CN102566595B - 一种光伏电池的跟踪控制方法 - Google Patents

Abstract

一种光伏电池的跟踪控制方法，步骤如下：根据太阳位置得到追踪角φ；计算在入射角为0°时的发电功率P；计算消耗的功率P’；计算净能量ΔP；计算当前光伏电池的发电功率P₀；判断ΔP/P₀是否大于1，如果大于1则进行追踪，否则不进行追踪。一种光伏电池的跟踪控制方法，步骤如下：测量当前入射角γ₀；设定一个α角，在γ₀±α区间中均匀的设定多个入射角γ；计算在每个入射角对应的发电功率P；计算消耗的功率P’；计算净能量ΔP；比较每个入射角对应的净能量的值，从中选取最大值；计算对应最大值的追踪角φ’并驱动光伏电池依照追踪角φ’旋转。优点是：发电效率高、设备使用寿命长，发电成本低。

Description

一种光伏电池的跟踪控制方法

技术领域

本发明涉及一种光伏电池的跟踪控制方法。

背景技术

现有的光伏发电自动跟踪控制方法主要包括以下步骤：1、寻找太阳方位，得出入射角；2、根据入射角计算追踪角；3、驱动装置驱动光伏电池转过追踪角，保证入射角为0°。该跟踪控制方法仅追求太阳光线与光伏电池方阵平面垂直以寻求最大发电量，为保证垂直，驱动装置必须不停的调整光伏电池的朝向，系统耗能高及部件损坏严重，大大增加了光伏发电的附加成本。并且，在考虑了驱动装置消耗的能量之后，保证垂直不是光伏电池方阵产生最大净能量的位置，发电效率低，设备使用寿命短。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种发电效率高、设备使用寿命长，发电成本低的光伏电池的跟踪方法。

本发明是这样实现的：

一种光伏电池的跟踪控制方法，其特殊之处是具体步骤如下：

1）根据太阳的实际位置，测量出光伏电池的当前入射角γ，得到入射角为0°时光伏电池需要转动的追踪角φ；

2）测量实时太阳能辐射功率P_Yi，根据实时太阳能辐射功率P_Yi、光伏电池的面积、光伏电池的发电效率η计算在入射角为0°时的发电功率P；

3）由处理单元计算驱动装置驱动光伏电池转过追踪角φ时消耗的功率P’；

4）由处理单元按照公式ΔP =P-P’计算净能量ΔP；

5）由处理单元根据实时太阳能辐射功率P_Yi、光伏电池的面积S、光伏电池的发电效率η及当前入射角γ计算当前光伏电池的发电功率P_0-；

6）由处理单元判断ΔP/ P₀是否大于阈值，如果大于阈值则进行追踪，驱动装置驱动光伏电池依照追踪角φ旋转，否则不进行追踪。

上述的阈值为1～1.2。

一种光伏电池的跟踪控制方法，其特殊之处是具体步骤如下：

1）根据太阳的实际位置，测量出当前的光伏电池的入射角γ₀；

2）设定一个α角，在γ₀±α区间中均匀的设定多个入射角γ，由处理单元计算对应不同入射角γ时光伏电池分别需要转动的追踪角φ；

3）测量实时太阳能辐射功率P_Yi，根据实时太阳能辐射功率P_Yi、光伏电池的面积S、光伏电池的发电效率η计算在每个入射角对应的发电功率P；

4）由处理单元计算驱动装置驱动光伏电池转过设定的每个追踪角时消耗的功率P’；

5）由处理单元按照公式ΔP =P-P’计算净能量ΔP；

6）由处理单元比较每个入射角对应的净能量的值，从中选取最大值对应的入射角γ’；

7）由处理单元计算入射角γ’对应的追踪角φ’并由驱动装置驱动光伏电池依照追踪角φ’旋转。

上述的光伏电池的跟踪控制方法，在γ₀±α区间中均匀的设定100～2000个入射角γ。

上述的光伏电池的跟踪控制方法，发电功率的计算公式为：P=P_Yi×η×S×cos（γ）。

上述的光伏电池的跟踪控制方法，所述的α为1°～10°。

本发明的有益效果是：由于在驱动装置驱动光伏电池跟踪前计算了净能量ΔP，并根据净能量判断是否跟踪以及跟踪时的追踪角φ，节约了跟踪时的耗能，提高了发电效率；减少了驱动设备的工作时间，延长了设备的使用寿命；有效地降低了发电成本。

附图说明

图1是本发明的原理图（对应实施例1）；

图2是本发明的原理图（对应实施例2~实施例4）。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，该光伏电池的跟踪控制方法，具体步骤如下：

1）根据太阳的实际位置，测量出光伏电池当前的入射角γ，得到入射角为0°时光伏电池需要转动的追踪角φ，此时追踪角φ与入射角γ相同；

2）测量实时太阳能辐射功率P_Yi，根据实时太阳能辐射功率P_Yi、光伏电池的面积S、光伏电池的发电效率η计算在入射角为0°时的发电功率P，其计算公式为P=P_Yi×η×S×cos（0°）；

3）由处理单元根据公式P’=W’/t’ ×η’计算驱动装置驱动光伏电池转过追踪角φ时消耗的功率P’,其中W’为光伏电池转过角度φ过程中所做的功，t’为光伏电池转过角度φ所用的时间，η’为驱动装置的效率；

4）由处理单元按照公式ΔP =P-P’计算净能量ΔP；

5）由处理单元根据实时太阳能辐射功率、光伏电池的面积、光伏电池的发电效率及当前入射角按照公式P₀=P_Yi×η×S×cos（γ）计算当前光伏电池的发电功率P₀；

6）由处理单元判断ΔP/ P₀是否大于阈值，所述的阈值为1～1.2，本实施例中阈值为1.1，如果大于阈值，则进行追踪，由驱动装置驱动光伏电池依照追踪角φ’旋转，否则不进行追踪。

实施例2

如图2所示，该光伏电池的跟踪控制方法，具体步骤如下：

1）测量太阳的实际位置，与光伏电池的法线方向比较得到目前的入射角γ₀；

2）设定一个α角，α角=1°，在γ₀±1°区间中均匀的设定100个入射角γ，由处理单元依据公式φ=|γ-γ₀|计算对应不同入射角时光伏电池分别需要转动的追踪角φ；

3）测量实时太阳能辐射功率P_Yi，根据实时太阳能辐射功率P_Yi、光伏电池的面积S、光伏电池的发电效率η计算在每个入射角对应的发电功率P，其计算公式为P=P_Yi×η×S×cos（γ）；

4）由处理单元根据公式P’=W’/t’×η’计算驱动装置驱动光伏电池转过每个追踪角时消耗的功率P’,其中W’为光伏电池转过角度φ过程中所做的功，t’为光伏电池转过角度φ所用的时间，η’为驱动装置的效率;

5）由处理单元按照公式ΔP =P-P’计算净能量ΔP;

6）由处理单元比较每个净能量的值，并选取其中最大值对应的入射角γ’；

7）由处理单元找到入射角γ’对应的追踪角φ’并由驱动装置驱动光伏电池依照追踪角φ’旋转。

实施例3

如图2所示，α角=5°，在γ₀±5°区间中均匀的设定2000个入射角γ，由处理单元依据公式φ=|γ-γ₀|计算对应不同入射角时光伏电池分别需要转动的追踪角φ，其它步骤同实施例2。

实施例4

如图2所示，α角=10°，在γ₀±10°区间中均匀的设定1000个入射角γ，由处理单元依据公式φ=|γ-γ₀|计算对应不同入射角时光伏电池分别需要转动的追踪角φ，其它步骤同实施例2。

Claims (2)

1.一种光伏电池的跟踪控制方法，其特征是具体步骤如下：

1）根据太阳的实际位置，测量出光伏电池的当前入射角γ，得到入射角为0°时光伏电池需要转动的追踪角φ，此时追踪角φ与入射角γ相同；

2）测量实时太阳能辐射功率P_Yi，根据实时太阳能辐射功率P_Yi、光伏电池的面积S、光伏电池的发电效率η计算在入射角为0°时的发电功率P，其计算公式为P=P_Yi×η×S×cos（0°）；

3）由处理单元计算驱动装置驱动光伏电池转过追踪角φ时消耗的功率P’， 计算公式为P’=W’/t’ ×η’,其中W’为光伏电池转过角度φ过程中所做的功，t’为光伏电池转过角度φ所用的时间，η’为驱动装置的效率；

4）由处理单元按照公式ΔP =P-P’计算净能量ΔP；

5）由处理单元根据实时太阳能辐射功率P_Yi、光伏电池的面积S、光伏电池的发电效率η及当前入射角γ计算当前光伏电池的发电功率P₀，计算公式为P₀=P_Yi×η×S×cos（γ）；

6）由处理单元判断ΔP/ P₀是否大于阈值，所述阈值为1～1.2，如果大于阈值则进行追踪，驱动装置驱动光伏电池依照追踪角φ旋转，否则不进行追踪。

2.一种光伏电池的跟踪控制方法，其特征是具体步骤如下：

1）根据太阳的实际位置，与光伏电池的法线方向比较得到当前的入射角γ₀；

2）设定一个α角，在γ₀±α区间中均匀的设定多个入射角γ，所述α角=1°且在γ₀±1°区间中均匀的设定100个入射角γ，或所述α角=5°且在γ₀±5°区间中均匀的设定2000个入射角γ，或所述α角=10°且在γ₀±10°区间中均匀的设定1000个入射角γ；由处理单元依据公式φ=|γ-γ₀|计算对应不同入射角γ时光伏电池分别需要转动的追踪角φ； 

3）测量实时太阳能辐射功率P_Yi，根据实时太阳能辐射功率P_Yi、光伏电池的面积S、光伏电池的发电效率η计算在每个入射角对应的发电功率P，计算公式为P=P_Yi×η×S×cos（γ）； 

4）由处理单元计算驱动装置驱动光伏电池转过设定的每个追踪角时消耗的功率P’，计算公式为P’=W’/t’×η’,其中W’为光伏电池转过角度φ过程中所做的功，t’为光伏电池转过角度φ所用的时间，η’为驱动装置的效率；

5）由处理单元按照公式ΔP =P-P’计算净能量ΔP；

6）由处理单元比较每个入射角对应的净能量的值，从中选取最大值对应的入射角γ’；

7）由处理单元计算入射角γ’对应的追踪角φ’并由驱动装置驱动光伏电池依照追踪角φ’旋转。 

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