CN105676878A - 智能型太阳能光伏发电自动跟踪控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能型太阳能光伏发电自动跟踪控制系统，其特征在于：由传感器、定位检测单元、主控模块、网络传输模块、指挥控制主机、驱动单元、传动装置、充电控制器、太阳能光伏发电板、蓄电池组组成，其中传感器、定位检测单元、主控模块、网络传输模块、指挥控制主机、驱动单元、充电控制器、太阳能光伏发电板依次相连，传动装置、充电控制器、蓄电池组依次相连。本发明设计合理，易操作、灵敏度高，采用传感器技术，实现了太阳能电池板对太阳光的自动跟踪和电池板的最大功率输出。

Description

智能型太阳能光伏发电自动跟踪控制系统

技术领域

本发明涉及太阳能利用领域，特别是一种智能型太阳能光伏发电自动跟踪控制系统。

背景技术

太阳能是资源丰富、无污染的能源替代品，近年来太阳能的开发利用受到很大重视，为提高太阳能的收集效率，出现一种太阳能收集设备的辅助设备，太阳能自动跟踪系统能跟踪太阳的方向，使太阳能收集设备跟随太阳运动，保持太阳能收集设备随时正对太阳，使阳光的光线随时垂直照射太阳能电池板，与固定式相比光能的收集效率大大提高。而利用太阳能的关键是提高太阳能电池的转换效率。常规的太阳能发电的方式是将太阳能电池板固定在某一位置，对太阳能进行采集。但是，随着时间偏移，太阳高度的变化，太阳能电池板一天中接收到的光强度也在不停的发生变化，因此这种方式就不能充分利用太阳能资源，转换效率较低，成本高。据研究，在太阳能光发电中，相同条件下，采用自动跟踪控制发电设备要比固定发电设备的发电量提高30%。本发明提出以AMR7处理器为主控芯片的嵌入式太阳光伏发电跟踪控制方案，就能够实时调整二维角度，使太阳能电池板接收到的光强度始终保持最大的光强度，保持最大的转换效率，有效地提高了太阳能的利用率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，采用传感器技术，实现了太阳能电池板对太阳光的自动跟踪和电池板的最大功率输出。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

由传感器、定位检测单元、主控模块、网络传输模块、指挥控制主机、驱动单元、传动装置、充电控制器、太阳能光伏发电板、蓄电池组组成，其中传感器、定位检测单元、主控模块、网络传输模块、指挥控制主机、驱动单元、充电控制器、太阳能光伏发电板依次相连，传动装置、充电控制器、蓄电池组依次相连。

而且，所述的传感器包括位置传感器、风速传感器、光控传感器。

而且，所述的定位检测单元采用多点定位测试仪数控技术。

而且，所述的主控模块主控芯片采用以ARM7处理器为主控芯片的嵌入式太阳能光伏发电自动跟踪控制系统。

而且，所述的指挥控制主机内置一种新型智能型光伏双轴跟踪系统。

而且，所述的太阳能光伏发电板由多个太阳能电池片、太阳能电池板组成。

本发明的优点和积极效果是：

1、本发明自动跟踪信号来自传感器，系统无需起始定位，适应各种天气情况，只要有阳光，系统就会在范围内自动跟踪，在任何方位再启动都不会迷失方向。白天光照不足时，电路自动休眠等待，不会盲目跟踪一旦日出，无论此时传感器与太阳的角度是多少，都会即刻追踪。傍晚，系统夜停在西方次日清晨日出，系统会在分钟内调整到位，转向东方，实现智能化发电。

2、本发明智能型太阳能光伏发电自动跟踪控制系统通过增加了水平面和垂直面的定位检测单元和转动用的马达，使太阳能发电设备能够自动调节位置，始终朝向太阳的方向，从而有效的利用了全时段的日光，能够最大效率的采集太阳能。同时双极性步进电机和太阳倾角传感器的使用能够更快捷而准确的完成定位和转动动作，使太阳能发电设备更快的对准太阳。

3、本发明为了保护构件不被大风吹坏，设计了风停电路。风速传感器输出信号,太阳电池方阵自动收帆，停止跟踪，大风过后分钟恢复自动跟踪。风速传感器可以对多个太阳电池方阵进行群控。夜停是指当照度降低到一定值时，系统休眠，停止跟踪。因天气情况，每天夜停位置不固定，只要光线弱至不能发电，随时夜停，减少了无效运行，节省系统耗电。

附图说明

图1是本发明总体系统结构连接框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例做进一步详述：

如图1所示，本发明所述的一种智能型太阳能光伏发电自动跟踪控制系统，由传感器、定位检测单元、主控模块、网络传输模块、指挥控制主机、驱动单元、传动装置、充电控制器、太阳能光伏发电板、蓄电池组组成，其中传感器、定位检测单元、主控模块、网络传输模块、指挥控制主机、驱动单元、充电控制器、太阳能光伏发电板依次相连，传动装置、充电控制器、蓄电池组依次相连。

本发明将单片机控制技术、传感器技术、机械传动原理、DA/AD技术、模拟放大及逆变升压技术等综合运用，实现了太阳能电池板对太阳光的自动跟踪和电池板的最大功率输出，结构合理，位置传感器无需知道当前地理坐标位置，也可以找到当前入射功率最大点，接收全天域四个方向分布，有效避免单向平面检测的误差。...(查看更多)采用了双环控制系统，电压环采用了DC/DC的升降压变换电路用来保持电力系统的恒电压输出，其中使用了离散型增量式PID算法来对电压进行控制；法拉电容作为能量存储元件，具有充电速度快、体积小，可大电流充放电、使用周期长、功率密度高、充放电线路简单、安全性好、超低温性好、检测方便以及环保等特点。传感器安装在太阳电池方阵上,与其同步运行。光线方向一旦发生细微改变,则传感器失衡，系统输出信号产生偏差，当偏差达到一定幅度时，传感器输出相应信号，执行机构开始进行纠偏，使光控传感器重新达到平衡—即由传感器输出信号控制的太阳电池方阵平面与光线成角时停止转动，完成一次调整周期。如此不断调整，时刻沿着太阳的运行轨迹追随太阳，构成一个闭路反馈系统，实现自动跟踪。系统不需设定基准位置，传感器永不迷失方向。系统设有防杂光干扰及夜间跟踪电路，并附有手动控制开关，以便调试。

需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (6)

1.一种智能型太阳能光伏发电自动跟踪控制系统，其特征在于：由传感器、定位检测单元、主控模块、网络传输模块、指挥控制主机、驱动单元、传动装置、充电控制器、太阳能光伏发电板、蓄电池组组成，其中传感器、定位检测单元、主控模块、网络传输模块、指挥控制主机、驱动单元、充电控制器、太阳能光伏发电板依次相连，传动装置、充电控制器、蓄电池组依次相连。

2.根据权利要求1所述的智能型太阳能光伏发电自动跟踪控制系统，其特征在于：所述的传感器包括位置传感器、风速传感器、光控传感器。

3.根据权利要求1所述的智能型太阳能光伏发电自动跟踪控制系统，其特征在于：所述的定位检测单元采用多点定位测试仪数控技术。

4.根据权利要求1所述的智能型太阳能光伏发电自动跟踪控制系统，其特征在于：所述的主控模块主控芯片采用以ARM7处理器为主控芯片的嵌入式太阳能光伏发电自动跟踪控制系统。

5.根据权利要求1所述的智能型太阳能光伏发电自动跟踪控制系统，其特征在于：所述的指挥控制主机内置一种新型智能型光伏双轴跟踪系统。

6.根据权利要求1所述的智能型太阳能光伏发电自动跟踪控制系统，其特征在于：所述的太阳能光伏发电板由多个太阳能电池片、太阳能电池板组成。