CN105075109A - 太阳跟踪式光伏发电系统的控制设备和太阳跟踪式光伏发电系统 - Google Patents

Abstract

提供了一种能够抑制由于缩回控制引起的发电量的降低的太阳跟踪式光伏发电系统控制设备。太阳跟踪式光伏发电系统(1)包括太阳能电池(2)和用于倾斜和旋转太阳能电池从而使得太阳能电池的光接收表面(2b)跟踪太阳的驱动装置(3)。太阳跟踪式光伏发电系统的控制设备(4)包括：检测太阳能电池的倾斜姿态的姿态检测装置(11)；测量风速的风速测量装置(12)；根据由姿态检测装置检测的太阳能电池的每个起伏姿态设定第一风速阈值(V1)的设定部(13)；和控制部(14)，如果由风速测量装置测量的风速值超过第一风速阈值，则控制部执行通过驱动装置使太阳能电池以缩回姿态来倾斜的缩回控制。

Description

太阳跟踪式光伏发电系统的控制设备和太阳跟踪式光伏发电系统

技术领域

本发明涉及一种太阳跟踪式光伏发电系统控制设备和一种太阳跟踪式光伏发电系统。

背景技术

使用阳光产生电力的一种已知的光伏发电系统是这样一种太阳跟踪式光伏发电系统，其中太阳能电池移动从而使得太阳能电池的光接收表面跟踪太阳以提高发电量(参考PTL1)。

图9A和9B是示意现有太阳跟踪式光伏发电系统的侧视图。

在这个太阳跟踪式光伏发电系统中，太阳能电池103利用在其间的转环105以可水平旋转方式附接到垂直于地面布置的支撑件102的上端。通过延展和收缩附接到转环105的缸体104，太阳能电池103在于图9A中示意的竖直姿态和于图9B中示意的水平姿态之间可旋转地倾斜。因此，在这个太阳跟踪式光伏发电系统中，通过在旋转转环105的同时通过延展和收缩缸体104而倾斜太阳能电池103，能够恒定地使得太阳能电池103的光接收表面103a面对太阳。

当在清晨和傍晚时间太阳位于靠近地平线的位置处时，太阳能电池103以竖直姿态被定位从而光接收表面103a面对太阳。因此，太阳能电池103直接地接收由图9A中的箭头a'示出的侧风。当太阳能电池103接收这种侧风时，可以存在如此问题，例如，支撑件102由于风力而倾倒并且受到损坏。

为了解决这个问题，通常在现有太阳跟踪式光伏发电系统中执行一种缩回控制。具体地，例如，在太阳能电池103的上端上设置风速计(在图中没有示出)。当风速计在预定时间段中测量到风速阈值时，太阳能电池103缩回从而以其中太阳能电池103不易受到侧风影响的水平姿态被定位。通过考虑最坏的情境，特别地，通过计算当太阳能电池103在竖直姿态中接收面对的侧风时支撑件102等能够承受的风速值而确定风速阈值。

引用列表

专利文献

PTL1：日本未审专利申请公报No.2002-151722

发明内容

技术问题

在现有太阳跟踪式光伏发电系统中，与季节和时间无关地同等地应用用于缩回控制的风速阈值。因此，例如，在东京在夏至的中午，太阳能电池103以相对于水平姿态大约15度的角度倾斜的姿态，即，以其中太阳能电池103能够足够地承受侧风的姿态被定位。然而，即使在此情形下，当太阳能电池103处于竖直姿态中时，当风速计测量到风速阈值时，太阳能电池103仍然缩回。

如上所述，在现有太阳跟踪式光伏发电系统中，即使当太阳能电池103以其中太阳能电池103能够承受侧风的姿态被定位时，太阳能电池103仍然可以从其中光接收表面103a面对阳光的状态缩回。因此，发电量降低的问题发生。特别地，在使用通过聚集阳光而产生电力的聚光式太阳能电池的情形下，仅仅由于光聚集焦点从发电元件偏离，发电量便会变为零。因此，与除了这种聚光式太阳能电池之外的太阳能电池的情形相比较，这种改变引起极大的影响。

已经鉴于上述问题实现了本发明。本发明的目的在于在不削弱安全性的情况下抑制发电量的降低，这种降低是由于缩回控制引起的。

解决问题的方案

(1)本发明提供一种太阳跟踪式光伏发电系统的控制设备，该太阳跟踪式光伏发电系统包括太阳能电池和倾斜和旋转太阳能电池从而使得太阳能电池的光接收表面跟踪太阳的驱动装置。该控制设备包括检测太阳能电池的倾斜姿态的姿态检测装置、测量风速的风速测量装置、逐次地根据由姿态检测装置检测的太阳能电池的倾斜姿态设定第一风速阈值的设定部，和执行缩回控制的控制部，在缩回控制中，在其中由风速测量装置测量的风速值超过第一风速阈值的情形下，太阳能电池被驱动装置放倒并且以缩回姿态被定位。

根据本发明的太阳跟踪式光伏发电系统的控制设备，逐次地根据由姿态检测装置检测的太阳能电池的倾斜姿态设定用作用于使得太阳能电池以缩回姿态被定位的标准的第一风速阈值。因此，能够根据太阳能电池的倾斜姿态将第一风速阈值设定为适当的值。相应地，防止这样一种现象是可能的，其中，虽然太阳能电池以其中太阳能电池能够承受由风速测量装置测量的风速值的倾斜姿态被定位，但是仍然从倾斜姿态执行缩回控制。结果，与现有系统相比较能够减小缩回控制的执行次数，并且因此发电量的降低能够受到抑制，这种降低是由于缩回控制引起的。

在这里，术语“太阳能电池”不仅指光伏电池而且还指包括多个光伏电池的太阳能电池面板(太阳能电池模块)或者包括多个太阳能电池面板的太阳能电池阵列。

(2)控制部优选地执行恢复控制，其中，在其中在执行缩回控制之后，由风速测量装置测量的风速值在预定时间段中低于第二风速阈值的情形下，使得太阳能电池恢复到其中太阳能电池跟踪太阳的倾斜姿态。

在此情形下，能够使得太阳能电池自动地从缩回状态恢复到其中太阳能电池跟踪太阳的倾斜姿态。因此，发电量的降低能够进一步受到抑制，这种降低是由于缩回控制引起的。

缩回姿态优选地是在以下(3)或者(4)中描述的倾斜姿态从而太阳能电池能够承受于在其中安装太阳能电池的区域中能够预期的最大风速。

(3)缩回姿态优选地是其中太阳能电池的光接收表面水平地定位的姿态。在此情形下，通过缩回控制，太阳能电池以其中太阳能电池能够承受强风的最安全的缩回姿态被定位。

(4)缩回姿态优选地是其中太阳能电池的光接收表面相对于水平面在起立方向上倾斜的姿态。在此情形下，当太阳能电池缩回时，太阳能电池的光接收表面保持在倾斜状态中(例如，相对于水平面以大于0°和20°或者更小的角度倾斜的状态中)。因此，异物诸如雨水和尘土在太阳能电池的光接收表面上的积聚能够受到抑制。如与其中太阳能电池的光接收表面在其中太阳能电池缩回的状态中水平地定位的缩回姿态相比较，减少为了升起太阳能电池从而使得太阳能电池恢复到其中太阳能电池跟踪太阳的倾斜姿态而有必要的时间也是可能的。

(5)在缩回控制中，在其中在太阳能电池以缩回姿态被定位之后由风速测量装置测量的风速值超过第三风速阈值的情形下，控制部优选地利用驱动装置进一步放倒太阳能电池直至太阳能电池的光接收表面水平地定位。

在此情形下，即使当在太阳能电池以缩回姿态被定位之后强风吹起时，太阳能电池仍然能够以更加安全的姿态被定位。

(6)太阳能电池优选地是通过聚集阳光而产生电力的聚光式太阳能电池。

在此情形下，实现了显著的优点。与甚至利用散射光产生电力的非聚光式太阳能电池相比较，在仅仅利用直接光辐射产生电力的聚光式太阳能电池的情形下，当直接光辐射由于缩回控制而没有达到发电元件时，发电量变为零。相应地，防止这样一种现象是可能的，其中，虽然太阳能电池以其中太阳能电池能够承受由风速测量装置测量的风速值的倾斜姿态被定位，但是仍然从倾斜姿态执行缩回控制，并且发电量由此变为零。结果，发电量的降低能够有效地受到抑制，这种降低是由于缩回控制引起的。

(7)根据本发明的另一个方面的一种太阳跟踪式光伏发电系统包括太阳能电池、倾斜和旋转太阳能电池从而使得太阳能电池的光接收表面跟踪太阳的驱动装置，和根据以上(1)的太阳跟踪式光伏发电系统的控制设备。

(8)该太阳跟踪式光伏发电系统可以包括多个太阳跟踪式光伏发电设备，每一个太阳跟踪式光伏发电设备包括形成组对的太阳能电池和驱动装置。控制设备可以包括是单个姿态检测装置的姿态检测装置、是单个风速测量装置的风速测量装置、是单个设定部的设定部，和是单个控制部的控制部，并且单个控制部可以为组对的太阳跟踪式光伏发电设备的太阳能电池执行缩回控制。在此情形下，利用使用单个姿态检测装置和单个风速测量装置的单个控制部，能够为形成多个组对的太阳跟踪式光伏发电设备的所有的太阳能电池执行缩回控制。相应地，能够简化太阳跟踪式光伏发电系统的结构。

本发明的有利效果

根据本发明，发电量的降低能够受到抑制，这种降低是由于缩回控制引起的。

附图说明

[图1]图1是示意根据本发明第一实施例的太阳跟踪式光伏发电系统的透视图。

[图2A]图2A是示意太阳跟踪式光伏发电系统的侧视图并且示意其中太阳能电池以竖直姿态被定位的状态。

[图2B]图2B是示意太阳跟踪式光伏发电系统的侧视图并且示意其中太阳能电池以水平姿态被定位的状态。

[图3]图3是示意太阳跟踪式光伏发电系统的结构的框图。

[图4]图4是示出在其中太阳能电池2的阵列角度改变的情形下在风速和由太阳能电池从侧风接收的风压之间的关系的曲线图。

[图5]图5是为了计算风速数据而执行的流程图。

[图6]图6是由控制设备执行的缩回控制的流程图。

[图7]图7是由控制设备执行的恢复控制的流程图。

[图8]图8是由根据本发明第二实施例的太阳跟踪式光伏发电系统的控制设备执行的缩回控制的流程图。

[图9A]图9A是示意现有太阳跟踪式光伏发电系统的侧视图并且示意其中太阳能电池以竖直姿态被定位的状态。

[图9B]图9B是示意现有太阳跟踪式光伏发电系统的侧视图并且示意其中太阳能电池以水平姿态被定位的状态。

具体实施方式

现在将参考绘图描述本发明的优选实施例。

[太阳跟踪式光伏发电系统]

图1是示意根据本发明第一实施例的太阳跟踪式光伏发电系统1的透视图。图2A和2B是示意太阳跟踪式光伏发电系统1的侧视图。图3是示意太阳跟踪式光伏发电系统1的结构的框图。

如在图3中所示意地，本实施例的太阳跟踪式光伏发电系统1是通过布置多个太阳跟踪式光伏发电设备8构成的，每一个太阳跟踪式光伏发电设备包括通过使用阳光产生电力的太阳能电池2和倾斜和旋转太阳能电池2从而使得太阳能电池2的光接收表面2b(参考图1)跟踪太阳的驱动装置3，太阳能电池2和驱动装置3形成组对。太阳跟踪式光伏发电设备8的数目是根据情况适当地确定的。

太阳跟踪式光伏发电系统1进一步包括设置在该多个组对中的任何组对的太阳跟踪式光伏发电设备8之一中的单个控制设备4。这个控制设备4配置为针对所有的太阳跟踪式光伏发电设备8的太阳能电池2执行以下描述的缩回(恢复)控制。本实施例的太阳跟踪式光伏发电系统1包括单个控制设备4。可替代地，太阳跟踪式光伏发电系统1可以包括各自地控制该多个太阳跟踪式光伏发电设备8的多个控制设备4。

如在图1、2A，和2B中所示意地，太阳能电池2是通过利用透镜(在图中没有示出)聚集阳光而产生电力的聚光式太阳能电池。太阳能电池2以可水平旋转方式并且以可倾斜方式利用在其间的转环7附接到垂直于地面布置的支撑件6的上端。本实施例的太阳能电池2由太阳能电池阵列构成，在太阳能电池阵列中，每一个包括多个光伏电池(未示出)的多个太阳能电池面板2a彼此连接。

在本实施例中，太阳能电池阵列形成太阳能电池2。可替代地，一个或者多个太阳能电池面板2a或者一个或者多个光伏电池可以形成太阳能电池2。太阳能电池2可以是通过利用阳光直接照射而产生电力的非聚光式太阳能电池，例如，硅太阳能电池。

驱动装置3包括以可旋转方式倾斜太阳能电池2的倾斜驱动装置3a和水平地旋转太阳能电池2的旋转驱动装置3b。例如，倾斜驱动装置3a包括液压缸。通过延展和收缩液压缸，太阳能电池2能够在图2A中示意的竖直姿态(在此情形下，太阳能电池2的阵列角度θ＝80°)和在图2B中由实线示意的水平姿态(太阳能电池2的阵列角度θ＝0°)之间以可旋转方式倾斜。在这里，如在图2A中所示意地，术语“阵列角度”指的是太阳能电池阵列相对于水平面H的倾斜角度(竖直角度)。

例如，旋转驱动装置3b包括液压电机并且置放在支撑件6中。旋转驱动装置3b配置为通过旋转转环7而围绕支撑件6的轴线水平地旋转太阳能电池2。相应地，在利用旋转驱动装置3b水平地旋转太阳能电池2的同时，通过利用倾斜驱动装置3a倾斜太阳能电池2，能够恒定地使得太阳能电池2的光接收表面2b面对太阳。

单个控制设备作为控制设备4安装在系统1中。单个控制设备4在强风期间控制太阳能电池2的倾斜姿态。现在将详细地描述这个控制设备4。

[控制设备]

如在图3中所示意地，控制设备4包括单个姿态检测装置11、单个风速测量装置12、单个设定部13，和单个控制部14。

控制部14附接到支撑件6(参考图2A)并且执行缩回控制和恢复控制。在缩回控制中，太阳能电池2被驱动装置3放倒并且以缩回姿态被定位。在恢复控制中，在执行缩回控制之后，使得太阳能电池2恢复其中太阳能电池2的光接收表面2b跟踪太阳的倾斜姿态。

缩回姿态优选地如此设定，使得太阳能电池2的阵列角度θ处于10°到30°的范围中。在本实施例中，如由图2B中的链条双短划线示出地，太阳能电池2的阵列角度θ被设定为20°。

姿态检测装置11检测太阳能电池2的倾斜姿态并且包括例如附接到太阳能电池2的倾斜传感器。倾斜传感器感测太阳能电池2的阵列角度θ。对于这种倾斜传感器而言可替代地，姿态检测装置11可以基于日期、时间和在其中安装太阳能电池2的场所中的纬度和经度计算太阳的方向和仰角并且可以对应于所计算的仰角确定太阳能电池2的阵列角度θ。

风速测量装置12例如包括置放在太阳能电池2的上端上并且测量在其中安装太阳能电池2的场所中的风速的风速计。这个风速计以可旋转方式附接到太阳能电池2，并且配重(未示出)附接到其下端从而即使当太阳能电池2以可旋转方式倾斜时风速计仍然维持垂直于地面的姿态。进而，风速测量装置12对于某个时间段(例如，5分钟)恒定地计算移动平均风速值。

设定部13逐次地根据由姿态检测装置11检测的太阳能电池2的倾斜姿态设定用作用于执行缩回控制的标准的第一风速阈值V1。特别地，基于以下公式(1)，设定部13首先相对于太阳能电池2的当前阵列角度θ计算，此时太阳能电池2需要缩回的可容忍风速Vd。

Vd＝√(628.7/sinθ)···(1)

这个公式(1)是通过以下描述的方法推导的。如在图2A中所示意地，假设支撑件6假定为悬臂梁，其端部支撑在地面上，并且太阳能电池2的光接收表面2b接收沿着由图中的箭头a示出的方向的侧风。在此情形下，假设当超过支撑件6的材料的屈服应力的力矩作用于支撑支撑件6的地面的支撑点A上时，支撑件6断裂。即使当侧风具有相同的风速时，力矩仍然改变，因为太阳能电池阵列的风接收面积取决于太阳能电池2的阵列角度θ而改变。通过使用通用热流体分析模拟器计算在特定阵列角度θ下由太阳能电池2的光接收表面2b从带有特定风速的侧风接收的阻力。另外，从支撑件6的截面模量、材料屈服应力等计算此时支撑件6断裂的单位面积阻力(在下文中称作“断裂应力”)。在本实施例中，断裂应力为大约658N/m²。

图4是示出在其中太阳能电池2的阵列角度θ每隔10°改变的情形下在风速(m/sec)和由太阳能电池2的光接收表面2b从侧风接收的单位面积风压(N/m²)之间的关系的曲线图。在图4中，直线B示出断裂应力。图4示出在每一个阵列角度θ的曲线上在与直线B的交叉点的上侧上支撑件6断裂。相应地，例如，在其中阵列角度θ为80°的情形下，支撑件6能够承受达大约25m/s的风速而不受到损坏。该曲线图示出此时支撑件6能够承受的这个风速(在下文中称作“可容忍风速”)随着太阳能电池2的阵列角度θ的降低，即，随着太阳能电池2被以更高的程度放倒而增加。公式(1)被推导用于代表在这个可容忍风速和阵列角度θ之间的关系。

接着，设定部13通过使用公式(2)计算第一风速阈值V1，公式(2)使用利用公式(1)计算的可容忍风速Vd和阵风因子G。

V1＝Vd/G…(2)

这里，阵风因子G是最大瞬时风速与平均风速的比率并且是取决于区域确定的值。在日本，相对于10分钟的平均风速，阵风因子G通常确定为1.5到2.0。在其中阵风因子G的值为2.0并且10分钟的平均风速为10m/s的情形下，这个阵风因子G意味着可以刮起具有20m/s的最大瞬时风速的风，该最大瞬时风速是平均风速的两倍。

在本实施例中，相对于5分钟的平均风速的阵风因子G被设定为3.0从而确保安全性。例如，在其中太阳能电池2的阵列角度θ是80°的情形下，如上所述，可容忍风速是25m/s。相应地，基于以上公式(2)，第一风速阈值V1被设定为8.6m/s。以此方式，考虑到其中刮起具有最大瞬时风速的风的情形，本实施例的第一风速阈值V1被设定为小于可容忍风速Vd的值。

设定部13可以在不计算如上所述的值V1时设定第一风速阈值V1。例如，设定部13可以包括其中对应于多个风速值的第一风速阈值V1被预先确定的表格。设定部13可以参考表格和当前风速值设定第一风速阈值V1。

控制部14包括第一确定部14a、第二确定部14b，和第三确定部14c。

第一确定部14a确定由风速测量装置12测量的风速值是否超过第一风速阈值V1。特别地，第一确定部14a确定由风速测量装置12计算的移动平均风速值是否超过第一风速阈值V1。

在其中由第一确定部14a确定的结果为肯定的情形下，控制部14驱动并且控制驱动装置3从而由风速测量装置12测量的风速值变得低于由设定部13计算的第一风速阈值V1，因此放倒太阳能电池2。在本实施例中，控制部14驱动并且控制驱动装置3从而使得太阳能电池2以由图2B中的链条双短划线示出的缩回姿态被定位。

第二确定部14b对于预定时间段Ta确定由风速测量装置12测量的风速值是否低于第二风速阈值V2并且确定其持续时间。特别地，第二确定部14b确定由风速测量装置12计算的移动平均风速值是否低于第二风速阈值V2并且这个状态是否持续预定的时间段Ta。即，第二确定部14b确定低于预定值(V2)的风速持续多少分钟(Ta)，时间Ta和值V2用作此时认为风暴已经过去的值。第二风速阈值V2和预定时间段Ta是显著地依赖于区域特征的数值。例如，在台风的情形下，风的强度突然地改变，例如，强风继续、风暂时地平息，并且下一次强风然后到来。因此，有必要基于以前数据的充分检查确定第二风速阈值V2和预定时间段Ta。

在其中在执行缩回控制之后由第二确定部14b确定的结果变为肯定的情形下，控制部14驱动并且控制驱动装置3从而使得太阳能电池2以其中太阳能电池2的光接收表面2b跟踪太阳的倾斜姿态被定位。

第三确定部14c确定由风速测量装置12测量的风速值是否超过第三风速阈值V3。特别地，第三确定部14c确定由风速测量装置12测量的瞬时风速值是否超过第三风速阈值V3。

第三风速阈值V3是用作用于执行缩回控制的标准的固定值，在缩回控制中，当太阳能电池2以缩回姿态被定位时放倒太阳能电池2以使其处于水平姿态。第三风速阈值V3预先存储在控制部14中。当然，第三风速阈值V3是小于通过基于公式(1)计算，此时以缩回姿态被定位的太阳能电池2(在此情形下，太阳能电池2的阵列角度θ＝20°)需要进一步缩回的可容忍风速Vd而确定的值。另外，更加安全的是考虑到例如施加到支撑件6的应力地存储安全的第三风速阈值V3。

在其中在太阳能电池2缩回到缩回姿态之后，由第三确定部14c确定的结果变成肯定的情形下，控制部14驱动并且控制驱动装置3从而使得太阳能电池2被从由图2B中的链条双短划线示出缩回姿态进一步放倒并且如由图2B中的实线示出地以其中太阳能电池2的光接收表面2b水平地定位的水平姿态被定位。

图5是执行用于计算在缩回控制和以下描述的恢复控制中参考的风速数据(诸如第一风速阈值和移动平均风速值)的流程图。在图5所示这个流程图中，首先，姿态检测装置11检查太阳能电池2的当前倾斜姿态，即，太阳能电池2的阵列角度θ(步骤SP1)。随后，设定部13使用公式(1)计算对应于当前倾斜姿态的可容忍风速Vd(步骤SP2)并且然后使用公式(2)计算第一风速阈值V1(步骤SP3)。

另外，与步骤SP1到SP3并行地，风速测量装置12测量当前风速值(步骤SP4)，并且风速测量装置12计算关于直至现在的某个时间段(在此情形下，五分钟)的移动平均风速值(步骤SP5)。

为了以预定间隔(例如，一秒)计算第一风速阈值V1和移动平均风速值，在执行这些控制的同时与缩回控制或者恢复控制并行地，反复地执行步骤SP1到SP5。

图6是由控制设备4执行的缩回控制的流程图。现在将参考该图描述缩回控制。

首先，控制部14参考在图5中的步骤SP3中计算的当前第一风速阈值V1(步骤ST1)。与步骤ST1并行地，控制部14参考在图5中的步骤SP5中计算的当前移动平均风速值(步骤ST2)。

接着，控制部14利用第一确定部14a确定移动平均风速值是否超过第一风速阈值V1(步骤ST3)。在其中由第一确定部14a确定的结果为肯定的情形下，即，在其中移动平均风速值超过第一风速阈值V1的情形下，控制部14利用驱动装置3放倒太阳能电池2以使其处于缩回姿态(在此情形下，太阳能电池2的阵列角度＝20°)(步骤ST4)。在步骤ST3中，在其中由第一确定部14a确定的结果为否定的情形下，即，在其中移动平均风速值不超过第一风速阈值V1的情形下，该过程返回步骤ST1和步骤ST2，并且控制部14再次参考当前第一风速阈值V1和当前移动平均风速值。

在太阳能电池2在步骤ST4中以缩回姿态被定位之后，控制部14参考在图5中的步骤SP4中测量的当前风速值(步骤ST5)。随后，控制部14利用第三确定部14c确定当前瞬时风速值是否超过第三风速阈值V3(步骤ST6)。在其中由第三确定部14c确定的结果为肯定的情形下，即，在其中当前瞬时风速值超过第三风速阈值V3的情形下，控制部14利用驱动装置3进一步从缩回姿态到水平姿态(太阳能电池2的阵列角度θ＝0°)地放倒太阳能电池2(步骤ST7)。

在步骤ST6中，在其中由第三确定部14c确定的结果为否定的情形下，即，在其中瞬时风速值不超过第三风速阈值V3的情形下，该过程返回步骤ST5，并且控制部14再次参考在图5中的步骤SP4中测量的当前风速值。

图7是在控制设备4执行上述缩回控制之后执行的恢复控制的流程图。现在将参考该图描述恢复控制。

首先，控制部14将在这个恢复控制中使用的标志FLG设定为“0”(步骤SS1)。关于第二风速阈值V2和持续时间(预定时间段Ta)，考虑到在其中安装系统1的环境，分别地预先确定对应于此时认为风暴将要平息的值的数值。

接着，控制部14参考针对在图5中的步骤SP5中计算的直至现在的某个时间段(在此情形下，五分钟)的移动平均风速值(步骤SS2)。

接着，控制部14利用第二确定部14b确定移动平均风速值是否小于第二风速阈值V2(步骤SS3)。在其中确定结果为肯定的情形下，即，在其中移动平均风速值小于第二风速阈值V2的情形下，控制部14检查当前时间t(步骤SS4)并且然后检查标志FLG是否为“1”(步骤SS5)。因为紧接在控制开始之后标志FLG被设定为“0”，所以控制部14将标志FLG设定为“1”并且将当前时间t设定为开始时间t0(步骤SS6)。该过程转移到步骤SS7。

在步骤SS7中，控制部14利用第二确定部14b确定从开始时间t0到当前时间t的逝去时间(t-t0)是否比预定时间段Ta更长。因为紧接在控制开始之后的逝去时间(t-t0)比预定时间段Ta更短，所以该过程返回步骤SS2，并且步骤SS2到步骤SS7被反复地执行直至逝去时间(t-t0)达到预定时间段Ta。在这个时间期间，在其中在步骤SS3中移动平均风速值超过第二风速阈值V2的情形下，控制部14将标志FLG设定为“0”(步骤SS8)，并且该过程返回步骤SS2。

在另一方面，在其中在移动平均风速值保持小于第二风速阈值V2的同时逝去时间(t-t0)变得比预定时间段Ta更长的情形下，即，在其中在步骤SS7中第二确定部14b确定逝去时间(t-t0)变得比预定时间段Ta更长的情形下，控制部14利用驱动装置3将太阳能电池2从缩回姿态等恢复到其中太阳能电池2跟踪太阳的倾斜姿态(步骤SS9)。

如上所述，根据基于本实施例的太阳跟踪式光伏发电系统1和该系统的控制设备4，逐次地根据由姿态检测装置11检测的太阳能电池2的倾斜姿态计算用作用于使得太阳能电池2以缩回姿态被定位的标准的第一风速阈值V1。因此，能够根据太阳能电池2的倾斜姿态将第一风速阈值V1设定为适当的值。相应地，防止其中虽然太阳能电池2以其中太阳能电池2能够承受由风速测量装置12测量的风速值的倾斜姿态被定位但是仍然从倾斜姿态执行缩回控制的现象是可能的。结果，与现有系统相比较能够减小缩回控制的执行次数，并且因此发电量的降低能够受到抑制，这种降低是由于缩回控制引起的。

特别地，在其中太阳能电池2是通过聚集阳光而产生电力的聚光式太阳能电池的情形下，当太阳能电池2的姿态从其中太阳能电池2跟踪太阳的倾斜姿态偏离时，太阳能电池2不能聚集阳光并且发电量变为零。因此，通过减小缩回控制的执行次数，发电量的降低能够有效地受到抑制，这种降低是由于缩回控制引起的。

另外，在其中在执行缩回控制之后，由风速测量装置12测量的风速值在预定时间段Ta中低于第二风速阈值V2的情形下，控制部14执行恢复控制，在该恢复控制中，使得太阳能电池2恢复到其中太阳能电池2跟踪太阳的倾斜姿态。相应地，能够使得太阳能电池2自动地从缩回状态恢复到其中太阳能电池2跟踪太阳的倾斜姿态。结果，发电量的降低能够进一步受到抑制，这种降低是由于缩回控制引起的。

进而，在其中太阳能电池2的缩回姿态是其中太阳能电池2的光接收表面2b相对于水平面H在起立方向上倾斜的姿态的情形下，光接收表面2b在这个缩回姿态中保持处于倾斜状态中。因此，异物诸如雨水和尘土在光接收表面2b上的积聚能够受到抑制。如与其中光接收表面2b水平地定位的缩回姿态相比较，减少对于升起太阳能电池2从而使得太阳能电池2恢复到其中太阳能电池2跟踪太阳的倾斜姿态而有必要的时间也是可能的。

在其中在太阳能电池2以缩回姿态被定位之后，由风速测量装置12测量的风速值超过第三风速阈值V3的情形下，太阳能电池2以其中其光接收表面2b水平地定位的姿态被定位。因此，太阳能电池2能够以更加安全的姿态被定位。

进而，利用使用单个姿态检测装置11和单个风速测量装置12的单个控制部14，能够对于形成多个组对的太阳跟踪式光伏发电设备8的所有的太阳能电池2执行缩回控制。相应地，能够简化太阳跟踪式光伏发电系统1的结构。

[第二实施例]

图8是由根据本发明第二实施例的太阳跟踪式光伏发电系统的控制设备执行的缩回控制的流程图。在本实施例中缩回控制的步骤ST1到ST3与在第一实施例中的那些相同。因此，省略了步骤ST1到ST3的说明。

在步骤ST3中，在其中移动平均风速值超过第一风速阈值V1的情形下，控制部14利用驱动装置3放倒太阳能电池2以使其处于缩回姿态中(步骤ST4)。在此情形下，控制部14放倒太阳能电池2从而使得太阳能电池2的阵列角度θ变为0°，即，放倒太阳能电池2以使其处于其中太阳能电池2的光接收表面2b水平地定位的水平姿态(由图2B中的实线示出的位置)。

如上所述，根据本实施例的太阳跟踪式光伏发电系统1的控制设备4，通过在缩回控制中放倒太阳能电池2而形成的缩回姿态是其中太阳能电池2的光接收表面2b水平地定位的水平姿态。相应地，通过缩回控制，太阳能电池2能够以其中太阳能电池2能够承受强风的、最安全的缩回姿态被定位。

在本实施例中缩回姿态是水平姿态(太阳能电池2的阵列角度θ＝0°)。可替代地，太阳能电池2可以相对于水平面H稍微地倾斜。在这种情形下，太阳能电池2的阵列角度θ优选地被设定为大于0°和20°或者更小的范围。

[其它修改]

应该理解在这里所公开的实施例在所有的方面仅仅是示意性的而非限制性的。本发明的范围并非以上描述的含义而是由权利要求限定。本发明的范围旨在包括等价于权利要求的含义和在权利要求范围内的所有的修改。

例如，图6示出其中在两个阶段中放倒太阳能电池以使其处于水平姿态的示例。可替代地，可以在三个或者更多阶段的多个阶段中更加微细地放倒太阳能电池。进而，关于其中以此方式对于太阳能电池进行缩回操作的缩回控制和其中对于太阳能电池进行图7所示恢复操作的恢复控制的组合，能够根据在其中安装太阳能电池的场所中的风的条件设定最佳流程图。

即，本发明不限于上述实施例并且能够加以适当改变地实施，只要本发明实现了如下优点，即，在确保针对强风的措施时能够延长在此期间太阳能电池以其中太阳能电池能够产生电力的倾斜姿态被定位的时间。

参考标记列表

1太阳跟踪式光伏发电系统

2太阳能电池

2a太阳能电池面板

2b光接收表面

3驱动装置

3a倾斜驱动装置

3b旋转驱动装置

4控制设备

6支撑件

7转环

8太阳跟踪式光伏发电设备

11姿态检测装置

12风速测量装置

13设定部

14控制部

14a第一确定部

14b第二确定部

14c第三确定部

102支撑件

103太阳能电池

103a光接收表面

104缸体

105转环

H水平面

Claims (8)

1.一种太阳跟踪式光伏发电系统的控制设备，所述太阳跟踪式光伏发电系统包括太阳能电池和驱动装置，所述驱动装置倾斜和旋转所述太阳能电池使得所述太阳能电池的光接收表面跟踪太阳，所述控制设备包括：

姿态检测装置，其检测所述太阳能电池的倾斜姿态；

风速测量装置，其测量风速；

设定部，其根据由所述姿态检测装置检测的所述太阳能电池的所述倾斜姿态来逐次地设定第一风速阈值；以及

控制部，其执行缩回控制，在所述缩回控制中，在由所述风速测量装置测量的风速值超过所述第一风速阈值的情形下，所述太阳能电池被所述驱动装置放倒并且以缩回姿态来被定位。

2.根据权利要求1所述的太阳跟踪式光伏发电系统的控制设备，其中，

所述控制部执行恢复控制，在所述恢复控制中，在执行所述缩回控制之后由所述风速测量装置测量的风速值低于第二风速阈值达到预定时间段的情形下，使得所述太阳能电池恢复到使太阳能电池跟踪太阳的倾斜姿态。

3.根据权利要求1或者2所述的太阳跟踪式光伏发电系统的控制设备，其中，

所述缩回姿态是所述太阳能电池的所述光接收表面被水平地定位的姿态。

4.根据权利要求1或者2所述的太阳跟踪式光伏发电系统的控制设备，其中，

所述缩回姿态是所述太阳能电池的所述光接收表面相对于水平面在起立方向上被侧倾的姿态。

5.根据权利要求4所述的太阳跟踪式光伏发电系统的控制设备，其中，

在所述缩回控制中，在所述太阳能电池以所述缩回姿态来被定位之后由所述风速测量装置测量的风速值超过第三风速阈值的情形下，所述控制部通过所述驱动装置进一步放倒所述太阳能电池直至所述太阳能电池的所述光接收表面被水平地定位。

6.根据权利要求1至5中的任何一项所述的太阳跟踪式光伏发电系统的控制设备，其中，

所述太阳能电池是通过聚集阳光来产生电力的聚光式太阳能电池。

7.一种太阳跟踪式光伏发电系统，其包括：

太阳能电池；

驱动装置，其倾斜和旋转所述太阳能电池使得所述太阳能电池的光接收表面跟踪太阳；以及

根据权利要求1所述的太阳跟踪式光伏发电系统的控制设备。

8.根据权利要求7所述的太阳跟踪式光伏发电系统，其包括：

多个太阳跟踪式光伏发电设备，每个所述太阳跟踪式光伏发电设备包括形成为组对的所述太阳能电池和所述驱动装置，

其中，

所述控制设备包括作为单个姿态检测装置的所述姿态检测装置、作为单个风速测量装置的所述风速测量装置、作为单个设定部的所述设定部、以及作为单个控制部的所述控制部，并且

所述单个控制部对所述组对的所述太阳跟踪式光伏发电设备的所述太阳能电池执行所述缩回控制。