CN104635756A - 一种太阳跟踪器跟踪角度偏差测量方法与装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种太阳跟踪器跟踪角度偏差测量方法与装置，该装置包括太阳光偏差传感器、激光测量模块，激光测量模块包括发射端与接收测量端；太阳光偏差传感器安装在太阳能发电组件光照面的顶角，多组激光测量模块均匀固定在太阳能发电组件的侧边，可监测太阳能发电组件结构变形，得到精确的太阳跟踪器跟踪角度。太阳跟踪器运动控制机构根据已获取的方位角总偏差和高度角总偏差，对方位角和高度角进行调整，从而降低太阳光偏差传感器自身误差和太阳能发电组件形变引起的测量误差，使太阳能发电装置发电效率最大化。
Description
技术领域
本发明涉及太阳跟踪技术领域，尤其涉及一种太阳跟踪器跟踪角度偏差测量方法与装置。
背景技术
在聚光太阳能发电系统中，尤其是高倍聚光条件下，如果太阳入射方向稍微偏离聚光器轴向,太阳电池表面光斑的光强分布会迅速偏移甚至衰降，以500倍菲涅耳透镜为例,如果入射角偏离±0.47°,光学效率将降为90％。在大型聚光发电系统中，发电组件结构部件尺寸巨大，组件光照面容易在外界环境(例如风沙、积雪等)作用下发生振动和轻微变形，随着服役时间的增长，结构件会产生塑形变形，且变形量极有可能会进一步扩大,使得发电组件光照面的光照投影面积减小，为使得发电效率最大，则需要调整相应的方位角和高度角，使发电组件光照面的光照强度最大化。综上所述，太阳跟踪器的太阳光偏差角度对发电效率影响很大，因此太阳跟踪器跟踪角度的监测非常必要。一方面，现有的太阳光偏差角度通常是单点检测，在发电组件结构变形的情况下，单点检测装置无法得到发电组件光照面最佳调整角度；另一方面，当太阳光偏差监测装置安装位置发生变形时，其所测得的偏差角度包含了结构部件变形引起的角度误差，当太阳跟踪器根据该偏差数据调整发电组件的太阳偏差角度时，可能会使得发电组件其他部分太阳偏差角度加大，从而降低太阳能发电系统整体发电效率。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中太阳能发电组件结构变形导致发电效率低下的缺陷，提供一种太阳跟踪器跟踪角度偏差测量方法与装置，可监测太阳能发电组件结构变形，得到精确的太阳跟踪器跟踪角度。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：首先提供一种太阳跟踪器跟踪角度偏差测量方法，该方法包括以下步骤，1)设置在太阳能发电组件上的太阳跟踪器通过其太阳光偏差传感器，检测太阳跟踪器的方位角偏差角度和高度角偏差角度；2)通过激光测量模块获取太阳能发电组件发生形变所引起的太阳跟踪器的方位角测量误差偏角和高度角测量误差偏角；3)获取受太阳能发电组件发生形变影响的太阳跟踪器的方位角偏差角度数据C和高度角偏差角度数据D；4)太阳能发电组件发生形变后，计算太阳能发电组件边的两侧结构变形后与结构变形前的偏角角α和角β，获取太阳能发电组件光照面的偏差角度调整量(α-β)/2；获取太阳能发电组件发生形变后，其侧边的方位角调整量E和高度角调整量F；5)获得太阳能跟踪器的方位角总偏差X＝C+E，高度角总偏差Y＝D+F。
按上述技术方案，所述步骤2)，具体包括，在太阳能发电组件无形变情况下，太阳光偏差传感器的标定光线方向与激光测量模块的测量激光方向垂直，且激光测量模块的发射端与接收测量端之间距离为m；太阳能发电组件发生形变情况下，接收测量端测得激光光斑的偏移距离为k，且激光测量模块的发射端与接收测量端之间距离为n，激光测量模块接收测量端的传感器接收到的激光初始光斑点与激光器之间距离为m，由太阳能发电组件发生形变引起的方位角测量误差偏角和高度角测量误差偏角为：
当激光光斑移动方向相对初始点接近太阳入射方向，Δ＝90°-arccos((n2+k2-m2)/(2nk)；
当激光光斑移动方向相对初始点远离太阳入射方向，Δ＝-90°+arccos((n2+k2-m2)/(2nk)。
按上述技术方案，太阳能发电组件在风载作用下发生振动形变时，所引起的太阳跟踪器的方位角测量误差偏角和高度角测量误差偏角，分别首先进行含时平均处理，再进行运算。
按上述技术方案，所述太阳跟踪器的4个太阳光偏差传感器(201、202、203、204)分别安装在太阳能发电组件的光照面的4个顶角，8组激光测量模块均匀设置在太阳能发电组件的光照面的4条侧边，激光测量模块包括发射端(211、221、231、241、251、261、271、281)与接收测量端(212、222、232、242、252、262、272、282)；所述步骤1)具体为，太阳光偏差传感器(201、202、203、204)检测得到太阳跟踪器的方位角偏差角度{x201，x202，x203，x204}和高度角偏差角度{y201，y202，y203，y204}；所述步骤2)具体包括，太阳能发电组件4个顶点发生形变所引起的太阳跟踪器的方位角测量误差偏角和高度角测量误差偏角分别为，
a212＝|Δ|212＝90°-arccos((n212 2+k212 2-m212 2)/(2n212k212))；
b222＝|Δ|222＝90°-arccos((n222 2+k222 2-m222 2)/(2n222k222))；
a242＝|Δ|242＝90°-arccos((n242 2+k242 2-m242 2)/(2n242k242))；
b232＝|Δ|232＝90°-arccos((n232 2+k232 2-m232 2)/(2n232k232))；
a252＝|Δ|252＝90°-arccos((n252 2+k252 2-m252 2)/(2n252k252))；
b262＝|Δ|262＝90°-arccos((n262 2+k262 2-m262 2)/(2n262k262))；
a282＝|Δ|282＝90°-arccos((n282 2+k282 2-m282 2)/(2n282k282))；
b272＝|Δ|272＝90°-arccos((n272 2+k272 2-m272 2)/(2n272k272))。
其中a对应方位角测量误差偏角，b对应高度角测量误差偏角，a212为激光接收测量端212位置形变引起的误差偏角，b222为激光接收测量端222位置形变引起的误差偏角，a242为激光接收测量端242位置形变引起的误差偏角，b232为激光接收测量端232位置形变引起的误差偏角，a252为激光接收测量端252位置形变引起的误差偏角，b262为激光接收测量端262位置形变引起的误差偏角，a282为激光接收测量端282位置形变引起的误差偏角，b272为激光接收测量端272位置形变引起的误差偏角。
按上述技术方案，所述步骤3)具体包括，受太阳能发电组件发生形变影响的太阳跟踪器的方位角偏差角度数据组，{c201,c202,c203,c204}＝{x201,x202,x203,x204}+{a212,a242,-a252,-a282}，高度角偏差角度数据组{d201,d202,d203,d204}＝{y201,y202,y203,y204}+{-b222,b232,b262,-b272}，受太阳能发电组件发生形变影响的太阳跟踪器的方位角偏差角度数据C和高度角偏差角度数据D，分别为C＝(c201+c202+c203+c204)/4，D＝(d201+d202+d203+d204)/4。
按上述技术方案，所述步骤4)具体包括，所述角α和角β分别为太阳能发电组件边的两侧结构变形后与结构变形前的偏角，下标对应激光测量模块接收测量端：α212＝arccos((m212 2+n212 2-k212 2)/(2m212n212))；
β282＝arccos((m282 2+n282 2-k282 2)/(2m282n282))；
α242＝arccos((m242 2+n242 2-k242 2)/(2m242n242))；
β252＝arccos((m252 2+n252 2-k252 2)/(2m252n252))；
α222＝arccos((m222 2+n222 2-k222 2)/(2m222n222))；
β232＝arccos((m232 2+n232 2-k232 2)/(2m232n232))；
α272＝arccos((m272 2+n272 2-k272 2)/(2m272n272))；
β262＝arccos((m262 2+n262 2-k262 2)/(2m262n262))，
α212对应激光接收测量端212所在组件边形变前后的偏角，β282为激光接收测量端282所在组件边形变前后的偏角，α242为激光接收测量端242所在组件边形变前后的偏角，β252为激光接收测量端252所在组件边形变前后的偏角，α222为激光接收测量端222所在组件边形变前后的偏角，β232为激光接收测量端232所在组件边形变前后的偏角，α272为激光接收测量端272所在组件边形变前后的偏角，β262为激光接收测量端262所在组件边形变前后的偏角；根据同一侧边上角α和角β大小，计算每条侧边的偏差角度调整量，其中方位角：e212＝(α212-β282)/2，e242＝(α242-β252)/2，高度角：f232＝(α222-β232)/2，f262＝(α272-β262)/2；得到侧边的方位角调整量E＝(e212+e242)/2，高度角调整量F＝(f232+f262)/2。
本发明还提供一种太阳跟踪器跟踪角度偏差测量装置，该装置包括，太阳光偏差传感器、激光测量模块，激光测量模块包括发射端与接收测量端；太阳光偏差传感器安装在太阳能发电组件光照面的顶角，多组激光测量模块均匀固定在太阳能发电组件的侧边，太阳能发电组件光照面无变形时，太阳光偏差传感器标定光线方向与激光测量模块激光方向垂直，发射端发射的测量激光的方向与太阳能发电组件光照面平行；激光测量模块用于测量发射端与接收测量端之间距离及太阳能发电组件光照面变形后接收测量端的传感器上激光光斑的移动距离；太阳光偏差传感器用于进行跟踪偏差角度检测。
按上述技术方案，所述激光测量模块至少为8组，所述太阳光偏差传感器至少为4个。
按上述技术方案，所述太阳光偏差传感器为四象限传感器或者PSD传感器或者图像采集CCD传感器。
本发明还提供一种太阳跟踪器，该太阳跟踪器包括太阳光偏差传感器、激光测量模块、控制模块、运动控制机构；激光测量模块包括发射端与接收测量端；太阳光偏差传感器安装在太阳能发电组件光照面的顶角，多组激光测量模块均匀固定在太阳能发电组件的侧边，太阳能发电组件光照面无变形时，太阳光偏差传感器标定光线方向与激光测量模块激光方向垂直，发射端发射的测量激光的方向与太阳能发电组件光照面平行；激光测量模块用于测量发射端与接收测量端之间距离及太阳能发电组件光照面变形后接收测量端的传感器上激光光斑的移动距离；太阳光偏差传感器用于进行跟踪偏差角度检测；控制模块用于接收太阳能发电组件光照面方位角偏差和高度角偏差，驱动太阳跟踪器的运动控制机构；运动控制机构用于调整太阳能发电组件光照面的方位角和高度角。
本发明产生的有益效果是：本发明提出的太阳跟踪器跟踪角度偏差测量方法与装置，可监测太阳能发电组件结构变形，得到精确的太阳跟踪器跟踪角度。太阳跟踪器运动控制机构根据已获取的方位角总偏差和高度角总偏差，对方位角和高度角进行调整，从而降低太阳光偏差传感器自身误差和太阳能发电组件形变引起的测量误差，使太阳能发电装置发电效率最大化。同时，太阳光偏差传感器角度偏差数据和发电组件结构变形数据均传输到上位机中存储，可以随时调用分析，对于长期服役的大型聚光太阳能发电系统的高效率运行具有重大意义。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是太阳能发电组件光照面的结构示意图；
图2是太阳能发电组件光照面每条侧边的结构件形变引起的太阳光偏差传感器偏转角度计算示意图；
图3是太阳能发电组件太阳光投影角度示意图；
图4是太阳能发电组件光照面每条边的结构件形变引起的与太阳光投影面偏转角度计算示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例中，首先提供一种太阳跟踪器跟踪角度偏差测量方法，该方法包括以下步骤，1)设置在太阳能发电组件上的太阳跟踪器通过其太阳光偏差传感器，检测太阳跟踪器的方位角偏差角度和高度角偏差角度；2)通过激光测量模块获取太阳能发电组件发生形变所引起的太阳跟踪器的方位角测量误差偏角和高度角测量误差偏角；3)获取受太阳能发电组件发生形变影响的太阳跟踪器的方位角偏差角度数据C和高度角偏差角度数据D；4)太阳能发电组件发生形变后，计算太阳能发电组件边的两侧结构变形后与结构变形前的偏角：角α和角β，获取太阳能发电组件光照面的偏差角度调整量(α-β)/2；获取太阳能发电组件发生形变后，其侧边的方位角调整量E和高度角调整量F；5)获得太阳能跟踪器的方位角总偏差X＝C+E，高度角总偏差Y＝D+F。
其中步骤2)，具体包括，在太阳能发电组件无形变情况下，太阳光偏差传感器的标定光线方向与激光测量模块的测量激光方向垂直，且激光测量模块的发射端与接收测量端之间距离为m；太阳能发电组件发生形变情况下，接收测量端测得激光光斑的偏移距离为k，且激光测量模块的发射端与接收测量端之间距离为n，激光测量模块接收测量端的传感器接收到的激光初始光斑点与激光器之间距离为m(结构件变形通常为弧形，由于一般情况下太阳能发电组件材料刚性较好，形变后激光测量模块传感器端激光初始光斑点与激光器间距可认为m)。由太阳能发电组件发生形变引起的方位角测量误差偏角和高度角测量误差偏角为：
当激光光斑移动方向相对初始点接近太阳入射方向，Δ＝90°-arccos((n2+k2-m2)/(2nk)；
当激光光斑移动方向相对初始点远离太阳入射方向，Δ＝-90°+arccos((n2+k2-m2)/(2nk)。
进一步地，太阳能发电组件在风载作用下发生振动形变时，所引起的太阳跟踪器的方位角测量误差偏角和高度角测量误差偏角，分别首先进行含时平均处理，再进行运算。
本发明实施例中，如图1所示，太阳跟踪器的4个太阳光偏差传感器(201、202、203、204)分别安装在太阳能发电组件的光照面的4个顶角，8组激光测量模块均匀设置在太阳能发电组件的光照面的4条侧边，激光测量模块包括发射端(211、221、231、241、251、261、271、281)与接收测量端(212、222、232、242、252、262、272、282)；所述步骤1)具体为，太阳光偏差传感器(201、202、203、204)检测得到太阳跟踪器的方位角偏差角度{x201，x202，x203，x204}和高度角偏差角度{y201，y202，y203，y204}。如图2所示，所述步骤2)具体包括，太阳能发电组件4个顶点发生形变所引起的太阳跟踪器的方位角测量误差偏角和高度角测量误差偏角分别为，
a212＝|Δ|212＝90°-arccos((n212 2+k212 2-m212 2)/(2n212k212))；
b222＝|Δ|222＝90°-arccos((n222 2+k222 2-m222 2)/(2n222k222))；
a242＝|Δ|242＝90°-arccos((n242 2+k242 2-m242 2)/(2n242k242))；
b232＝|Δ|232＝90°-arccos((n232 2+k232 2-m232 2)/(2n232k232))；
a252＝|Δ|252＝90°-arccos((n252 2+k252 2-m252 2)/(2n252k252))；
b262＝|Δ|262＝90°-arccos((n262 2+k262 2-m262 2)/(2n262k262))；
a282＝|Δ|282＝90°-arccos((n282 2+k282 2-m282 2)/(2n282k282))；
b272＝|Δ|272＝90°-arccos((n272 2+k272 2-m272 2)/(2n272k272))。
其中a对应方位角测量误差偏角，b对应高度角测量误差偏角，a212为激光接收测量端212位置形变引起的误差偏角，b222为激光接收测量端222位置形变引起的误差偏角，a242为激光接收测量端242位置形变引起的误差偏角，b232为激光接收测量端232位置形变引起的误差偏角，a252为激光接收测量端252位置形变引起的误差偏角，b262为激光接收测量端262位置形变引起的误差偏角，a282为激光接收测量端282位置形变引起的误差偏角，b272为激光接收测量端272位置形变引起的误差偏角。
进一步地，所述步骤3)具体包括，受太阳能发电组件发生形变影响的太阳跟踪器的方位角偏差角度数据组，{c201,c202,c203,c204}＝{x201,x202,x203,x204}+{a212,a242,-a252,-a282}，高度角偏差角度数据组{d201,d202,d203,d204}＝{y201,y202,y203,y204}+{-b222,b232,b262,-b272}。由于装配、标定以及传感器性能差异，每个太阳光偏差传感器测试结果通常不一致，所以将每个太阳光偏差传感器测试结果取平均值，受太阳能发电组件发生形变影响的太阳跟踪器的方位角偏差角度数据C和高度角偏差角度数据D，分别为C＝(c201+c202+c203+c204)/4，D＝(d201+d202+d203+d204)/4。若某个太阳光偏差传感器测试结果与其平均值差距较大，则该传感器或线路系统出现异常，后续计算过程将去除该太阳光偏差传感器测试结果，从而消除太阳光偏差传感器偶然故障误差的影响。例如若c201数值与平均值相差较大，则：C＝(c202+c203+c204)/3。
进一步地，如图3、图4所示，步骤4)具体包括，所述角α和角β分别为太阳能发电组件边的两侧结构变形后与结构变形前的偏角，下标对应激光测量模块接收测量端：α212＝arccos((m212 2+n212 2-k212 2)/(2m212n212))；
β282＝arccos((m282 2+n282 2-k282 2)/(2m282n282))；
α242＝arccos((m242 2+n242 2-k242 2)/(2m242n242))；
β252＝arccos((m252 2+n252 2-k252 2)/(2m252n252))；
α222＝arccos((m222 2+n222 2-k222 2)/(2m222n222))；
β232＝arccos((m232 2+n232 2-k232 2)/(2m232n232))；
α272＝arccos((m272 2+n272 2-k272 2)/(2m272n272))；
β262＝arccos((m262 2+n262 2-k262 2)/(2m262n262))。
α212对应激光接收测量端212所在组件边形变前后的偏角，β282为激光接收测量端282所在组件边形变前后的偏角，α242为激光接收测量端242所在组件边形变前后的偏角，β252为激光接收测量端252所在组件边形变前后的偏角，α222为激光接收测量端222所在组件边形变前后的偏角，β232为激光接收测量端232所在组件边形变前后的偏角，α272为激光接收测量端272所在组件边形变前后的偏角，β262为激光接收测量端262所在组件边形变前后的偏角。根据几何规律计算可知，当角α和角β相等时，该侧边的投影线长最大。当角α和角β不相等时，发电组件光照面偏差角度调整量为(α-β)/2。根据同一侧边上角α和角β大小，计算每条侧边的偏差角度调整量，其中方位角：e212＝(α212-β282)/2，e242＝(α242-β252)/2，高度角：f232＝(α222-β232)/2，f262＝(α272-β262)/2；当e212与e242不等，f232与f262不等时，为得到最大光照面积，取两者的算术平均值，也即是：得到侧边的方位角调整量E＝(e212+e242)/2，高度角调整量F＝(f232+f262)/2。综合太阳光偏差传感器角度偏差数据和太阳能发电组件发生形变导致的角度偏差数据，最终获得太阳能跟踪器的方位角总偏差X＝C+E，高度角总偏差Y＝D+F。
本发明实施例还提供一种太阳跟踪器跟踪角度偏差测量装置，如图1所示，该装置包括太阳光偏差传感器、激光测量模块，激光测量模块包括发射端与接收测量端；太阳光偏差传感器安装在太阳能发电组件光照面的顶角，多组激光测量模块均匀固定在太阳能发电组件的侧边，太阳能发电组件光照面无变形时，太阳光偏差传感器标定光线方向与激光测量模块激光方向垂直，发射端发射的测量激光的方向与太阳能发电组件光照面平行；激光测量模块用于测量发射端与接收测量端之间距离及太阳能发电组件光照面变形后接收测量端的传感器上激光光斑的移动距离；太阳光偏差传感器用于进行跟踪偏差角度检测。其中，激光测量模块至少为8组，太阳光偏差传感器至少为4个。
进一步地，太阳光偏差传感器可以为四象限传感器或者PSD传感器或者图像采集CCD传感器。PSD(Position Sensitive detector)是位置敏感检测器。它分为一维PSD和二维PSD两个类型产品。PSD是由一个或两个具有均匀阻抗表面组成的PIN光电二极管,它与分立元素探测器相比具有位置分辨率高、反应电流简单、快速(与光点位置有关)等优点。
本发明实施例还提供一种太阳跟踪器，该太阳跟踪器包括太阳光偏差传感器、激光测量模块、控制模块、运动控制机构；激光测量模块包括发射端与接收测量端；太阳光偏差传感器安装在太阳能发电组件光照面的顶角，多组激光测量模块均匀固定在太阳能发电组件的侧边，太阳能发电组件光照面无变形时，太阳光偏差传感器标定光线方向与激光测量模块激光方向垂直，发射端发射的测量激光的方向与太阳能发电组件光照面平行；激光测量模块用于测量发射端与接收测量端之间距离及太阳能发电组件光照面变形后接收测量端的传感器上激光光斑的移动距离；太阳光偏差传感器用于进行跟踪偏差角度检测；控制模块用于接收太阳能发电组件光照面方位角偏差和高度角偏差，驱动太阳跟踪器的运动控制机构；运动控制机构用于调整太阳能发电组件光照面的方位角和高度角。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种太阳跟踪器跟踪角度偏差测量方法，其特征在于，该方法包括以下步骤，1)设置在太阳能发电组件上的太阳跟踪器通过其太阳光偏差传感器，检测太阳跟踪器的方位角偏差角度和高度角偏差角度；2)通过激光测量模块获取太阳能发电组件发生形变所引起的太阳跟踪器的方位角测量误差偏角和高度角测量误差偏角；3)获取受太阳能发电组件发生形变影响的太阳跟踪器的方位角偏差角度数据C和高度角偏差角度数据D；4)太阳能发电组件发生形变后，计算太阳能发电组件边的两侧结构变形后与结构变形前的偏角角α和角β，获取太阳能发电组件光照面的偏差角度调整量(α-β)/2；获取太阳能发电组件发生形变后，其侧边的方位角调整量E和高度角调整量F；5)获得太阳能跟踪器的方位角总偏差X＝C+E，高度角总偏差Y＝D+F。
2.根据权利要求1所述的太阳跟踪器跟踪角度偏差测量方法，其特征在于，所述步骤2)，具体包括，在太阳能发电组件无形变情况下，太阳光偏差传感器的标定光线方向与激光测量模块的测量激光方向垂直，且激光测量模块的发射端与接收测量端之间距离为m；太阳能发电组件发生形变情况下，接收测量端测得激光光斑的偏移距离为k，且激光测量模块的发射端与接收测量端之间距离为n，激光测量模块接收测量端的传感器接收到的激光初始光斑点与激光器之间距离为m，由太阳能发电组件发生形变引起的方位角测量误差偏角和高度角测量误差偏角为：
当激光光斑移动方向相对初始点接近太阳入射方向，Δ＝90°-arccos((n2+k2-m2)/(2nk)；
当激光光斑移动方向相对初始点远离太阳入射方向，Δ＝-90°+arccos((n2+k2-m2)/(2nk)。
3.根据权利要求1或2所述的太阳跟踪器跟踪角度偏差测量方法，其特征在于，太阳能发电组件在风载作用下发生振动形变时，所引起的太阳跟踪器的方位角测量误差偏角和高度角测量误差偏角，分别首先进行含时平均处理，再进行运算。
4.根据权利要求2所述的太阳跟踪器跟踪角度偏差测量方法，其特征在于，所述太阳跟踪器的4个太阳光偏差传感器(201、202、203、204)分别安装在太阳能发电组件的光照面的4个顶角，8组激光测量模块均匀设置在太阳能发电组件的光照面的4条侧边，激光测量模块包括发射端(211、221、231、241、251、261、271、281)与接收测量端(212、222、232、242、252、262、272、282)；所述步骤1)具体为，太阳光偏差传感器(201、202、203、204)检测得到太阳跟踪器的方位角偏差角度{x201，x202，x203，x204}和高度角偏差角度{y201，y202，y203，y204}；所述步骤2)具体包括，太阳能发电组件4个顶点发生形变所引起的太阳跟踪器的方位角测量误差偏角和高度角测量误差偏角分别为，
a212＝|Δ|212＝90°-arccos((n212 2+k212 2-m212 2)/(2n212k212))；
b222＝|Δ|222＝90°-arccos((n222 2+k222 2-m222 2)/(2n222k222))；
a242＝|Δ|242＝90°-arccos((n242 2+k242 2-m242 2)/(2n242k242))；
b232＝|Δ|232＝90°-arccos((n232 2+k232 2-m232 2)/(2n232k232))；
a252＝|Δ|252＝90°-arccos((n252 2+k252 2-m252 2)/(2n252k252))；
b262＝|Δ|262＝90°-arccos((n262 2+k262 2-m262 2)/(2n262k262))；
a282＝|Δ|282＝90°-arccos((n282 2+k282 2-m282 2)/(2n282k282))；
b272＝|Δ|272＝90°-arccos((n272 2+k272 2-m272 2)/(2n272k272))，
其中a对应方位角测量误差偏角，b对应高度角测量误差偏角，a212为激光接收测量端212位置形变引起的误差偏角，b222为激光接收测量端222位置形变引起的误差偏角，a242为激光接收测量端242位置形变引起的误差偏角，b232为激光接收测量端232位置形变引起的误差偏角，a252为激光接收测量端252位置形变引起的误差偏角，b262为激光接收测量端262位置形变引起的误差偏角，a282为激光接收测量端282位置形变引起的误差偏角，b272为激光接收测量端272位置形变引起的误差偏角。
5.根据权利要求4所述的太阳跟踪器跟踪角度偏差测量方法，其特征在于，所述步骤3)具体包括，受太阳能发电组件发生形变影响的太阳跟踪器的方位角偏差角度数据组，{c201,c202,c203,c204}＝{x201,x202,x203,x204}+{a212,a242,-a252,-a282}，高度角偏差角度数据组{d201,d202,d203,d204}＝{y201,y202,y203,y204}+{-b222,b232,b262,-b272}，受太阳能发电组件发生形变影响的太阳跟踪器的方位角偏差角度数据C和高度角偏差角度数据D，分别为C＝(c201+c202+c203+c204)/4，D＝(d201+d202+d203+d204)/4。
6.根据权利要求5所述的太阳跟踪器跟踪角度偏差测量方法，其特征在于，所述步骤4)具体包括，所述角α和角β分别为太阳能发电组件边的两侧结构变形后与结构变形前的偏角，下标对应激光测量模块接收测量端：α212＝arccos((m212 2+n212 2-k212 2)/(2m212n212))；
β282＝arccos((m282 2+n282 2-k282 2)/(2m282n282))；
α242＝arccos((m242 2+n242 2-k242 2)/(2m242n242))；
β252＝arccos((m252 2+n252 2-k252 2)/(2m252n252))；
α222＝arccos((m222 2+n222 2-k222 2)/(2m222n222))；
β232＝arccos((m232 2+n232 2-k232 2)/(2m232n232))；
α272＝arccos((m272 2+n272 2-k272 2)/(2m272n272))；
β262＝arccos((m262 2+n262 2-k262 2)/(2m262n262))；
α212对应激光接收测量端212所在组件边形变前后的偏角，β282为激光接收测量端282所在组件边形变前后的偏角，α242为激光接收测量端242所在组件边形变前后的偏角，β252为激光接收测量端252所在组件边形变前后的偏角，α222为激光接收测量端222所在组件边形变前后的偏角，β232为激光接收测量端232所在组件边形变前后的偏角，α272为激光接收测量端272所在组件边形变前后的偏角，β262为激光接收测量端262所在组件边形变前后的偏角；根据同一侧边上角α和角β大小，计算每条侧边的偏差角度调整量，其中方位角：e212＝(α212-β282)/2，e242＝(α242-β252)/2，高度角：f232＝(α222-β232)/2，f262＝(α272-β262)/2；得到侧边的方位角调整量E＝(e212+e242)/2，高度角调整量F＝(f232+f262)/2。
7.一种太阳跟踪器跟踪角度偏差测量装置，其特征在于，该装置包括，太阳光偏差传感器、激光测量模块，激光测量模块包括发射端与接收测量端；太阳光偏差传感器安装在太阳能发电组件光照面的顶角，多组激光测量模块均匀固定在太阳能发电组件的侧边，太阳能发电组件光照面无变形时，太阳光偏差传感器标定光线方向与激光测量模块激光方向垂直，发射端发射的测量激光的方向与太阳能发电组件光照面平行；激光测量模块用于测量发射端与接收测量端之间距离及太阳能发电组件光照面变形后接收测量端的传感器上激光光斑的移动距离；太阳光偏差传感器用于进行跟踪偏差角度检测。
8.根据权利要求7所述的太阳跟踪器跟踪角度偏差测量装置，其特征在于，所述激光测量模块至少为8组，所述太阳光偏差传感器至少为4个。
9.根据权利要求7或8所述的太阳跟踪器跟踪角度偏差测量装置，其特征在于，所述太阳光偏差传感器为四象限传感器或者PSD传感器或者图像采集CCD传感器。
10.一种太阳跟踪器，其特征在于，该太阳跟踪器包括太阳光偏差传感器、激光测量模块、控制模块、运动控制机构；激光测量模块包括发射端与接收测量端；太阳光偏差传感器安装在太阳能发电组件光照面的顶角，多组激光测量模块均匀固定在太阳能发电组件的侧边，太阳能发电组件光照面无变形时，太阳光偏差传感器标定光线方向与激光测量模块激光方向垂直，发射端发射的测量激光的方向与太阳能发电组件光照面平行；激光测量模块用于测量发射端与接收测量端之间距离及太阳能发电组件光照面变形后接收测量端的传感器上激光光斑的移动距离；太阳光偏差传感器用于进行跟踪偏差角度检测；控制模块用于接收太阳能发电组件光照面方位角偏差和高度角偏差，驱动太阳跟踪器的运动控制机构；运动控制机构用于调整太阳能发电组件光照面的方位角和高度角。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107218916A (zh) * | 2017-05-31 | 2017-09-29 | 徐州工程学院 | 一种用于污水处理太阳光线偏角传感器 |
| CN108491362A (zh) * | 2018-03-19 | 2018-09-04 | 广西壮族自治区气象减灾研究所 | 区域太阳高度角平均偏差特征规律的统计方法 |
| CN109471457A (zh) * | 2017-09-08 | 2019-03-15 | 甘肃光热发电有限公司 | 一种用于检测太阳位置的微型装置 |
| CN109725630A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-05-07 | 驭势科技（北京）有限公司 | 智能驾驶车辆控制器测试方法、装置、服务器和计算机可读介质 |
| CN113485458A (zh) * | 2021-06-07 | 2021-10-08 | 包头市艾派克自动化科技有限公司 | 一种太阳跟踪监测装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6266109A (ja) * | 1985-09-18 | 1987-03-25 | Diesel Kiki Co Ltd | 日射センサ |
| WO2004044502A1 (en) * | 2001-10-02 | 2004-05-27 | Pinnacle West Capital Corporation | Celestial tracking apparatus and method of controlling wind stow therefor |
| CN203249410U (zh) * | 2013-04-28 | 2013-10-23 | 内蒙古太清光热能源有限公司 | 位置检测装置及应用该装置的太阳能聚光系统 |
| CN103684252A (zh) * | 2013-12-06 | 2014-03-26 | 武汉理工大学 | 一种聚光光伏户外性能测试系统 |
-
2014
- 2014-12-05 CN CN201410738099.5A patent/CN104635756B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6266109A (ja) * | 1985-09-18 | 1987-03-25 | Diesel Kiki Co Ltd | 日射センサ |
| WO2004044502A1 (en) * | 2001-10-02 | 2004-05-27 | Pinnacle West Capital Corporation | Celestial tracking apparatus and method of controlling wind stow therefor |
| CN203249410U (zh) * | 2013-04-28 | 2013-10-23 | 内蒙古太清光热能源有限公司 | 位置检测装置及应用该装置的太阳能聚光系统 |
| CN103684252A (zh) * | 2013-12-06 | 2014-03-26 | 武汉理工大学 | 一种聚光光伏户外性能测试系统 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 李松柏，等: "一种跟踪式太阳能发电控制系统的研制", 《应用科技》 * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107218916A (zh) * | 2017-05-31 | 2017-09-29 | 徐州工程学院 | 一种用于污水处理太阳光线偏角传感器 |
| CN109471457A (zh) * | 2017-09-08 | 2019-03-15 | 甘肃光热发电有限公司 | 一种用于检测太阳位置的微型装置 |
| CN108491362A (zh) * | 2018-03-19 | 2018-09-04 | 广西壮族自治区气象减灾研究所 | 区域太阳高度角平均偏差特征规律的统计方法 |
| CN109725630A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-05-07 | 驭势科技（北京）有限公司 | 智能驾驶车辆控制器测试方法、装置、服务器和计算机可读介质 |
| CN113485458A (zh) * | 2021-06-07 | 2021-10-08 | 包头市艾派克自动化科技有限公司 | 一种太阳跟踪监测装置 |
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