CN103823479A - 一种安装在建筑外墙的光伏跟踪控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种安装在建筑外墙的光伏跟踪控制系统，包括微处理器、太阳能光伏板、光敏传感器、充放电控制电路、分别与充放电控制电路和直流负载相接的蓄电池、分别与交流负载和蓄电池相接的逆变器、与微处理器相接的GPS模块、对太阳能光伏板的方位角进行调节的电机一、对太阳能光伏板的高度角进行调节的电机二、连接在电机一和太阳能光伏板之间的减速器一、连接在电机二和太阳能光伏板之间的减速器二以及驱动电机一和电机二工作的驱动器。本发明结构简单、接线方便；利用GPS信号实时调整太阳能光伏板的高度角和方位角，同时根据光敏传感器的电流信号对太阳能光伏板的转动进行微调，跟踪精度高、控制过程简单、抗干扰能力强。

Description

一种安装在建筑外墙的光伏跟踪控制系统

技术领域

本发明涉及光伏发电领域，尤其是涉及一种安装在建筑外墙的光伏跟踪控制系统。

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。光伏装置最重要的就是光伏系统的转换效率，而由于光照方向的不同导致光伏装置的发电效率的下降是影响其转化率的一个主要方面。但采用光伏跟踪系统，使得光伏组件在整个白天都能够对准太阳，其年发电效率会提高30％左右。现有技术中的光伏跟踪系统多为程控系统，需要根据项目实施地点的不同经纬度来编写太阳运行轨迹，根据其运行轨迹控制机械装置的转动。在运行的过程中需要大量的计算机计算过程，编程工作量大，运营维护成本高，地点稍有变动就需要对太阳轨迹进行重新计算并调整相应的程序。

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，提供一种安装在建筑外墙的光伏跟踪控制系统，其结构简单，接线方便，工作能够自动实时跟踪太阳光线，跟踪效率高。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种安装在建筑外墙的光伏跟踪控制系统，其特征在于：包括微处理器、安装在用型钢搭建的跟踪支架上的太阳能光伏板、安装在太阳能光伏板上的光敏传感器、与太阳能光伏板相接的充放电控制电路、分别与充放电控制电路和直流负载相接的蓄电池、分别与交流负载和蓄电池相接的逆变器、与微处理器相接且将其输出的太阳高度角和方位角信息传送给微处理器的GPS模块、对太阳能光伏板的方位角进行调节以跟踪太阳方位的电机一、对太阳能光伏板的高度角进行调节以跟踪太阳高度的电机二、连接在电机一和太阳能光伏板之间的减速器一、连接在电机二和太阳能光伏板之间的减速器二以及在控制器的作用下驱动电机一和电机二工作的驱动器；所述光敏传感器由一个中间传感器和四个侧边传感器构成且所述中间传感器和侧边传感器排列成十字形，所述光敏传感器的输出端接有将所述中间传感器和所述侧边传感器的电流差信号进行比较的比较电路，所述比较电路和微处理器之间接有将比较电路输出的模拟偏差电流信号转换为数字信号的A/D转换器，所述跟踪支架搭建在建筑外墙的阳面，所述充放电控制电路与微处理器相接，所述微处理器与蓄电池相接，所述控制器分别与微处理器和驱动器相接，所述电机一和电机二均与驱动器相接。

上述一种安装在建筑外墙的光伏跟踪控制系统，其特征是：所述微处理器为单片机。

上述一种安装在建筑外墙的光伏跟踪控制系统，其特征是：所述控制器为脉宽调制PWM控制器。

上述一种安装在建筑外墙的光伏跟踪控制系统，其特征是：所述光敏传感器为光敏电阻。

上述一种安装在建筑外墙的光伏跟踪控制系统，其特征是：所述电机一和电机二均为步进电机。

本发明与现有技术相比具有以下优点：结构简单、接线方便；利用GPS信号实时调整太阳能光伏板的高度角和方位角，同时根据光敏传感器的电流信号对太阳能光伏板的转动进行微调，跟踪精度高、控制过程简单、抗干扰能力强。

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为本发明的电路原理图。

附图标记说明:

1—太阳能光伏板；  2—光敏传感器；    3—充放电控制电路；

4—蓄电池；        5—直流负载；      6—逆变器；

7—交流负载；      8—GPS模块；       9—电机一；

10—电机二；       11—减速器一；     12—减速器二；

13—控制器；       14—驱动器；       15—比较电路；

16—A/D转换器；    17—微处理器。

具体实施方式

如图1所示，本发明包括微处理器17、安装在用型钢搭建的跟踪支架上的太阳能光伏板1、安装在太阳能光伏板1上的光敏传感器2、与太阳能光伏板1相接的充放电控制电路3、分别与充放电控制电路3和直流负载5相接的蓄电池4、分别与交流负载7和蓄电池4相接的逆变器6、与微处理器17相接且将其输出的太阳高度角和方位角信息传送给微处理器17的GPS模块8、对太阳能光伏板1的方位角进行调节以跟踪太阳方位的电机一9、对太阳能光伏板1的高度角进行调节以跟踪太阳高度的电机二10、连接在电机一9和太阳能光伏板1之间的减速器一11、连接在电机二10和太阳能光伏板1之间的减速器二12以及在控制器13的作用下驱动电机一9和电机二10工作的驱动器14；所述光敏传感器2由一个中间传感器和四个侧边传感器构成且所述中间传感器和侧边传感器排列成十字形，所述光敏传感器2的输出端接有将所述中间传感器和所述侧边传感器的电流差信号进行比较的比较电路15，所述比较电路15和微处理器17之间接有将比较电路15输出的模拟偏差电流信号转换为数字信号的A/D转换器16，所述跟踪支架搭建在建筑外墙的阳面，所述充放电控制电路3与微处理器17相接，所述微处理器17与蓄电池4相接，所述控制器12分别与微处理器17和驱动器13相接，所述电机一8和电机二9均与驱动器13相接。

本实施例中，所述微处理器17为单片机。

本实施例中，所述控制器13为脉宽调制PWM控制器。

本实施例中，所述光敏传感器2为光敏电阻。

本实施例中，所述电机一9和电机二10均为步进电机。

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 (5)

1.一种安装在建筑外墙的光伏跟踪控制系统，其特征在于：包括微处理器（17）、安装在用型钢搭建的跟踪支架上的太阳能光伏板（1）、安装在太阳能光伏板（1）上的光敏传感器（2）、与太阳能光伏板（1）相接的充放电控制电路（3）、分别与充放电控制电路（3）和直流负载（5）相接的蓄电池（4）、分别与交流负载（7）和蓄电池（4）相接的逆变器（6）、与微处理器（17）相接且将其输出的太阳高度角和方位角信息传送给微处理器（17）的GPS模块（8）、对太阳能光伏板（1）的方位角进行调节以跟踪太阳方位的电机一（9）、对太阳能光伏板（1）的高度角进行调节以跟踪太阳高度的电机二（10）、连接在电机一（9）和太阳能光伏板（1）之间的减速器一（11）、连接在电机二（10）和太阳能光伏板（1）之间的减速器二（12）以及在控制器（13）的作用下驱动电机一（9）和电机二（10）工作的驱动器（14）；所述光敏传感器（2）由一个中间传感器和四个侧边传感器构成且所述中间传感器和侧边传感器排列成十字形，所述光敏传感器（2）的输出端接有将所述中间传感器和所述侧边传感器的电流差信号进行比较的比较电路（15），所述比较电路（15）和微处理器（17）之间接有将比较电路（15）输出的模拟偏差电流信号转换为数字信号的A/D转换器（16），所述跟踪支架搭建在建筑外墙的阳面，所述充放电控制电路（3）与微处理器（17）相接，所述微处理器（17）与蓄电池（4）相接，所述控制器（12）分别与微处理器（17）和驱动器（13）相接，所述电机一（8）和电机二（9）均与驱动器（13）相接。

2.按照权利要求1所述的一种安装在建筑外墙的光伏跟踪控制系统，其特征在于：所述微处理器（17）为单片机。

3.按照权利要求1或2所述的一种安装在建筑外墙的光伏跟踪控制系统，其特征在于：所述控制器（12）为脉宽调制PWM控制器。

4.按照权利要求1或2所述的一种安装在建筑外墙的光伏跟踪控制系统，其特征在于：所述光敏传感器（2）为光敏电阻。

5.按照权利要求1或2所述的一种安装在建筑外墙的光伏跟踪控制系统，其特征在于：所述电机一（8）和电机二（9）均为步进电机。

Images