CN103166508A - 一种基于地球自转轴的太阳光伏发电控制系统 - Google Patents

一种基于地球自转轴的太阳光伏发电控制系统 Download PDF

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冯兰胜
张超
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Xian Dayu Optoelectronic Technology Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种基于地球自转轴的太阳光伏发电控制系统，包括系统控制器、安装在模组轴上的光伏模组、与系统控制器相接且将跟踪到的太阳位置信号转换为电信号的太阳位置传感器、在系统控制器的控制下对光伏模组的方位角进行调节的电机一和在系统控制器的控制下对光伏模组的高度角进行调节的电机二；所述太阳位置传感器包括塔壁、安装在塔壁内且垂直于塔壁底面的镜筒、安装在塔壁底面上的光敏电阻以及安装在塔壁侧面上的光电池。本发明控制过程简单，投入成本低，通过对天体运行以及地球自转规律的把握，有效解决了传统光伏发电系统跟踪精度不高、控制过程复杂、抗干扰能力低等问题。

Description

一种基于地球自转轴的太阳光伏发电控制系统
技术领域
本发明涉及一种控制系统，尤其是涉及一种基于地球自转轴的太阳光伏发电控制系统。
背景技术
随着社会的不断发展，各行各业对能源的需求量也在大幅度提高，然而地球本身的能源蕴含量是有限的，这使得人类不得不面对能源紧缺的问题。近年来，利用太阳光作为能源的提供者已成为人们关注的焦点，光伏发电、光热发电等能量转换的方式相继出现。然而传统形式的光伏发电系统，大多采用双轴自动跟踪的方式，这种方式虽然能够实现自动追踪的功能，但是由于外界环境以及系统自身误差的影响，往往达不到理想效果，存在跟踪精度不高、控制过程复杂、抗干扰能力低等问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于地球自转轴的太阳光伏发电控制系统，其结构简单且使用操作方便，通过对自动控制原理以及光学原理的巧妙结合，实现了光伏模组对太阳光的定向追踪。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于地球自转轴的太阳光伏发电控制系统，其特征在于：包括系统控制器、安装在模组轴上的光伏模组、与系统控制器相接且将跟踪到的太阳位置信号转换为电信号的太阳位置传感器、在系统控制器的控制下对光伏模组的方位角进行调节的电机一和在系统控制器的控制下对光伏模组的高度角进行调节的电机二；所述电机一和电机二均与系统控制器相接，所述太阳位置传感器安装在光伏模组上并跟随光伏模组同步转动，所述电机一和电机二分别与光伏模组相接；所述太阳位置传感器包括塔壁、安装在塔壁内且垂直于塔壁底面的镜筒、安装在塔壁底面上的光敏电阻以及安装在塔壁侧面上的光电池。
上述一种基于地球自转轴的太阳光伏发电控制系统，其特征是：所述模组轴与地球自转轴相平行安装。
上述一种基于地球自转轴的太阳光伏发电控制系统，其特征是：所述光伏模组与模组轴呈夹角α安装，且所述夹角α的具体数值取决于被控光伏发电系统所在地的经纬度。
上述一种基于地球自转轴的太阳光伏发电控制系统，其特征是：所述塔壁呈圆台形。
上述一种基于地球自转轴的太阳光伏发电控制系统，其特征是：所述镜筒呈圆柱形且所述圆柱形镜筒与圆台形塔壁的上底面相重合。
上述一种基于地球自转轴的太阳光伏发电控制系统，其特征是：所述电机一为伺服电机。
上述一种基于地球自转轴的太阳光伏发电控制系统，其特征是：所述电机二为伸缩杆电机。
上述一种基于地球自转轴的太阳光伏发电控制系统，其特征是：所述系统控制器为PLC或单片机。
上述一种基于地球自转轴的太阳光伏发电控制系统，其特征是：所述光敏电阻的数量为多个。
上述一种基于地球自转轴的太阳光伏发电控制系统，其特征是：所述光电池的数量为2个且呈对称布设。
本发明与现有技术相比具有以下优点：控制过程简单，投入成本低，将闭环控制原理与光学镜面反射原理集于一体，所采取的传感器为粗定位与准确定位相结合的二次定位结构，通过对天体运行以及地球自转规律的把握，实现了对太阳位置的精确追踪，使得自动追踪精度以及传感器的抗干扰能力大幅度提高。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的结构原理框图。
图2为本发明的太阳位置传感器的结构图。
图3为本发明的光伏模组与模组轴的位置结构图
附图标记说明：
1-光伏模组；  2-模组轴；  3-太阳位置传感器；
4-系统控制器；5-电机一；  6-电机二；
7-镜筒；      8-塔壁；    9-光电池；
10-光敏电阻。
具体实施方式
如图1、图2和图3所示，本发明包括系统控制器4、安装在模组轴2上的光伏模组1、与系统控制器4相接且将跟踪到的太阳位置信号转换为电信号的太阳位置传感器3、在系统控制器4的控制下对光伏模组1的方位角进行调节的电机一5和在系统控制器4的控制下对光伏模组1的高度角进行调节的电机二6；所述电机一5和电机二6均与系统控制器4相接，所述太阳位置传感器3安装在光伏模组1上并跟随光伏模组1同步转动，所述电机一5和电机二6分别与光伏模组1相接；所述太阳位置传感器3包括塔壁8、安装在塔壁8内且垂直于塔壁8底面的镜筒7、安装在塔壁8底面上的光敏电阻10以及安装在塔壁8侧面上的光电池9。
本实施例中，所述模组轴2与地球自转轴相平行安装。
本实施例中，所述光伏模组1与模组轴2呈夹角α安装，且所述夹角α的具体数值取决于被控光伏发电系统所在地的经纬度。
本实施例中，所述塔壁8呈圆台形。
本实施例中，所述镜筒7呈圆柱形且所述圆柱形镜筒7与圆台形塔壁8的上底面相重合。
本实施例中，所述电机一5为伺服电机。
本实施例中，所述电机二6为伸缩杆电机。
本实施例中，所述系统控制器4为PLC或单片机。
本实施例中，所述光敏电阻10的数量为多个。
本实施例中，所述光电池9的数量为2个且呈对称布设。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于地球自转轴的太阳光伏发电控制系统，其特征在于：包括系统控制器(4)、安装在模组轴(2)上的光伏模组(1)、与系统控制器(4)相接且将跟踪到的太阳位置信号转换为电信号的太阳位置传感器(3)、在系统控制器(4)的控制下对光伏模组(1)的方位角进行调节的电机一(5)和在系统控制器(4)的控制下对光伏模组(1)的高度角进行调节的电机二(6)；所述电机一(5)和电机二(6)均与系统控制器(4)相接，所述太阳位置传感器(3)安装在光伏模组(1)上并跟随光伏模组(1)同步转动，所述电机一(5)和电机二(6)分别与光伏模组(1)相接；所述太阳位置传感器(3)包括塔壁(8)、安装在塔壁(8)内且垂直于塔壁(8)底面的镜筒(7)、安装在塔壁(8)底面上的光敏电阻(10)以及安装在塔壁(8)侧面上的光电池(9)。
2.按照权利要求1所述的一种基于地球自转轴的太阳光伏发电控制系统，其特征在于：所述模组轴(2)与地球自转轴相平行安装。
3.按照权利要求1或2所述的一种基于地球自转轴的太阳光伏发电控制系统，其特征在于：所述光伏模组(1)与模组轴(2)呈夹角α安装，且所述夹角α的具体数值取决于被控光伏发电系统所在地的经纬度。
4.按照权利要求1或2所述的一种基于地球自转轴的太阳光伏发电控制系统，其特征在于：所述塔壁(8)呈圆台形。
5.按照权利要求1或4所述的一种基于地球自转轴的太阳光伏发电控制系统，其特征在于：所述镜筒(7)呈圆柱形且所述圆柱形镜筒(7)与圆台形塔壁(8)的上底面相重合。
6.按照权利要求1或2所述的一种基于地球自转轴的太阳光伏发电控制系统，其特征在于：所述电机一(5)为伺服电机。
7.按照权利要求1或2所述的一种基于地球自转轴的太阳光伏发电控制系统，其特征在于：所述电机二(6)为伸缩杆电机。
8.按照权利要求1或2所述的一种基于地球自转轴的太阳光伏发电控制系统，其特征在于：所述系统控制器(4)为PLC或单片机。
9.按照权利要求1或2所述的一种基于地球自转轴的太阳光伏发电控制系统，其特征在于：所述光敏电阻(10)的数量为多个。
10.按照权利要求1或2所述的一种基于地球自转轴的太阳光伏发电控制系统，其特征在于：所述光电池(9)的数量为2个且呈对称布设。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104111661A (zh) * 2013-09-13 2014-10-22 广东美的制冷设备有限公司 光伏板控制方法以及光伏发电装置
CN104201978A (zh) * 2014-08-25 2014-12-10 武汉理工大学 基于光线反射的自动跟踪太阳能发电装置

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PB01 Publication
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