CN104932543A - 用于碟式太阳能发电装置的太阳跟踪控制系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种用于碟式太阳能发电装置的太阳跟踪控制系统及控制方法,该控制系统包括主控制器、RTC模块、GPS模块、传感器模块、模数转换模块、网关、电机以及驱动器模块;所述GPS模块、传感器模块、模数转换模块输出端均连接至所述主控制器输入端,所述RTC模块与所述主控制器双向连接,所述主控制器通过网关与N个驱动器模块双向连接,N为正整数;所述传感器模块包括环境传感器、热电偶传感器和霍尔传感器,所述环境传感器输出端连接主控制器的输入端,所述霍尔传感器输出端连接驱动器模块,所述驱动器模块输出端连接所述电机。本发明在对太阳的跟踪上具有高精度、高可靠性、低成本的特点。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能发电领域,具体涉及一种用于碟式太阳能发电装置的太阳跟踪控制系统及控制方法。
背景技术
随着经济社会的发展,人类对能源提出越来越高的要求。当前我们的能源主要依赖煤炭,石油,天然气等化石燃料,一方面其储量有限,据估算,当前世界的石油储量仅够继续开采30年;另一方面化石燃料的燃烧将排出二氧化碳,硫的氧化物等有害气体,对环境造成污染。特别是近几年影响我国大部分地区的雾霾,主要就是由化石燃料的燃烧造成的。
基于目前全球能源紧缺的大背景,太阳能作为一种清洁能源,具有储量无限,无污染的优点,受到社会各国的广泛关注。通过理论分析,太阳能跟踪装置与太阳能非跟踪装置相比,前者的能量接收率比后者高出30%以上,因此精确的跟踪太阳方位很大程度上可以提高太阳能发电装置的发电效率,同时该部分对装置的整体成本构成也有重要影响。
但是由于大气折射,时间累积误差,机械误差等原因,往往造成开环调整完毕后,装置主光轴未能正对太阳方位,降低了发电装置的工作效率。同时,现有的太阳跟踪控制装置均是单跟踪控制器控制单台发电系统,这种结构在电站的建设中既不利于跟踪装置的组网也增加了建设成本。
发明内容
为了克服上述现有技术中存在的缺陷,本发明的目的是提供一种用于碟式太阳能发电装置的太阳跟踪控制系统及控制方法,具有高精度、高可靠性、低成本的特点。
为了实现本发明的上述目的,本发明提供了一种用于碟式太阳能发电装置的太阳跟踪控制系统,包括主控制器、RTC模块、GPS模块、传感器模块、模数转换模块、网关、电机以及驱动器模块;
所述GPS模块、传感器模块、模数转换模块输出端均连接至所述主控制器输入端,所述RTC模块与所述主控制器双向连接,所述主控制器通过网关与N个驱动器模块双向连接,N为正整数;
所述传感器模块包括环境传感器、热电偶传感器和霍尔传感器,所述环境传感器输出端连接主控制器的输入端,所述霍尔传感器输出端连接驱动器模块,所述驱动器模块输出端连接所述电机,所述驱动器模块根据霍尔传感器所发出的信号控制电机停止或转动。
GPS模块用来接收本地精确经纬度信息以及时钟信息,校正系统中单个或多个RTC模块,来使整个系统时钟同步。主控制器读取GPS模块数据,对RTC模块进行校正,用以计算太阳当前方位,使太阳能发电装置主光轴对准太阳方位;驱动器模块根据霍尔传感器输入的信息对太阳能发电装置的两轴进行机械调零;模数转换模块将热电偶传感器所采集的数据转换为数字信号给到主控制器,主控制器根据热电偶传感器输出电压的大小,计算得到碟架主光轴与太阳真实方位角偏差,并控制电机对此偏差进行修正;主控制器通过网关对多台太阳能跟踪装置进行控制。
该控制系统的精度高,可靠性高,同时一台主控制器可控制多台太阳能跟踪装置,降低了成本。
进一步的,所述热电偶传感器圆周等分地排列于太阳能发电装置的发动机气筒壁上,当系统处于闭环状态时,每次系统开环调整完毕,采样热电偶输出模拟电压值,转换为与当前真是方位角的偏移量,实现闭环自反馈控制,消除机械误差,使碟架主光轴正对太阳。热电偶传感器相比于常用的四象限传感器,其具有高可靠性和低成本的优点,特别是在我国西部大温差,强灰尘等恶劣的自然条件下,热电偶传感器更适合于工程应用。
进一步的,所述霍尔传感器安装于所述太阳能发电装置每一轴的零点位置以及两轴的极限位置,零点位置即水平角180°和高度角0°,极限位置即水平角45°和315°,俯仰角的-20°和90°。
进一步的,所述环境传感器包括日照强度传感器、风速传感器、雨量传感器、角度传感器和旋转变压器。
日照强度传感器模块实时测量当前时刻的太阳光照强度,以便在日照强度不足时使该控制系统自动进入待机或休眠状态;风速传感器模块实时测量当前时刻的风速大小,雨量传感器模块实时测量当前时刻的雨量大小,以便使该控制系统在风暴条件下自动进入风暴保护状态;旋转变压器具有耐高温,严寒,潮湿等优点,更适合用于严酷的环境中,主要将其应用于倾角传感器无法工作的水平轴开环控制过程中的旋转角度跟踪。倾角传感器精度高,价格便宜,用于开环控制过程中的俯仰轴旋转角度跟踪。
进一步的,所述电机包括水平轴电机和俯仰轴电机。
进一步的,还包括远程采集监控模块,所述远程采集监控模块包括数据采集器和远程PC。该控制系统通过数据采集器实现本地数据的实时采集、存储、传输,支持GPRS、CDMA、无线电台、计算机网络与计算机直连数据传输,并传输到远程PC终端设备,进行远程实时监控。
进一步的,还包括人机交互模块,所述人机交互模块包括显示屏、键盘和摇杆,所述显示屏输入端连接所述主控制器输出端,所述键盘输出端连接主控制器输入端,所述摇杆输出端连接主控制器输入端,所述主控制器根据摇杆输入的参数控制电机带动碟架运转。
显示屏实时显示该控制系统的运行状态、故障问题以及当前的环境因素数据,使工作人员能直观的知晓该控制系统的工作情况,能直接、快速的对故障进行排除,易于维护。键盘用于人工控制系统的运行,配备有复位按钮,实现系统复位;开始按钮,用于控制系统开始执行选中的功能;确定按钮,用于确认所要选择的任务或功能;中途暂停按钮,实现系统暂时停止运转;紧急停机按钮,在突发情况下实现紧急停机;人工控制模式和自动控制模式切换按钮,实现人工/自动控制模式的切换;时钟校准按钮,用于人工利用GPS对RTC模块进行校正;速度按钮,用于在人工控制模式下电机运行速度的选择。摇杆用于在人工控制模式下控制碟架上下左右运转,当进入人工控制模式后,系统停止跟踪太阳方位,等待工作人员手动控制碟架运转,工作人员通过摇杆来使碟架在不同速度下转向目标位置。
本发明还提出了一种用于太阳能发电装置的太阳跟踪控制系统的太阳跟踪控制方法,包括以下步骤:
S1,太阳跟踪控制系统初始化,设置太阳能发电装置的两轴的调整时间间隔T;
S2,太阳跟踪控制系统进行自检,如系统出现故障,则通知工作人员排除故障,如无故障则进行步骤S3;
S3,主控制器开启并读取GPS模块数据,对RTC模块进行校正,校正完毕后GPS模块关闭;
S4,主控制器通过网关向驱动器发送指令,驱使电机转动,对太阳能发电装置的两轴机械调零;
S5,进行开环跟踪:主控制器读取RTC模块数据,计算太阳当前方位,并控制水平轴电机和俯仰轴电机使装置主光轴对准太阳方位;
S6,进行闭环跟踪:主控制器通过数模转换模块读取热电偶传感器数据,对热电偶传感器输出电压模拟量采样,主控制器根据热电偶传感器输出电压的大小,计算得到碟架主光轴与太阳真实方位角偏差,并控制电机对此偏差进行修正;
S7,主控制器读取雨量传感器数据,如果雨量值高于雨量阈值,则主控制器控制俯仰轴电机进入风暴停止状态,直至雨量值低于雨量阈值时,退出风暴停止状态;如果雨量值低于雨量阈值,执行步骤S8;
S8,主控制器读取风速传感器数据,如果风速值高于风速阈值,则主控制器控制俯仰轴电机进入风暴停止状态,直至风速值低于风速阈值时,退出风暴停止状态;如果风速值低于风速阈值,执行步骤S9;
S9,主控制器读取光照强度传感器数据,如果光照强度值低于光照强度阈值,主控制器控制俯仰轴电机偏移一固定角度后停止跟踪,直至光照强度值高于光照强度阈值后恢复角度继续跟踪;如果光照强度值高于光照强度阈值,执行步骤S10;
S10,主控制器判断是否达到调整时间间隔T,如果没有,则重复执行步骤S7-S9,如果达到调整时间间隔T,则执行步骤S5-S9。
该方法能自主实现开环跟踪和闭环跟踪;开环跟踪主要根据当前跟踪装置的地理信息及时间信息,得到当前的太阳的实际方位。然后检测出当前装置主光轴指向方位,由控制系统计算出两轴需要偏移角度,并控制电机转动使装置主光轴指向当前太阳真实方位。闭环跟踪消除了由于大气折射,时间累积误差,机械误差等原因造成的跟踪误差,提高了发电效率。同时实现了单台跟踪控制装置控制多台发电装置同时工作,降低了建设成本,便于维护。
进一步的,所述步骤S4包括以下步骤:
S4-1,在太阳能发电装置的每一轴的零点位置和两个极限位置分别放置一个霍尔传感器开关;
S4-2,主控制器通过网关向多台驱动器发送调零指令;
S4-3,驱动器驱使电机转动,从而带动与该驱动器相对应的装置的两轴转动;
S4-4,当装置运行到霍尔传感器开关位置时,霍尔传感器开关发出上升沿信号,驱动器控制电机做出相应动作;
S4-5,当装置运行到两个极限位置时,电机向相反方向运转,当运行到零点位置时,电机停止运转,实现两轴的机械调零。
本方法中,主控制器可直接通过网关串口输入指令控制驱动器从而控制电机运行,实现了单台跟踪控制装置控制多台太阳能跟踪装置运行,极大的减小了硬件成本。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是本发明的原理框图;
图2是本发明的流程示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,除非另有规定和限定,需要说明的是,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是机械连接或电连接,也可以是两个元件内部的连通,可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
本发明提供了一种用于碟式太阳能发电装置的太阳跟踪控制系统,如图1所示,包括主控制器、RTC模块、GPS模块、传感器模块、模数转换模块、网关、电机以及驱动器模块。
所述GPS模块、传感器模块、模数转换模块输出端均连接至所述主控制器输入端,所述RTC模块与所述主控制器双向连接,所述主控制器通过网关与N个驱动器模块双向连接,N为正整数,网关采用CAN-RS232型网关,该网关可同时外接100个驱动器。
所述传感器模块包括环境传感器、热电偶传感器和霍尔传感器,所述环境传感器输出端连接主控制器的输入端,所述霍尔传感器输出端连接驱动器模块,所述驱动器模块输出端连接所述电机,,所述驱动器模块根据霍尔传感器所发出的信号控制电机停止或转动,电机包括水平轴电机和俯仰轴电机。
环境传感器包括日照强度传感器、风速传感器、雨量传感器、角度传感器和旋转变压器。日照强度传感器模块实时测量当前时刻的太阳光照强度,以便在日照强度不足时使该控制系统自动进入待机或休眠状态;风速传感器模块实时测量当前时刻的风速大小,雨量传感器模块实时测量当前时刻的雨量大小,以便使该控制系统在风暴条件下自动进入风暴保护状态;旋转变压器具有耐高温,严寒,潮湿等优点,更适合用于严酷的环境中,主要将其应用于倾角传感器无法工作的水平轴开环控制过程中的旋转角度跟踪。倾角传感器精度高,价格便宜,用于开环控制过程中的俯仰轴旋转角度跟踪。
GPS模块用来接收本地精确经纬度信息以及时钟信息,校正系统中单个或多个RTC模块,来使整个系统时钟同步。主控制器读取GPS模块数据,对RTC模块进行校正,用以计算太阳当前方位,使太阳能发电装置主光轴对准太阳方位;驱动器模块根据霍尔传感器输入的信息对太阳能发电装置的两轴进行机械调零;模数转换模块将热电偶传感器所采集的数据转换为数字信号给到主控制器,主控制器根据热电偶传感器输出电压的大小,计算得到碟架主光轴与太阳真实方位角偏差,并控制电机对此偏差进行修正;主控制器通过网关对多台太阳能跟踪装置进行控制。
该控制系统的精度高,可靠性高,同时一台主控制器可控制多台太阳能跟踪装置,降低了成本。
所述热电偶传感器圆周等分地排列于太阳能发电装置的发动机气筒壁上,当系统处于闭环状态时,每次系统开环调整完毕,采样热电偶输出模拟电压值,转换为与当前真是方位角的偏移量,实现闭环自反馈控制,消除机械误差,使碟架主光轴正对太阳。热电偶传感器相比于常用的四象限传感器,其具有高可靠性和低成本的优点,特别是在我国西部大温差,强灰尘等恶劣的自然条件下,热电偶传感器更适合于工程应用。
该太阳能发电装置的机械调零是靠放置在机械装置上的霍尔传感器模块、驱动器和电机共同实现。
选用TTL数字量输出霍尔传感器,当碟架转动到目标位置前,霍尔传感器输出低电平,当碟架接近目标位置时,会使霍尔传感器的磁场强度增强,当磁场强度大于预先设定的阈值时,霍尔传感器输出高电平,这样就产生了一个输出电平的上升沿跳变。
霍尔传感器的输出与驱动器的传感器输入端口相连,驱动器采用UIM242XX微型一体化步进电机控制驱动器,其提供了三个传感器输入口,能接收(0-5V)TTL数字量输入,三个输入口恰好可与安装在碟架两轴机械零点位置和极限位置的三个霍尔传感器相连。驱动器的传感器控制模块能预先配置驱动器MCU中的传感器控制寄存器。当传感器输入口检测到由霍尔传感器输入的电平发生上升沿跳变时,驱动器控制电机作出已预先配置好的动作。在机械调零中,我们仅需在电平发生跳变时电机作出反转或紧急停止动作。
在每一轴的零点位置即水平角180°,俯仰角0°位置和两个极限位置即水平角45°和315°,俯仰角的-20°和90°位置分别放置一个霍尔传感器开关,当装置运行到开关位置时,开关发出上升沿信号,驱动器控制电机做出相应动作。在系统机械调零过程中,当运行到两个极限位置时,电机向相反方向运转,当运行到零点位置时,电机停止运转,这样就实现了两轴的机械调零。
该控制系统工作时,主控制器开启并读取GPS模块数据,对RTC模块进行校正,校正完毕后GPS模块关闭。然后主控制器通过网关控制驱动器驱使电机对多台太阳能发电装置的两轴机械调零。调零后,该控制系统进行开环跟踪,即主控制器读取RTC模块数据,计算太阳当前方位,并控制水平轴电机和俯仰轴电机使装置主光轴对准太阳方位。开环跟踪结束后,再进行闭环跟踪,即主控制器通过数模转换模块读取热电偶传感器数据,对热电偶传感器输出电压模拟量采样,主控制器根据热电偶传感器输出电压的大小,计算得到碟架主光轴与太阳真实方位角偏差,并控制电机对此偏差进行修正,然后该控制系统进行工作。工作中,主控制器时刻读取雨量传感器、风速传感器数据和光照强度传感器的数据,当这三个数据中的任何一个数据不符合正常工作时阈值时,该控制系统进入风暴停止状态或休眠状态
为了能够实现对该控制系统的远程控制,该控制系统还包括远程采集监控模块,所述远程采集监控模块包括数据采集器和远程PC。该控制系统通过数据采集器实现本地数据的实时采集、存储、传输,支持GPRS、CDMA、无线电台、计算机网络与计算机直连数据传输,并传输到远程PC终端设备,进行远程实时监控。
为了更直观的显示该控制系统的工作情况,也为了更好的对该控制系统进行控制,该控制系统还包括人机交互模块,所述人机交互模块包括显示屏、键盘和摇杆,所述显示屏输入端连接所述主控制器输出端,所述键盘输出端连接主控制器输入端,所述摇杆输出端连接主控制器输入端,所述主控制器根据摇杆输入的参数控制电机带动碟架运转。
显示屏实时显示该控制系统的运行状态、故障问题以及当前的环境因素数据,使工作人员能直观的知晓该控制系统的工作情况,能直接、快速的对故障进行排除,易于维护。键盘用于人工控制系统的运行,配备有复位按钮,实现系统复位;开始按钮,用于控制系统开始执行选中的功能;确定按钮,用于确认所要选择的任务或功能;中途暂停按钮,实现系统暂时停止运转;紧急停机按钮,在突发情况下实现紧急停机;人工控制模式和自动控制模式切换按钮,实现人工/自动控制模式的切换;时钟校准按钮,用于人工利用GPS对RTC模块进行校正;速度按钮,用于在人工控制模式下电机运行速度的选择。摇杆用于在人工控制模式下控制碟架上下左右运转,当进入人工控制模式后,系统停止跟踪太阳方位,等待工作人员手动控制碟架运转,工作人员通过摇杆来使碟架在不同速度下转向目标位置。
本发明还提出了一种用于太阳能发电装置的太阳跟踪控制系统的太阳跟踪控制方法,包括以下步骤:
S1,太阳跟踪控制系统初始化,设置太阳能发电装置的两轴的调整时间间隔T;
S2,太阳跟踪控制系统进行自检,如系统出现故障,则通知工作人员排除故障,如无故障则进行步骤S3;
S3,主控制器开启并读取GPS模块数据,对RTC模块进行校正,校正完毕后GPS模块关闭;
S4,主控制器通过网关向驱动器发送指令,驱使电机转动,对太阳能发电装置的两轴机械调零;
这里对太阳能发电装置的两轴机械调零可以分为以下几个步骤:
第一步,在太阳能发电装置的每一轴的零点位置和两个极限位置分别放置一个霍尔传感器开关;
第二步,主控制器通过网关向多台驱动器发送调零指令;
第三步,驱动器驱使电机转动,从而带动与该驱动器相对应的装置的两轴转动;
第四步,当装置运行到霍尔传感器开关位置时,霍尔传感器开关发出上升沿信号,驱动器控制电机做出相应动作;
第五步,当装置运行到两个极限位置时,电机向相反方向运转,当运行到零点位置时,电机停止运转,实现两轴的机械调零。
S5,进行开环跟踪:主控制器读取RTC模块数据,计算太阳当前方位,并控制水平轴电机和俯仰轴电机使装置主光轴对准太阳方位;
S6,进行闭环跟踪:主控制器通过数模转换模块读取热电偶传感器数据,对热电偶传感器输出电压模拟量采样,主控制器根据热电偶传感器输出电压的大小,计算得到碟架主光轴与太阳真实方位角偏差,并控制电机对此偏差进行修正;
S7,主控制器读取雨量传感器数据,如果雨量值高于雨量阈值,则主控制器控制俯仰轴电机进入风暴停止状态,直至雨量值低于雨量阈值时,退出风暴停止状态;如果雨量值低于雨量阈值,执行步骤S8;
S8,主控制器读取风速传感器数据,如果风速值高于风速阈值,则主控制器控制俯仰轴电机进入风暴停止状态,直至风速值低于风速阈值时,退出风暴停止状态;如果风速值低于风速阈值,执行步骤S9;
S9,主控制器读取光照强度传感器数据,如果光照强度值低于光照强度阈值,主控制器控制俯仰轴电机偏移一固定角度后停止跟踪,直至光照强度值高于光照强度阈值后恢复角度继续跟踪,这里的固定角度为预先系统设置好的已知角度;如果光照强度值高于光照强度阈值,执行步骤S10;
S10,主控制器判断是否达到调整时间间隔T,如果没有,则重复执行步骤S7-S9,如果达到调整时间间隔T,则执行步骤S5-S9。
该方法能自主实现开环跟踪和闭环跟踪;开环跟踪主要根据当前跟踪装置的地理信息及时间信息,得到当前的太阳的实际方位,然后检测出当前装置主光轴指向方位,由控制系统计算出两轴需要偏移角度,并控制电机转动使装置主光轴指向当前太阳真实方位。同时主控制器可直接通过网关串口输入指令控制驱动器从而控制电机运行,实现了单台跟踪控制装置控制多台发电装置同时工作,降低了建设成本,便于维护。
本方法中,主控制器可直接通过网关串口输入指令控制驱动器从而控制电机运行,实现了单主控制器控制多台太阳能跟踪装置运行,极大的减小了硬件成本。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.用于碟式太阳能发电装置的太阳跟踪控制系统,其特征在于,包括主控制器、RTC模块、GPS模块、传感器模块、模数转换模块、网关、电机以及驱动器模块;
所述GPS模块、传感器模块、模数转换模块输出端均连接至所述主控制器输入端,所述RTC模块与所述主控制器双向连接,所述主控制器通过网关与N个驱动器模块双向连接,N为正整数;
所述传感器模块包括环境传感器、热电偶传感器和霍尔传感器,所述环境传感器输出端连接主控制器的输入端,所述热电偶传感器输出端连接模数转换模块的输入端,所述霍尔传感器输出端连接驱动器模块,所述驱动器模块输出端连接所述电机,所述驱动器模块根据霍尔传感器所发出的信号控制电机停止或转动。
2.根据权利要求1所述的用于碟式太阳能发电装置的太阳跟踪控制系统,其特征在于,所述热电偶传感器圆周等分地排列于所述太阳能发电装置的发动机气筒壁上。
3.根据权利要求1所述的用于碟式太阳能发电装置的太阳跟踪控制系统,其特征在于,所述霍尔传感器安装于所述太阳能发电装置每一轴的零点位置以及两轴的极限位置。
4.根据权利要求1所述的用于碟式太阳能发电装置的太阳跟踪控制系统,其特征在于,所述环境传感器包括日照强度传感器、风速传感器、雨量传感器、角度传感器和旋转变压器。
5.根据权利要求1所述的用于碟式太阳能发电装置的太阳跟踪控制系统,其特征在于,所述电机包括水平轴电机和俯仰轴电机。
6.根据权利要求1所述的用于碟式太阳能发电装置的太阳跟踪控制系统,其特征在于,还包括远程采集监控模块,所述远程采集监控模块包括数据采集器和远程PC。
7.根据权利要求1所述的用于碟式太阳能发电装置的太阳跟踪控制系统,其特征在于,还包括人机交互模块,所述人机交互模块包括显示屏、键盘和摇杆,所述显示屏输入端连接所述主控制器输出端,所述键盘输出端连接主控制器输入端,所述摇杆输出端连接主控制器输入端,所述主控制器根据摇杆输入的参数控制电机带动碟架运转。
8.基于权利要求1-7所述的用于碟式太阳能发电装置的太阳跟踪控制系统的太阳跟踪控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1,太阳跟踪控制系统初始化,设置太阳能发电装置两轴的调整时间间隔T;
S2,太阳跟踪控制系统进行自检,如系统出现故障,则通知工作人员排除故障,如无故障则进行步骤S3;
S3,主控制器开启并读取GPS模块数据,对RTC模块进行校正,校正完毕后GPS模块关闭;
S4,主控制器通过网关向驱动器发送指令,驱使电机转动,对太阳能发电装置的两轴机械调零;
S5,进行开环跟踪:主控制器读取RTC模块数据,计算太阳当前方位,并控制水平轴电机和俯仰轴电机使装置主光轴对准太阳方位;
S6,进行闭环跟踪:主控制器通过数模转换模块读取热电偶传感器数据,对热电偶传感器输出电压模拟量采样,主控制器根据热电偶传感器输出电压的大小,计算得到碟架主光轴与太阳真实方位角偏差,并控制电机对此偏差进行修正;
S7,主控制器读取雨量传感器数据,如果雨量值高于雨量阈值,则主控制器控制俯仰轴电机进入风暴停止状态,直至雨量值低于雨量阈值时,退出风暴停止状态;如果雨量值低于雨量阈值,执行步骤S8;
S8,主控制器读取风速传感器数据,如果风速值高于风速阈值,则主控制器控制俯仰轴电机进入风暴停止状态,直至风速值低于风速阈值时,退出风暴停止状态;如果风速值低于风速阈值,执行步骤S9;
S9,主控制器读取光照强度传感器数据,如果光照强度值低于光照强度阈值,主控制器控制俯仰轴电机偏移一固定角度后停止跟踪,直至光照强度值高于光照强度阈值后恢复角度继续跟踪;如果光照强度值高于光照强度阈值,执行步骤S10;
S10,主控制器判断是否达到调整时间间隔T,如果没有,则重复执行步骤S7-S9,如果达到调整时间间隔T,则执行步骤S5-S9。
9.根据权利要求8所述的基于用于碟式太阳能发电装置的太阳跟踪控制系统的太阳跟踪控制方法,其特征在于,所述步骤S4包括以下步骤:
S4-1,在太阳能发电装置的每一轴的零点位置和两个极限位置分别放置一个霍尔传感器开关;
S4-2,主控制器通过网关向多台驱动器发送调零指令;
S4-3,驱动器驱使电机转动,从而带动与该驱动器相对应的装置的两轴转动;
S4-4,当装置运行到霍尔传感器开关位置时,霍尔传感器开关发出上升沿信号,驱动器控制电机做出相应动作;
S4-5,当装置运行到两个极限位置时,电机向相反方向运转,当运行到零点位置时,电机停止运转,实现两轴的机械调零。
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