州大学 | 一种太阳能板转动机构及其太阳能追踪方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Afarulrazi et al. | Solar tracker robot using microcontroller | |
| WO2009140174A3 (en) | Solar concentrator apparatus with large, multiple, co-axial dish reflectors | |
| CN107733339B (zh) | 光伏组件、光伏发电装置及光伏组件的入射角调整方法 | |
| Verma et al. | A review paper on solar tracking system for photovoltaic power plant | |
| CN101478265A (zh) | 用于安装太阳能光伏组件的太阳跟踪装置 | |
| Singh et al. | Efficient autonomous solar energy harvesting system utilizing dynamic offset feed mirrored parabolic dish integrated solar panel | |
| Ahmad et al. | A high power generation, low power consumption solar tracker | |
| CN202285241U (zh) | 太阳能自动跟踪聚焦式光伏发电系统 | |
| CN201039038Y (zh) | 用于光伏发电的自适应对日跟踪装置 | |
| CN103809611A (zh) | 一种太阳能发电跟踪系统的控制电路 | |
| CN102445948A (zh) | 光伏发电系统中的太阳跟踪器 | |
| CN101267172B (zh) | 一种用于光伏发电的自适应对日跟踪装置 | |
| del Rosario et al. | Optimization of a small scale dual-axis solar tracking system using Nanowatt technology | |
| Ramya et al. | The implementation of solar tracker using Arduino with servomotor | |
| US8895834B1 (en) | Solar tracker assembly | |
| KR102277196B1 (ko) | 태양광 발전 시스템 | |
| Eseosa et al. | Design and simulation of solar monitoring tracking system | |
| TWM471570U (zh) | 追日裝置 | |
| Priyam | Solar Tracking Systems–A Review. | |
| CN106843288A (zh) | 光伏跟踪支架视日运动控制系统及方法 | |
| CN207637005U (zh) | 高效聚光的太阳跟踪控制系统 | |
| CN111752311A (zh) | 一种光伏板位置优化调节系统 | |
| Kalyani et al. | Energy efficient sun synchronous solar panels | |
| Buchroithner et al. | Designing an autonomous power system for a stand-alone heliostat | |
| Lun | Intelligent detection and adaptive tracking technique used in photovoltaic power system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20120509 |