CN115968442A - 用于基于阵列级地形的回溯的系统和方法 - Google Patents

用于基于阵列级地形的回溯的系统和方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于基于阵列级地形的回溯的系统和方法，包括：跟踪器，其被配置为收集太阳辐射，并且被附接到用于改变所述跟踪器的平面的旋转机构；以及控制器，其与旋转机构通信。控制器被编程为确定太阳在第一特定时间点的位置，检索高度信息，基于检索的高度信息和太阳的位置执行阴影模型，确定跟踪器的第一角度；收集阵列中的多个跟踪器中的每个跟踪器的角度；基于利用所述第一角度和与所述多个跟踪器相关联的所述多个角度执行所述阴影模型来调整所述第一角度；将指令发送到所述旋转机构以将所述跟踪器的平面改变至所述经调整的第一角度。

Description

用于基于阵列级地形的回溯的系统和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年9月14日提交的美国非临时专利申请第17/019,806号的优先权，该申请是于2020年7月14日提交的美国专利申请第16/928,679号的部分继续申请，其全部内容和公开内容通过引用而整体并入本文。
技术领域
本发明总体上涉及用于调整太阳能跟踪器的跟踪系统，并且更具体地涉及基于太阳能跟踪器的位置处的地形来确定太阳能跟踪器的角度以最大化产能并减少阴影。
背景技术
近年来，由于化石燃料的短缺、环境污染问题等，出现了各种能源替代品的开发，例如清洁能源和环境友好能源，以替代化石燃料。解决方案之一是使用太阳能。这种类型的太阳能使用可以被分类为三种类型；其中一种类型将太阳能转换为热能，并将其用于加热或烧开水。转换的热能还可以用于操作发电机以产生电能。第二种类型用于聚集太阳光并将其引入光纤，然后用于照明。第三种是使用太阳能电池将太阳的光能直接转换为电能。
太阳能跟踪器是诸如太阳能模块的收集设备的群组。一些太阳能跟踪器被配置为跟随太阳的路径以最小化入射光和太阳能跟踪器之间的入射角，从而最大化所收集的太阳能。为了正确地面向太阳，跟踪太阳的程序或装置是必要的。这被称为太阳光跟踪系统或跟踪系统。跟踪太阳光的方法通常可以分为使用传感器的方法或使用程序的方法。
就使用太阳能的发电系统而言，大量的太阳能跟踪器通常安装在大面积的平坦地面上，以防止太阳能跟踪器的模块重叠。但是，当安装多个太阳能跟踪器时，由于太阳能跟踪器之间的干扰会产生阴影，并且当太阳没有上升到特定角度以上时或者由于天气条件，不能完全吸收太阳光。此外，太阳能跟踪器被分组成跟踪器阵列，其中多个太阳能跟踪器沿着地形从东向西定位。
此外，一些太阳能跟踪器安装在太阳能跟踪器之间的高度发生变化的区域中。在这些情况下，可能发生来自其他跟踪器的显著阴影。当太阳处于特定角度时，例如刚好在日出之后或刚好在日落之前，太阳能跟踪器可能干扰多行太阳能跟踪器的太阳能收集。
发明内容
在一个方面，提供了一种系统。该系统包括第一跟踪器，该第一跟踪器附接到旋转机构，用于改变第一跟踪器的平面。第一跟踪器被配置为收集太阳辐射。第一跟踪器处在包括多个跟踪器的阵列中。该系统还包括与旋转机构通信的控制器。控制器包括与至少一个存储设备通信的至少一个处理器。多个跟踪器中的每个跟踪器与控制器相关联。所述至少一个处理器被编程为在所述至少一个存储设备中存储多个位置信息和阴影模型，所述阴影模型用于基于对象相对于太阳的位置来确定阴影的布置。所述至少一个处理器还被编程为确定太阳在第一特定时间点的位置。所述至少一个处理器还被编程为从所述至少一个存储设备检索所述阵列中的所述多个跟踪器的高度信息。第一跟踪器的第一高度不同于阵列中的多个跟踪器中的第二跟踪器的第二高度。另外，所述至少一个处理器被编程为基于所检索的高度信息和太阳的位置来执行阴影模型。此外，所述至少一个处理器被编程为基于所执行的阴影模型来确定所述第一跟踪器的第一角度。此外，该至少一个处理器被编程为收集阵列中的多个跟踪器中的每个跟踪器的角度。另外，所述至少一个处理器还被编程为基于利用所述第一角度和与所述阵列中的所述多个跟踪器相关联的多个角度执行所述阴影模型来调整所述第一角度。此外，所述至少一个处理器还被编程为向所述旋转机构发送指令以将所述跟踪器的平面/朝向改变至经调整的第一角度。
在另一方面，提供了一种用于操作阵列中的第一跟踪器的方法。该方法由与至少一个存储设备通信的至少一个处理器来实现。该方法包括在至少一个存储设备中存储多个位置信息和阴影模型，以用于基于对象相对于太阳的位置来确定阴影的布置。该方法还包括确定太阳在第一特定时间点的位置。所述方法进一步包含从所述至少一个存储设备检索所述阵列中的所述第一跟踪器和多个跟踪器的高度信息。第一跟踪器的第一高度不同于阵列中的多个跟踪器中的第二跟踪器的第二高度。另外，该方法包括基于所检索的高度信息和太阳的位置来执行阴影模型。此外，该方法包括基于所执行的阴影模型来确定第一跟踪器的第一角度。此外，该方法包括收集阵列中的多个跟踪器中的每个跟踪器的角度。另外，该方法还包括基于利用第一角度和与阵列中的多个跟踪器相关联的多个角度执行阴影模型来调整第一角度。此外，该方法还包括发送指令以将第一跟踪器的平面改变至经调整的第一角度。
在另一方面，提供了一种用于阵列中的第一跟踪器的控制器。该控制器包括与至少一个存储设备通信的至少一个处理器。所述至少一个处理器被编程为在所述至少一个存储设备中存储多个位置信息和阴影模型，所述阴影模型用于基于对象相对于太阳的位置来确定阴影的布置。所述至少一个处理器还被编程为确定太阳在第一特定时间点的位置。所述至少一个处理器进一步被编程为从所述至少一个存储设备检索所述第一跟踪器和所述阵列中的多个跟踪器的高度信息。第一跟踪器的第一高度不同于阵列中的多个跟踪器中的第二跟踪器的第二高度。另外，所述至少一个处理器被编程为基于所检索的高度信息和太阳的位置来执行阴影模型。此外，所述至少一个处理器被编程为基于所执行的阴影模型来确定所述第一跟踪器的第一角度。此外，该至少一个处理器被编程为收集阵列中的多个跟踪器中的每个跟踪器的角度。另外，所述至少一个处理器还被编程为基于利用所述第一角度和与所述阵列中的所述多个跟踪器相关联的所述多个角度执行所述阴影模型来调整所述第一角度。此外，所述至少一个处理器还被编程为向连接到第一跟踪器的旋转机构发送指令，以将第一跟踪器的平面改变至调整后的第一角度。
附图说明
图1示出了太阳能跟踪器的太阳能模块的透视图。
图2示出了沿图1的线A-A截取的太阳能模块的横截面图。
图3示出了根据至少一个实施例的太阳能跟踪器的侧视图。
图4示出了在太阳能站点的示例性太阳能阵列的俯视图。
图5示出了在回溯期间在不平坦地形上的图3中所示的多个太阳能跟踪器。
图6示出了由诸如图5所示的太阳能跟踪器阵列投射的阴影。
图7示出了在回溯期间在不平坦地形上的阵列中的另外的多个太阳能跟踪器。
图8示出了在一天的时段内图3所示的跟踪器的平面的角度的示例性曲线图。
图9示出了在一天的时间段内图3所示的跟踪器的平面的角度的另一曲线图。
图10示出了用于在单个跟踪器上执行回溯的过程。
图11示出了用于在图6和7所示的跟踪器阵列上执行回溯的过程。
图12示出了根据本公开的一个示例的在图4中所示的太阳能站点中使用的用户计算机设备的示例性配置。
在所有附图中，相应的附图标记表示相应的部件。
具体实施方式
所述系统和过程不限于本文所述的具体实施例。另外，每个系统和每个过程的组件可以独立于本文描述的其他组件和过程来实践并且与本文描述的其他组件和过程分开实践。每个部件和过程还可以与其他组件封装和过程组合使用。
图1是太阳能跟踪器的太阳能模块100的透视图。图2是沿图1的线A-A截取的太阳能模块100(图1中所示)的截面图。
模块100包括顶部表面106和底部表面108。边缘110在顶部表面106和底部表面108之间延伸。模块100是矩形的。在其他实施例中，模块100可以具有允许模块100如本文所述起作用的任何形状。
框架104围绕并支承模块100。框架104连接到模块100，例如图2所示，框架104保护模块100的边缘110。框架104包括与模块的一个或多个层116间隔开的外表面112和与一个或多个层116相邻的内表面114。外表面112与内表面114间隔开并基本上平行于该内表面。框架104可以由提供足够刚性的任何合适的材料制成，包括例如金属或金属合金、塑料、玻璃纤维、碳纤维以及能够支承如本文所述的模块100的其他材料。在一些实施例中，框架由铝制成，例如6000系列阳极化铝。
在所示的实施例中，模块100是光伏模块。模块100具有包括多个层116的层压结构。层116包括例如玻璃层、非反射层、电连接层、n型硅层、p型硅层、背衬层及其组合。在其他实施例中，模块100可以具有比图2中所示的更多或更少的层116，包括仅一个层116。光伏模块100可以包括多个光伏模块，每个模块由光伏电池制成。
在一些实施例中，模块100是加热诸如水的流体的热收集器。在这样的实施例中，模块100可以包括由太阳辐射加热的流体的管。虽然本公开可以描述和示出光伏模块，但是除非另外说明，否则本文公开的原理也适用于被配置为热收集器或太阳光聚光器的太阳能模块100。
图3是根据至少一个实施例的跟踪器300的侧视图。跟踪器300包括多个模块100(图1中示出)。跟踪器300(也称为跟踪器行)控制多个模块100的位置。跟踪器300包括支承柱305和一个或多个旋转机构310。旋转机构310被配置为旋转跟踪器300以如本文所述地跟踪太阳315。在该示例中，旋转机构310沿着单个轴线将跟踪器300从-60度旋转到60度，其中0度是水平的。旋转机构310可以是能够在如本文所述的角度之间移动跟踪器300的任何旋转机构310。旋转机构310可以包括但不限于线性致动器和回转驱动器。
跟踪器300可以包括单个模块或多个模块100。跟踪器300还可以包括并排定位的整行模块100。或者允许跟踪器300如本文所述那样工作的模块100的任何其他组合。
图4是在太阳能站点/发电站405处的示例性太阳能阵列400的俯视图。太阳能电池阵列400包括多个跟踪器300，其中每个跟踪器300包括定位成一排的多个模块100。太阳能站点405包括多个太阳能阵列400。跟踪器300被配置为旋转，以使得每个跟踪器的顶部表面106(图2中示出)垂直于太阳315(图3中示出)的角度。
每个跟踪器300的位置由行控制器410控制。行控制器410计算跟踪器300中的模块100的角度，并指示旋转机构310(图3中所示)将跟踪器300移动到该角度。旋转机构310能够移动跟踪器300，其可由单个模块100、整行模块100或一行模块100的一部分组成。跟踪器300可包括多个旋转机构310。单个旋转机构310可以调整多个跟踪器300。
该实施例的行控制器410与站点控制器415通信。站点控制器415可向行控制器410提供信息，例如但不限于天气信息、预报信息、太阳位置信息和其他信息，以允许行控制器410如本文所述那样操作。在一些实施例中，站点控制器415可以仅是阵列区域控制器，其控制并向阵列400中的多个行控制器410发送信息，但仅与站点405处的行控制器的一部分通信。
行控制器410和/或站点控制器415与位于太阳能站点405处的一个或多个传感器420通信。一个或多个传感器420测量太阳能站点405处的状况。
在该实施例中，行控制器410被编程为确定太阳的位置和跟踪器300的对应角度。对于每个跟踪器300，行控制器410确定太阳相对于跟踪器300的中心的位置。行控制器410存储跟踪器300的纬度、经度和高度。在至少一个实施例中，行控制器410使用国家可再生能源实验室(NREL)方程计算太阳在任何给定时间点的当前位置。在替代实施例中，行控制器410与能够确定太阳的当前位置的一个或多个传感器420通信。行控制器410被编程为通过最小化太阳矢量和跟踪器300的平面的法向矢量之间的角度来最大化跟踪器300的产能。
行控制器410指示旋转机构310调整跟踪器300的平面(或称为“朝向”)，以使得跟踪器300的平面在跟踪太阳时偏离不超过+/-1度。在一些实施例中，行控制器410向跟踪器300的平面的角度提供两度的步长。这意味着，太阳每移动两度，行控制器410就调整跟踪器300的平面。行控制器410可以将跟踪器300的平面的角度调整任何量，该量由跟踪器300和旋转机构310的机械公差限定。在一些实施例中，行控制器410指示旋转机构310单独地调整每个跟踪器300，其中同一行中的跟踪器300可被调整到不同的角度。在其他实施例中，行控制器410将指令发送到单行中的跟踪器300，该行中的所有跟踪器300应被调整到相同角度。在一些进一步的实施例中，行控制器410可将指令发送到不同行中的跟踪器300。例如，行控制器410可以控制两个相邻行中的跟踪器300。
图5示出了在回溯期间在不平坦地形上的多个跟踪器300(图3中示出)。在一天的早间和晚间，太阳315(图3所示)处在地平线上的较低位置。由于跟踪器300的平面垂直于太阳315的角度所需的角度，这可能导致在各个跟踪器300上出现阴影。
回溯是用于计算多个跟踪器300的最佳角度以防止跟踪期间的阴影的算法。在所示的实施例中，回溯算法由行控制器410(图4中所示)执行。回溯算法考虑向东和向西地形坡度来确定用于无阴影跟踪的跟踪器300的角度。回溯算法使用跟踪器300的数学模型来计算和更新每两度的太阳运动所对应的回溯角度。虽然预定阈值在此被描述为两度，但是可以根据用户期望跟踪器的角度所更新的频率来使用任何预定阈值。
为了计算最佳角度，回溯算法考虑跟踪器300的宽度、跟踪器300的相邻行之间的距离、跟踪器300的不同行之间的仰角的差异、跟踪器300的当前角度以及太阳的角度315。行控制器410计算其行的跟踪器300的回溯角。行控制器410使用回溯算法，通过最小化太阳矢量和跟踪器300的平面的法向矢量之间的角度，同时还最小化由相邻跟踪器300投射的阴影，来最大化跟踪器300的产能。
更具体地，图5示出了五个不同的跟踪器A-E 505、510、515、520和525。五个跟踪器A-E 505、510、515、520和525中的每一个与不同的行相关联。对于该示例，五个跟踪器A-E505、510、515、520和525中的每一个当前正朝着向东方向面向太阳315(图3中所示)。另外，五个跟踪器A-E 505、510、515、520和525中的每一个被定位在不同的高度。不同的高度可能在一天的某些时间引起阴影问题。
为了考虑地形，行控制器410执行基于地形的回溯算法，以基于所讨论的行以及所讨论的行的东和西的相邻行的地形信息来确定其行中的跟踪器300的最佳角度。
在上午回溯期间，行控制器410设置跟踪器300的角度，使得来自东边的相邻跟踪器300的阴影将尽可能接近所讨论的跟踪器300的底部边缘。这是因为在上午，太阳315正在上升，因此阴影和跟踪器300之间的间隙随着时间而增大。每当行控制器410调整跟踪器300的角度时，阴影移回到尽可能靠近跟踪器300的底部边缘。
在下午回溯期间，行控制器410设置跟踪器300的角度，使得来自西边的相邻跟踪器300的阴影在由相邻跟踪器300投射的阴影与所讨论的跟踪器300的底部之间具有间隙。由于太阳315正在落山，因此间隙将随着时间减小。目标是在太阳315已经移动到足以使行控制器410需要再次移动跟踪器300时使间隙消失。
行控制器410存储每行的地形信息，包括每行中的跟踪器300的柱顶高度。行控制器410还存储跟踪器300的大小和行之间的间距，包括行之间的任何可变间距。行控制器410存储的其他信息包括但不限于基于确切日期、时间、纬度、经度和高度的地点的纬度、经度和高度、当前时间和当前太阳位置。行控制器410使用该信息来对阴影建模，以计算将由当前行和相邻行形成的精确阴影区域。行控制器410为每个相邻行确定阵列的平面。那么行控制器410使用所确定的相邻行的阵列平面来确定当前行的阵列平面。阵列的每个平面被计算以最大化所收集的太阳辐射量，同时最小化所接收的和投射到其他跟踪器300上的阴影的量。
例如，跟踪器C 515与行控制器C 530相关联，该行控制器C 530与行控制器410类似。行控制器C 530存储跟踪器B、C和D 510、515和520的支柱高度的顶部和它们之间的距离。基于三个跟踪器B、C和D 510、515和520的相对支柱高度、它们相应行之间的距离、三个跟踪器B、C和D 510、515和520的尺寸、基于三个跟踪器B、C和D 510、515和520的当前时间和物理位置的太阳315的当前位置、以及太阳315的一个或多个未来位置，行控制器C 530能够确定将跟踪器C 515设置到的最佳角度，并且指示相关联的旋转机构310(图3中所示)将跟踪器设置到该最佳角度。在至少一个实施例中，行控制器410确定跟踪器B、C和D 510、515和520的阵列平面的角度，就好像所有三个的角度彼此相同一样。
在该实施例中，在单行中的所有跟踪器300都在相同的高度。在替代实施例中，一行中的一些跟踪器300处于不同的高度。在这些替代实施例中，相应的行控制器410通过仰角来单独地或成组地计算跟踪器300的角度。这可以包括基于相邻行的不同高度来计算组中的角度。在一些具有不同高度的实施例中，行控制器410可以使用平均高度、最低高度和/或其组合来计算跟踪器300的角度。
图6示出了由诸如图5所示的太阳能跟踪器300(图3所示)的阵列600投射的阴影。
阵列600包括多个跟踪器605-640。图6还示出了由多个跟踪器605-640投射的多个阴影650-685。
如图6所示，由跟踪器605投射的阴影650可以影响与投射跟踪器605相距一定距离的跟踪器620的性能。因此，行控制器410需要考虑影响跟踪器的一行或多行以外的阴影。这可能发生在太阳在地平线中特别低的时段期间，诸如上午或傍晚。这也可以发生在不同的跟踪器605-640基于其地形处于不同的高度时。例如，跟踪器300可以处在地形中的沟谷中或凹陷处，并且更易于被更高海拔的跟踪器300阻挡。
图7示出了在回溯期间在不平坦地形上的阵列700中的另外多个太阳能跟踪器300(图3中示出)。在一天的早间和晚间，太阳315(图3所示)处在地平线上的较低位置。由于跟踪器300的平面垂直于太阳315的角度所需的角度，这可能导致在各个跟踪器300上出现阴影。
回溯是用于计算多个跟踪器300的最佳角度以防止跟踪期间的阴影的算法。然而，在一些情况下，太阳315处于这样的角度，使得来自跟踪器300的阴影影响远离投射阴影的跟踪器300多排/多行之外的跟踪器。为了减轻这个问题，行控制器410(图4中所示)可以通信以协调，从而使为阵列700整体收集的太阳辐射量最大化。
在图7所示的阵列700中，存在五个跟踪器行705-725，每个跟踪器行具有其自己的行控制器730-750。在一些实施例中，行控制器730-750与阵列控制器755通信。
回溯算法由每个行控制器730-750执行。回溯算法考虑向东和向西的地形坡度来确定用于无阴影跟踪的跟踪器300的角度。回溯算法使用跟踪器300的数学模型来计算和更新每两度太阳运动所对应的回溯角度。虽然预定阈值在此被描述为两度，但是可以根据用户期望跟踪器的角度更新的频率来使用任何预定阈值。
为了计算最佳角度，回溯算法考虑跟踪器300的宽度、跟踪器行705-725之间的距离、不同跟踪器行705-725之间的仰角差、每个跟踪器705-725的当前角度以及太阳315的角度。行控制器410计算其行的跟踪器300的回溯角。相应的行控制器730使用回溯算法，通过最小化太阳矢量和跟踪器300的平面的法向矢量之间的角度，同时还最小化阵列700中的其他跟踪器705-725所投射的阴影，来最大化跟踪器705-725的产能。
在上午回溯期间，行控制器730-750设置每个跟踪器300的角度，使得来自东边相邻的跟踪器300的阴影尽可能地靠近所讨论的跟踪器300的底部边缘。这是因为在上午，太阳315正在上升，因此阴影和跟踪器300之间的间隙随着时间而增大。每当行控制器730和750调整跟踪器300的角度时，阴影移回到尽可能靠近跟踪器300的底部边缘。
在下午回溯期间，行控制器730和750设置每个跟踪器300的角度，使得来自西边相邻的跟踪器300的阴影在由相邻的跟踪器300投射的阴影与所讨论的跟踪器300的底部之间具有间隙。由于太阳315正在落山，因此间隙将随着时间减小。目标是在太阳315已经移动到足以使行控制器410需要再次移动跟踪器300时使间隙消失。
然而，在某些角度和某些相对高度，单个跟踪器300可以遮蔽多于一行的其他跟踪器705-725。更具体地，图7示出了五个不同的跟踪器行1-5，705、710、715、720和725。五个跟踪器行(第1-5行)705、710、715、720和725中的每一行与不同的行相关联。对于该示例，五个跟踪器行(第1-5行)705、710、715、720和725中的每一行当前正朝着向西方向面向太阳315(图3中所示)。另外，五个跟踪器行(第1-5行)705、710、715、720和725中的每一行都位于不同的高度。高度差可能在一天的某些时间引起阴影问题。例如，如果第5行跟踪器725被定位成使得跟踪器300垂直于太阳315的位置，如图7中当前所示，则多个其他跟踪器将被阴影覆盖/被遮挡。在该示例中，第4行跟踪器720将完全被遮挡，第3行跟踪器715将大部分被遮挡，并且第2行跟踪器行710的一部分也将被遮挡。因此，与通过使第5行跟踪器725垂直于太阳315的位置的矢量所获得的辐射相比，将损失更多的辐射。
为了考虑地形和其他行的跟踪器705-725，每个行控制器730-750执行基于阵列级地形的回溯算法，以基于所讨论的行的地形信息和所讨论的行的东边和西边的其他行的跟踪器705-725来确定跟踪器705-725的最优角度。
在基于阵列级地形的回溯算法中，行控制器730-750存储每个跟踪器行705-725的地形信息，包括每个跟踪器行705-725中的跟踪器300的顶柱高度。行控制器730和750还存储跟踪器300的大小和行之间的间隔，包括行之间的任何可变间隔。行控制器730和750存储的其他信息包括但不限于基于确切日期、时间、纬度、经度和高度的地点的纬度、经度和高度、当前时间和当前太阳位置。行控制器730-750使用该信息来对阴影建模，以计算将由当前行和相邻行形成的精确阴影区域。
在基于阵列级地形的回溯算法中，每个跟踪器控制器730-750确定每个跟踪器行705-725的最佳角度。每个跟踪器705-725的最佳角度是提供所收集的最大辐射的角度，该角度通常是最接近垂直于太阳315的矢量的角度。在其他实施例中，跟踪器控制器730-750计算将由所讨论的跟踪器行705-720投射的阴影投射在相邻的跟踪器行705-725的基部处的角度。在该实施例中，行控制器730-750假定相邻的跟踪器行705-725的开始位置与所述跟踪器行705-725相同。在一些实施例中，行控制器730-750确定每个相邻行的阵列的平面。然后，行控制器730-750使用相邻行的阵列的所确定的平面来确定当前行的阵列的平面。计算每个阵列的平面，以使所收集的太阳辐射量最大化，同时使所接收和投射到其他跟踪器300上的阴影量最小化。
行控制器730-750然后将它们的角度发送到行控制器730-750中的其他行控制器，并且每个行控制器730-750接收其他跟踪器行705-725中的每一行跟踪器的角度。然后行控制器730-750执行阴影模型以基于所提供的角度确定由其跟踪器行705-725投射的阴影和由其他跟踪器行705-725投射的阴影，以及那些阴影可以如何影响由所讨论的跟踪器行705-725收集的辐射。
每个行控制器730-750然后基于将由其跟踪器行705-725投射的阴影和由其他跟踪器行705-725投射的阴影来计算其跟踪器行705-725的新角度，以使阵列700作为整体收集的辐射量最大化。行控制器730-750向其他行控制器730-750中的每一个报告这些新角度。每个行控制器730-750将基于其他跟踪器行705-725的报告角度重复地计算其跟踪器行705-725的新角度。在一些实施例中，重复该过程，直到基于跟踪器行705-725的角度和它们投射的阴影确定最大辐射量。在示例实施例中，重复该过程多次，直到对于期望的太阳315的每个角度确定跟踪器行705-725中的每一行的最佳角度。例如，可以基于用户的偏好针对太阳315每移动两度或针对另一预定阈值重复该过程。
在一些实施例中，行控制器730-750确定跟踪器行705-725是损失的原因，诸如当一跟踪器行705-725处于沟谷中、被山丘围绕、或者仅仅在其与太阳315之间具有一较高高度的跟踪器行705时。如果该跟踪器行705被确定为损失的原因，则所讨论的该跟踪器行705-725将被设置到水平位置，即，处于零度的角度。例如，由于该第5行跟踪器725投射的阴影，所以该第4行跟踪器720可以被确定为损失的原因。在该示例中，该第4行跟踪器720被设置为零度的角度。然后，该第5行跟踪器725可以被设置成与太阳315的矢量完全正交或者接近正交的角度，而不会在第3行跟踪器715上投射阴影。该第5行跟踪器725还可以被设置成在该第3行跟踪器715的底部投射阴影的角度，以允许该第3行跟踪器715不被遮蔽并且还使所收集的辐射量最大化。该跟踪器行705-725可以通过将跟踪器300定位成尽可能接近与太阳315正交的角度而不遇到阴影来使所收集的辐射最大化。然而，所带来的遮蔽量可能降低所收集的辐射的总量。
在一些其他实施例中，该过程由阵列控制器755执行。阵列控制器755存储用于组成阵列700的跟踪器行705-725的高度和间隔信息。基于太阳315的角度，阵列控制器755使用阴影模型来确定用于跟踪器行705-725中的每行的角度，其使得阵列700作为整体所收集的太阳辐射量最大化。这可以意味着为了使得阵列700所收集的总辐射最大化，一行或多行跟踪器705-725可以被设置为不直接收集辐射，诸如图7中的第4行跟踪器720。在这些实施例中，阵列控制器755可以替换行控制器730-750。阵列控制器755还可以与行控制器730-750通信以确定每行跟踪器705-725的当前角度(将每行跟踪器705-725设置到该角度)，并且指示行控制器730-750。
在一些进一步的实施例中，不是将引起损失原因的一行跟踪器705-725的角度设置为零，而是将该角度设置为与太阳315的角度匹配，以提供其他跟踪器行705-725上的最小阴影量。例如，行控制器730-750和/或阵列控制器755确定如果第5行跟踪器725转向太阳315，则第5行跟踪器725将阻挡多行跟踪器725收集太阳辐射。行控制器730-750和/或阵列控制器755确定太阳辐射损失的量大于由与太阳315的角度垂直/正交的第5行跟踪器725的平面所收集的辐射量。在这种情况下，行控制器730-750和/或阵列控制器755可以将第5行跟踪器725设置为等于或接近太阳315的角度。这样，第5行跟踪器725为其他行跟踪器705-720提供最小阴影量。
图8示出了在一天的时间段内跟踪器300(图3中示出)的平面的角度的示例性曲线图800。线805示出了在一天内跟踪器300的角度。在一天开始时，使用上午回溯810对跟踪器800进行定位。在一天的大部分时间内，使用常规算法815对跟踪器300进行定位。在一天结束时，使用晚上回溯820对跟踪器300进行定位。
图9示出了跟踪器300(图3中示出)的平面在一天的时间段内的角度的另一曲线图900。线905示出了角度的绝对值。在图9中示出的实施方式中，跟踪器300整夜被存储在水平位置中。
图10图示了用于执行回溯的过程1000。在该实施例中，通过行控制器410(图4中示出)控制单个跟踪器300(图3中示出)、例如跟踪器C515(图5中示出)来执行过程1000。
行控制器410在至少一个存储设备中存储1005多个位置信息和阴影模型，以基于对象相对于太阳315的位置来确定阴影的布置(如图3所示)。
行控制器410确定1010太阳315在第一特定时间点的位置。行控制器410从至少一个存储设备检索1015跟踪器C 515和至少一个相邻的跟踪器300(例如跟踪器B 510(图5中示出))的高度信息。跟踪器300的第一高度与至少一个相邻的跟踪器300(例如跟踪器B&C510和515)的第二高度不同。两个高度都基于/取决于相应的跟踪器300的支承柱305(图3中示出)的顶部。在一些实施方案中，针对每个跟踪器300支承柱305的高度相同，但支承柱305的顶部的相对高度基于/取决于支承柱305布置在其中的地形。换句话说，跟踪器300的第一高度与至少一个相邻的跟踪器300的第二高度之间的差值取决于各个跟踪器300所处的地形。在此实施方案中，跟踪器300是第一跟踪器300，其中至少一个相邻的跟踪器300包括第二跟踪器300和第三跟踪器300，例如分别是跟踪器B&D 510和520，其中跟踪器C 515是第一跟踪器300。第二跟踪器300定位在第一跟踪器300的东边，并且第三跟踪器300定位在第一跟踪器300的西边。第一跟踪器300在第一行中。第二跟踪器在第二行中。第三跟踪器300在第三行中。
行控制器410基于所检索的高度信息和太阳315的位置来执行1020阴影模型。行控制器410基于执行的阴影模型来确定1025跟踪器300的第一角度。在执行阴影模型时，行控制器410确定由第二跟踪器300(又名跟踪器B 510)投射的第一阴影的第一位置。行控制器410还可以确定由第三跟踪器(又名跟踪器D 520)投射的第二阴影的第二位置。行控制器410确定第一跟踪器300(又名跟踪器C 515)的第一角度以避开第一阴影和/或第二阴影。
在执行阴影模型时，行控制器410还确定由第一跟踪器300(又名跟踪器C 515)投射的第三阴影的第三位置。行控制器410确定第一跟踪器300(又名跟踪器C 515)的第一角度，以避免将第三阴影投射在第二跟踪器300(又名跟踪器B 510)和第三跟踪器300(又名跟踪器D 520)中的至少一个上。在该实施例中，行控制器410仅在太阳315处于天空中较低位置时(例如，太阳315和地平线之间的角度低于预定阈值时)才执行阴影模型和回溯过程1000。在替代实施例中，预定阈值基于至少一个相邻跟踪器300的第二高度。
行控制器410将指令发送1030到与跟踪器300相关联的旋转机构310以将跟踪器300的平面改变至第一角度。跟踪器300的平面被认为是跟踪器300的顶部表面106(图2中所示)。在一些实施例中，行控制器410指示多个跟踪器300中的每个跟踪器200处于第一角度。
多个跟踪器300中的每个跟踪器300包括旋转机构310，且在此实施例中，行控制器410将指令发送到多个旋转机构310中的每个旋转机构，以将对应的跟踪器300的平面改变至第一角度。在替代实施例中，旋转机构310附接到多个跟踪器300中的每个跟踪器300，且行控制器410指示旋转机构310将多个跟踪器300的平面改变至第一角度。
行控制器410确定太阳315在第二特定时间点的第二位置。行控制器410基于检索的高度信息和太阳315的第二位置来执行阴影模型。行控制器410基于执行的阴影模型来确定跟踪器300的第二角度。行控制器410将指令发送到旋转机构310以将跟踪器300的朝向改变至第二角度。在回溯过程1000期间连续地重复步骤1005至1030。
一旦太阳315已经移动了预定量，则行控制器410重复步骤1005至1030以改变跟踪器300的平面。行控制器410确定太阳315的位置与太阳315的第二位置之间的差值是否超过预定阈值。这可以基于太阳315的角度的变化或者在已经经过特定时间量之后。如果该差值超过预定阈值，则行控制器410向旋转机构310发送指令以将跟踪器300的平面改变至第二角度。
在上午回溯跟踪期间，行控制器410设置跟踪器300的角度，使得来自东边邻近的跟踪器300(跟踪器B 510)的阴影将尽可能地靠近所讨论的跟踪器300(跟踪器C 515)的底部边缘。这是因为在上午，太阳315上升，所以阴影与跟踪器300之间的间隙随着时间的推移而增大。每当行控制器410调整跟踪器300的角度时，阴影尽可能地向后移动到跟踪器300(跟踪器C 515)的底部边缘。
在下午回溯期间，行控制器410设定跟踪器300的角度，使得来自西部相邻的跟踪器300(跟踪器D 520)的阴影在由相邻的跟踪器300(跟踪器D 520)投射的阴影与所讨论的跟踪器300(跟踪器C 515)的底部之间具有间隙。由于太阳315正在落山，所以间隙将随着时间减小。目标是使间隙在太阳315已经移动到足以使行控制器410需要再次移动跟踪器300时消失。
过程1000可以实时动态地执行。过程1000还可以预先执行。例如，行控制器410可以基于知道太阳315在一天中的每个时刻将位于何处来确定一天的所有角度。过程1000的步骤还可以由站点控制器415或其他计算机装置来执行，并且结果可以提供给行控制器410以知道何时调整跟踪器300以及将跟踪器300调整到什么角度。
图11示出了用于对跟踪器的阵列600和700(图6和图7中示出)执行回溯/反向跟踪的过程1100。在至少一个实施例中，过程1100通过控制单个跟踪器300(图3中示出)的行控制器410(图4中示出)执行，例如控制第5行跟踪器715的行控制器740(两者都在图7中示出)。在另一实施例中，过程1100由阵列控制器755(图7中示出)执行。
行控制器410存储1105多个位置信息和阴影模型，以用于基于至少一个存储设备中的对象相对于太阳的位置来确定阴影的布置。在一些实施方式中，行控制器410还存储阵列700中的每个跟踪器300的高度信息。
行控制器410确定1110太阳315(图3中所示)在第一特定时间点的位置。行控制器410从至少一个存储设备检索1115阵列700中的多个跟踪器300的高度信息。第一跟踪器300的第一高度与阵列700中的多个跟踪器300中的第二跟踪器300的第二高度不同。例如，跟踪器705具有第一高度，而跟踪器725具有第二高度。这两个高度都基于/取决于相应的跟踪器300的支承柱305(图3中所示)的顶部。在一些实施例中，支承柱305针对每个跟踪器300的高度相同，但支承柱305的顶部的相对高度取决于支承柱305所处的地形。换句话说，跟踪器300的第一高度与至少一个相邻的跟踪器300的第二高度之间的差值基于各个跟踪器300所处的地形。
行控制器410基于所检索的高度信息和太阳315的位置来执行1120阴影模型。行控制器410基于所执行的阴影模型来确定1125第一跟踪器300的第一角度。行控制器410收集1130阵列700中的多个跟踪器300中的每个跟踪器300的角度。在行控制器410收集1130每个跟踪器的角度时，行控制器410还将第一角度发送到其他行控制器410。来自每个跟踪器300的角度是由每个单独的行控制器410计算的角度。每个行控制器410将其计算的角度发送到其他行控制器410。行控制器410基于利用第一角度和与阵列700中的多个跟踪器300相关联的多个角度执行阴影模型来调整1135第一角度。例如，行控制器410确定由第二跟踪器300投射的第一阴影的第一位置。行控制器410确定第一跟踪器300的经调整的第一角度以避开第一阴影。行控制器410确定由第一跟踪器300投射的第二阴影的第二位置。行控制器410确定第一跟踪器300的经调整的第一角度以避免将第二阴影投射在多个跟踪器300中的第三跟踪器300上。
行控制器410向旋转机构310发送1140指令，以将跟踪器300的平面改变至经调整的第一角度。
在一些实施例中，行控制器410为多个跟踪器300中的每个跟踪器300收集多个经调整的角度。其中，阵列700中的每个跟踪器行300的行控制器410基于多个角度和第一角度计算经调整的角度。行控制器410还基于执行具有经调整的第一角度和多个经调整的角度的阴影模型来调整经调整的第一角度。从其他行控制器410收集经调整的角度以及重新调整第一角度的这些步骤可以重复地循环，直到满足期望的条件。一组期望的条件是阵列700整体收集的最大辐射量或待收集的辐射量超过预定阈值。另一组期望的条件可以是没有阴影投射在任何跟踪器300上。
行控制器410基于第一角度、多个角度和阴影模型确定待收集的第一辐射量。行控制器410基于经调整的第一角度、多个经调整的角度和阴影模型确定待收集的第二辐射量。行控制器410将待收集的第一辐射量与待收集的第二辐射量进行比较。然后，行控制器410基于该比较确定是发送第一角度还是经调整的第一角度的指令。行控制器410可以进行待收集的辐射的重复量的比较，以确定哪组角度提供了所收集的最大辐射。通过重复地循环过程1100的步骤，行控制器410确定经调整的第一角度，以最大化待由阵列700中的多个跟踪器300收集的辐射量。
行控制器410确定太阳315在第二特定时间点的第二位置。行控制器410基于所检索的高度信息和太阳315的第二位置来执行阴影模型。行控制器410基于执行的阴影模型来确定第一跟踪器300的第二角度。行控制器410收集多个跟踪器300中的每个跟踪器300的附加角度。行控制器410基于利用第二角度和与多个跟踪器300相关联的多个附加角度执行阴影模型来调整第二角度。行控制器410向旋转机构310发送指令以将第一跟踪器300的平面改变至经调整的第二角度。行控制器410可以确定太阳315的位置与太阳315的第二位置之间的差值是否超过预定阈值。如果该差值超过预定阈值，则行控制器410可以向旋转机构310发送指令以将第一跟踪器300的平面改变至经调整的第二角度。
在一些实施例中，第一跟踪器300处于包括一排多个跟踪器300的第一行中。在这些实施例中，行控制器410指示第一行中的每个跟踪器300将第一行中的多个跟踪器300的平面改变至经调整的第一角度。
在一些实施例中，阵列控制器755针对阵列700中的所有跟踪器300执行过程1100的步骤。在这些实施例中，阵列控制器755基于所执行的阴影模型来确定第一跟踪器的第一角度和阵列700中的多个跟踪器300的多个角度。
过程1100可以实时动态地执行。过程1100还可以预先执行。例如，行控制器410可以基于知道太阳315在一天中的每个时刻将位于何处来确定一天中的所有角度。过程1000的步骤还可以由站点控制器415或其他计算机装置来执行，并且结果可以提供给行控制器410以知道何时调整跟踪器300以及将跟踪器300调整到什么角度。
图12示出根据本公开的一个示例的在站点405(图4所示)中使用的用户计算机设备1202的示例配置。用户计算机设备1202由用户1201操作。用户计算机设备1202可包括但不限于行控制器410、站点控制器415和传感器420(全部在图1中示出)。用户计算机设备1202包括用于执行指令的处理器1205。在一些示例中，可执行指令存储在存储器区域1210中。处理器1205可包括一个或多个处理单元(例如，为多核配置)。存储器区域1210是允许存储和检索诸如可执行指令和/或事务数据的信息的任何设备。存储器区域1210可包括一个或多个计算机可读介质。
用户计算机装置1202还包括用于向用户1201呈现信息的至少一个媒体输出部件1215。媒体输出部件1215是能够将信息发送给用户1201的任何部件。在一些示例中，媒体输出部件1215包括输出适配器(未示出)，诸如视频适配器和/或音频适配器。输出适配器可操作地耦接至处理器1205并且可操作地耦接至诸如显示装置(例如，阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)显示器或"电子墨水"显示器)或音频输出装置(例如，扬声器或耳机)的输出装置。在一些示例中，媒体输出部件1215被配置为向用户1201呈现图形用户界面(例如，web浏览器和/或客户端应用)。图形用户界面可以包括例如用于观察关于跟踪器300(在图3中示出)的性能信息的界面。在一些示例中，用户计算机装置1202包括用于从用户1201接收输入的输入装置1220。用户1201可以使用输入装置1220来(但不限于)选择观察跟踪器300的性能。输入装置1220可以包括例如键盘、定点装置、鼠标、触笔、触敏面板(例如，触摸板或触摸屏)、陀螺仪、加速度计、位置检测器、生物计量输入装置和/或音频输入装置。诸如触摸屏的单个部件可以用作媒体输出部件1215的输出装置和输入装置1220两者。
用户计算机设备1202还可以包括通信接口1225，通信接口1225可通信地耦合到诸如站点控制器415的远程设备。通信接口1225可以包括例如有线或无线网络适配器和/或用于与移动电信网络一起使用的无线数据收发机。
例如，存储在存储器区域1210中的是用于经由媒体输出部件1215向用户1201提供用户界面并且可选地接收和处理来自输入装置1220的输入的计算机可读指令。用户界面可以包括web浏览器和/或客户端应用等。Web浏览器使得诸如用户1201之类的用户能够显示媒体和通常嵌入在来自行控制器410的网页或网站上的其他信息并与其进行交互。客户端应用允许用户1201与例如行控制器410进行交互。例如，指令可以由云服务存储，并且指令的执行的输出被发送到媒体输出部件1215。
处理器1205执行计算机可执行指令以用于实施本公开的各方面。在一些示例中，处理器1205通过执行计算机可执行指令或者通过以其他方式被编程而被转换成专用微处理器。例如，处理器1205利用诸如图10和图11中所示的那些指令被编程。
本文描述了诸如行控制器的计算机系统和相关计算机系统。如本文所描述的，所有这样的计算机系统包括处理器和存储器。然而，本文提及的计算机设备中的任何处理器还可以指一个或多个处理器，其中处理器可以在一个计算设备中或并行行动的多个计算设备中。另外，本文提及的计算机设备中的任何存储器还可以指一个或多个存储器，其中存储器可以在一个计算设备中或并行行动的多个计算设备中。
如本文所使用的，处理器可以包括任何可编程系统，包括使用微控制器的系统；精简指令集电路(RISC)、专用集成电路(ASIC)、逻辑电路和能够执行本文所描述的功能的任何其他电路或处理器。上面的示例仅是示例，并且因此不旨在以任何方式限制术语"处理器"的定义和/或含义。
如本文所使用的，术语"数据库"可以指数据实体、关系数据库管理系统(RDBMS)或两者。如本文所使用的，数据库可以包括数据的任何集合，包括层次数据库、关系数据库、平面文件数据库、对象关系数据库、面向对象的数据库以及存储在计算机系统中的记录或数据的任何其他结构化集合。以上示例仅是示例，并且因此不旨在以任何方式限制术语数据库的定义和/或含义。RDBMS的示例包括但不限于包括数据库、MySQL、DB2、SQL Server、和PostgreSQL。然而，可以使用实现本文所描述的系统和方法的任何数据库。(Oracle是加利福尼亚州Redwood Shores的Oracle公司的注册商标；IBM是纽约Armonk的InternationalBusiness Machines Corporation的注册商标；Microsoft是华盛顿州Redmond的MicrosoftCorporation的注册商标；并且Sybase是加利福尼亚州Dublin的Sybase的注册商标。)
在一个实施例中，提供了一种计算机程序，并且该程序在计算机可读介质上被实施。在一个示例实施例中，该系统在单个计算机系统上被执行，而不需要与服务器计算机的连接。在另一实施例中，该系统在环境(Windows是华盛顿州雷蒙德市微软公司的注册商标)中运行。在又一实施例中，该系统在大型机环境和服务器环境(UNIX是位于英国伯克夏的Reading的X/Open Company Limited的注册商标)上运行。该应用是灵活的并且被设计成在各种不同环境中运行而不损害任何主要功能。在一些实施例中，该系统包括分布在多个计算设备之间的多个组件。一个或多个组件可以是在计算机可读介质中实施的计算机可执行指令的形式。
如本文所使用的，以单数形式叙述且前面有词语"一"或"一个"的元件或步骤应理解为不排除多个元件或步骤，除非明确叙述了这种排除。此外，对本公开的"示例实施例"或"一个实施例"的引用不意图解释为排除也结合了所叙述的特征的附加实施例的存在。
如本文所使用的，术语"软件"和"固件"是可互换的，并且包括存储在存储器中以供处理器执行的任何计算机程序，存储器包括RAM存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器和非易失性RAM(NVRAM)存储器。上述存储器类型仅是示例，并且因此关于可用于存储计算机程序的存储器的类型不是限制性的。
可以使用计算机编程或工程技术(包括计算机软件、固件、硬件或任何组合或子集)来实现本文描述的方法和系统。如上所公开的，现有系统的至少一个技术问题在于需要用于确定无线信号的到达方向的具有成本效益且可靠的方式的系统。本文描述的系统和方法解决了该技术问题。另外，该系统提供的技术问题的至少一个技术解决方案可以包括：(i)确定太阳能跟踪器的适当角度的改进的精度，(ii)减少黄昏和黎明时间期间太阳能跟踪器上的阴影；(iii)增加收集的总太阳辐射；(iv)基于相邻太阳能跟踪器的最新定位；以及(v)减少计算最优太阳收集的必要角度所需的处理能力。
本文描述的方法和系统可以使用计算机编程或工程技术(包括计算机软件、固件、硬件或其任何组合或子集)来实现，其中可以通过执行以下步骤中的至少一个来实现技术效果：a)在至少一个存储设备中存储用于基于对象相对于太阳的位置来确定阴影的布置的多个位置信息和阴影模型；b)确定太阳在第一特定时间点的位置；c)从至少一个存储设备检索阵列中的多个跟踪器的高度信息，其中第一跟踪器的第一高度不同于阵列中的多个跟踪器中的第二跟踪器的第二高度，其中第一跟踪器的第一高度和第二跟踪器的第二高度之间的差值基于阵列所处的地形，其中第一跟踪器处在包括一排多个跟踪器的第一行，并且其中至少一个处理器被编程为指示第一行中的每个跟踪器将第一行中的多个跟踪器的平面改变至经调整的第一角度；d)基于所检索的高度信息和太阳的位置来执行阴影模型；e)基于执行的阴影模型来确定第一跟踪器的第一角度；f)收集阵列中的多个跟踪器中的每个跟踪器的角度；g)基于利用第一角度和与阵列中的多个跟踪器相关联的多个角度执行阴影模型来调整第一角度；h)向旋转机构发送指令以将跟踪器的平面改变至经调整的第一角度；i)收集多个跟踪器中的每个跟踪器的多个经调整的角度；j)基于利用经调整的第一角度和多个经调整的角度执行阴影模型来调整经调整的第一角度；k)基于第一角度、多个角度和阴影模型来确定待收集的第一辐射量；l)基于经调整的第一角度、多个经调整的角度和阴影模型来确定待收集的第二辐射量；m)将待收集的第一辐射量与待收集的第二辐射量进行比较；n)基于该比较来确定是要发送针对第一角度还是经调整的第一角度的指令；o)确定经调整的第一角度以最大化待由阵列中的多个跟踪器收集的辐射量；p)向与阵列中的多个跟踪器相关联的多个控制器发送第一角度；q)基于执行的阴影模型来确定第一跟踪器的第一角度和阵列中的多个跟踪器的多个角度；r)确定太阳在第二特定时间点的第二位置；s)基于所检索的高度信息和太阳的第二位置来执行阴影模型；t)基于执行的阴影模型来确定第一跟踪器的第二角度；u)收集多个跟踪器中的每个跟踪器的附加角度；v)基于利用第二角度和与多个跟踪器相关联的多个附加角度执行阴影模型来调整第二角度；w)向旋转机构发送指令以将第一跟踪器的平面改变至经调整的第二角度；x)确定太阳的位置和太阳的第二位置之间的差值是否超过预定阈值；y)如果该差值超过预定阈值，则向旋转机构发送指令以将第一跟踪器的平面改变至经调整的第二角度；z)确定由第二跟踪器投射的第一阴影的第一位置；aa)确定第一跟踪器的经调整的第一角度以避开第一阴影；bb)确定由第一跟踪器投射的第二阴影的第二位置；以及cc)确定第一跟踪器的经调整的第一角度以避免将第二阴影投射在多个跟踪器中的第三跟踪器上。
本文讨论的计算机实现的方法可以包括附加的、较少的或替代的动作，包括本文其他地方讨论的那些。方法可以经由一个或多个本地或远程处理器、收发器、服务器和/或传感器(诸如安装在车辆或移动设备上或与智能基础设施或远程服务器相关联的处理器、收发器、服务器和/或传感器)和/或经由存储在非暂时性计算机可读介质或介质上的计算机可执行指令来实现。另外，本文讨论的计算机系统可以包括附加的、较少的或替代的功能，包括本文其他地方讨论的功能。本文讨论的计算机系统可以包括存储在非暂时性计算机可读介质或介质上的计算机可执行指令或经由其来实现。
如本文所使用的，术语"非暂时性计算机可读介质"旨在表示以用于信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块和子模块或任何设备中的其他数据)的短期和长期存储的任何方法或技术实现的任何有形的基于计算机的设备。因此，本文所描述的方法可以被编码为在有形的非暂时性计算机可读介质(包括但不限于存储设备和/或存储设备)中实施的可执行指令。这样的指令当由处理器执行时使处理器执行本文所描述的方法的至少一部分。此外，如本文所使用的，术语"非暂时性计算机可读介质"包括所有有形的计算机可读介质，包括但不限于非暂时性计算机存储设备(包括但不限于易失性和非易失性介质)以及可移动和不可移动介质(诸如固件、物理和虚拟存储、CD-ROM、DVD和任何其他数字源(诸如网络或互联网))以及尚待开发的数字装置，唯一例外是暂时性的传播信号。
此外，如本文所使用的，术语"实时"是指相关联事件的发生时间、预定数据的测量和收集的时间、处理数据的时间以及对事件和环境的系统响应的时间中的至少一个。在本文所描述的实施例中，这些活动和事件基本上瞬时发生。
本书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使本领域技术人员能够实践本发明，包括制作和使用任何装置或系统以及执行任何结合的方法。本发明的可取得专利的范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其他示例。如果这类其他示例具有与权利要求的文字语言完全相同的结构元件，或者如果它们包括具有与权利要求的文字语言的非实质差异的等效结构元件，则预计它们落入权利要求的范围之内。

Claims (20)

1.一种系统，包括：
第一跟踪器，所述第一跟踪器附接到旋转机构，用于改变所述第一跟踪器的平面，其中所述第一跟踪器被配置为收集太阳辐射，并且其中所述第一跟踪器处在包括多个跟踪器的阵列中；以及
与所述旋转机构通信的控制器，所述控制器包括与至少一个存储设备通信的至少一个处理器，并且其中所述多个跟踪器中的每个跟踪器与控制器相关联，其中所述至少一个处理器被编程为：
在所述至少一个存储设备中存储多个位置信息和用于基于对象相对于太阳的位置来确定阴影的布置的阴影模型；
确定太阳在第一特定时间点的位置；
从所述至少一个存储设备检索所述阵列中的多个跟踪器的高度信息，其中所述第一跟踪器的第一高度不同于所述阵列中的多个跟踪器中的第二跟踪器的第二高度；
基于所检索的高度信息和太阳的位置来执行阴影模型；
基于所执行的阴影模型来确定所述第一跟踪器的第一角度；
收集所述阵列中的多个跟踪器中的每个跟踪器的角度；
基于利用所述第一角度和与所述阵列中的多个跟踪器相关联的多个角度执行所述阴影模型来调整所述第一角度；以及
将指令发送到所述旋转机构以将所述跟踪器的平面改变至经调整的第一角度。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个处理器还被编程为：
收集所述多个跟踪器中的每个跟踪器的多个经调整的角度；以及
基于利用所述经调整的第一角度和所述多个经调整的角度执行所述阴影模型来调整所述经调整的第一角度。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述至少一个处理器还被编程为基于所述第一角度、所述多个角度和所述阴影模型来确定待收集的第一辐射量。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述至少一个处理器还被编程为：
基于所述经调整的第一角度、所述多个经调整的角度和所述阴影模型来确定待收集的第二辐射量；
将待收集的第一辐射量与待收集的第二辐射量进行比较；以及
基于所述比较来确定是发送针对所述第一角度的指令还是针对所述经调整的第一角度的指令。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个处理器还被编程为确定经调整的第一角度，以最大化待由所述阵列中的所述多个跟踪器收集的辐射量。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个处理器还被编程为将所述第一角度发送到与所述阵列中的多个跟踪器相关联的多个控制器。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个处理器还被编程为基于所执行的阴影模型来确定所述第一跟踪器的第一角度和所述阵列中的多个跟踪器的多个角度。
8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个处理器还被编程为：
确定太阳在第二特定时间点的第二位置；
基于所检索的高度信息和太阳的第二位置执行阴影模型；
基于所执行的阴影模型来确定所述第一跟踪器的第二角度；
收集所述多个跟踪器中的每个跟踪器的附加角度；
基于利用所述第二角度和与所述多个跟踪器相关联的多个附加角度执行所述阴影模型来调整所述第二角度；以及
将指令发送到所述旋转机构以将所述第一跟踪器的平面改变至经调整的第二角度。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述至少一个处理器还被编程为：
确定太阳的位置与太阳的第二位置之间的差值是否超过预定阈值；以及
如果所述差值超过所述预定阈值，则向所述旋转机构发送指令以将所述第一跟踪器的平面改变至所述经调整的第二角度。
10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一跟踪器的所述第一高度与所述第二跟踪器的所述第二高度之间的差值基于所述阵列所处的地形。
11.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一跟踪器处在第一行中，所述第一行包括在一行中的多个跟踪器，并且其中所述至少一个处理器被编程为指示所述第一行中的每个跟踪器将所述第一行中的所述多个跟踪器的平面改变至所述经调整的第一角度。
12.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个处理器还被编程为：
确定由所述第二跟踪器投射的第一阴影的第一位置；以及
确定所述第一跟踪器的所述经调整的第一角度以避开所述第一阴影。
13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述至少一个处理器还被编程为：
确定由所述第一跟踪器投射的第二阴影的第二位置；以及
确定所述第一跟踪器的经调整的第一角度以避免将所述第二阴影投射在所述多个跟踪器中的第三跟踪器上。
14.一种用于操作阵列中的第一跟踪器的方法，所述方法由与至少一个存储设备通信的至少一个处理器实施，所述方法包括：
在所述至少一个存储设备中存储多个位置信息和用于基于对象相对于太阳的位置来确定阴影的布置的阴影模型；
确定太阳在第一特定时间点的位置；
从所述至少一个存储设备检索所述阵列中的所述第一跟踪器和多个跟踪器的高度信息，其中所述第一跟踪器的第一高度不同于所述阵列中的多个跟踪器中的第二跟踪器的第二高度；
基于所检索的高度信息和太阳的位置执行阴影模型；
基于所执行的阴影模型来确定所述第一跟踪器的第一角度；
收集所述阵列中的所述多个跟踪器中的每个跟踪器的角度；
基于利用所述第一角度和与所述阵列中的所述多个跟踪器相关联的多个角度执行所述阴影模型来调整所述第一角度；以及
发送指令以将所述第一跟踪器的平面改变至经调整的第一角度。
15.根据权利要求14所述的方法，还包括：
收集所述多个跟踪器中的每个跟踪器的多个经调整的角度；
基于利用所述经调整的第一角度和所述多个经调整的角度执行所述阴影模型来调整所述经调整的第一角度；
基于所述第一角度、所述多个角度和所述阴影模型来确定待收集的第一辐射量；
基于所述经调整的第一角度、所述多个经调整的角度和所述阴影模型来确定待收集的第二辐射量；
将待收集的第一辐射量与待收集的第二辐射量进行比较；以及
基于所述比较来确定是发送针对所述第一角度的指令还是针对经调整的第一角度的指令。
16.一种用于阵列中的第一跟踪器的控制器，所述控制器包括与至少一个存储设备通信的至少一个处理器，所述至少一个处理器被编程为：
在所述至少一个存储设备中存储多个位置信息和用于基于对象相对于太阳的位置来确定阴影的布置的阴影模型；
确定太阳在第一特定时间点的位置；
从所述至少一个存储设备检索所述阵列中的所述第一跟踪器和多个跟踪器的高度信息，其中所述第一跟踪器的第一高度不同于所述阵列中的所述多个跟踪器中的第二跟踪器的第二高度；
基于所检索的高度信息和太阳的位置来执行阴影模型；
基于所执行的阴影模型来确定所述第一跟踪器的第一角度；
收集所述阵列中的所述多个跟踪器中的每个跟踪器的角度；
基于利用所述第一角度和与所述阵列中的所述多个跟踪器相关联的多个角度执行所述阴影模型来调整所述第一角度；以及
将指令发送到与所述第一跟踪器连接的旋转机构以将所述第一跟踪器的平面改变至经调整的第一角度。
17.根据权利要求16所述的控制器，其中，所述至少一个处理器还被编程为：
收集所述多个跟踪器中的每个跟踪器的多个经调整的角度；以及
基于利用所述经调整的第一角度和所述多个经调整的角度执行所述阴影模型来调整所述经调整的第一角度。
18.根据权利要求17所述的控制器，其中，所述至少一个处理器还被编程为：
基于所述第一角度、所述多个角度和所述阴影模型来确定待收集的第一辐射量；
基于所述经调整的第一角度、所述多个经调整的角度和所述阴影模型来确定待收集的第二辐射量；
将待收集的第一辐射量与待收集的第二辐射量进行比较；以及
基于所述比较来确定是发送针对所述第一角度的指令还是针对所述经调整的第一角度的指令。
19.根据权利要求16所述的控制器，其中，所述至少一个处理器还被编程为确定经调整的第一角度以最大化待由所述阵列中的所述多个跟踪器收集的辐射量。
20.根据权利要求16所述的控制器，其中，所述至少一个处理器还被编程为：
确定太阳在第二特定时间点的第二位置；
基于所检索的高度信息和太阳的第二位置执行阴影模型；
基于所执行的阴影模型来确定所述第一跟踪器的第二角度；
收集所述多个跟踪器中的每个跟踪器的附加角度；
基于利用所述第二角度和与所述多个跟踪器相关联的多个附加角度执行所述阴影模型来调整所述第二角度；以及
将指令发送到所述旋转机构以将所述第一跟踪器的平面改变至所述经调整的第二角度。
CN202180052758.8A 2020-07-14 2021-07-13 用于基于阵列级地形的回溯的系统和方法 Pending CN115968442A (zh)

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