CN203054615U - 平单轴联动跟踪系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种平单轴联动跟踪系统，用于跟踪调节太阳入射光线与光伏方阵法向之间的夹角，其包括计算太阳入射的高度角或方位角的太阳光线入射角度计算单元；检测光伏方阵转动位置的光伏方阵位置信号检测单元；将计算得出的所述太阳入射的高度角或方位角与光伏方阵法向高度角或方位角相比较，并根据比较结果发出控制信号的角度比较控制单元；接收所述控制信号并根据所述控制信号发出驱动信号的驱动单元；接收所述驱动信号并根据所述驱动信号被驱动从而调整光伏方阵转动位置的平单轴联动跟踪装置；所述光伏方阵位置信号检测单元被设置为将输出的光伏方阵位置信号输入到所述角度比较控制单元。本实用新型提供的平单轴联动跟踪系统能随时根据太阳的运动轨迹调整阵列表面位置，并且能精确获得光伏阵列的位置信号，具有高可靠性和准确性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种太阳能跟踪系统，特别涉及一种平单轴联动跟踪系统。
背景技术
在光伏电站中，光伏组件支架系统主要依靠其上的光伏阵列来吸收太阳辐射。光伏阵列吸收太阳辐射的大小与太阳辐射入射光线和阵列法向之间夹角即入射角θi有关，假设沿某一方向入射角太阳辐射强度为Eb，则光伏阵列实际所能利用的太阳辐射强度为Eb*COSθi。因此，要提高光伏阵列的太阳辐射利用率，就必须减小入射角θi。而对于地球表面任何固定的平面而言，射向该平面的太阳辐射光线的入射角随θi昼夜、季节的变化而变化。为及时反馈太阳光线的入射角，现普遍采用了太阳能跟踪系统。
目前太阳能跟踪系统主要分为主动跟踪和被动跟踪两种。被动式是利用传感器将太阳光是否垂直入射转变为电流信号，通过模拟调理电路加以处理。但由于在室外环境中，传感器易受灰尘、热斑等因素的影响，产生暗电流，从而导致所提供的跟踪信号不稳定。主动式是利用太阳运动的轨迹函数，由实时时钟来获得精确的时间信号，从而计算出不同时刻太阳的高度角与方位角。
因主动式跟踪系统能较好计算太阳的角度，因此主要采用这种系统。但目前的主动跟踪系统，其跟踪会出现误差，不能及时调整光伏组件的位置，导致太阳能的利用率较低，因此有必要设计出一种能够及时获取太阳光入射角度，并根据太阳光的入射角度调节光伏阵列位置的跟踪系统。
实用新型内容
本实用新型提供一种平单轴联动跟踪系统，解决了提高太阳能跟踪系统跟踪效率、提高光伏阵列位置的调节能力的技术问题。本实用新型的平单轴联动跟踪系统采用如下技术方案实现：
一种平单轴联动跟踪系统，包括：
计算太阳入射的高度角或方位角的太阳光线入射角度计算单元；
检测光伏方阵转动位置的光伏方阵位置信号检测单元；
将计算得出的所述太阳入射的高度角或方位角与光伏方阵法向高度角或方位角相比较，并根据比较结果发出控制信号的角度比较控制单元；
接收所述控制信号并根据所述控制信号发出驱动信号的驱动单元；
接收所述驱动信号并根据所述驱动信号被驱动从而调整光伏方阵转动位置的平单轴联动跟踪装置；
所述光伏方阵位置信号检测单元被设置为将输出的光伏方阵位置信号输入到所述角度比较控制单元。
作为上述技术方案的一个改进，该平单轴联动跟踪系统还包含用于检测太阳光强度并向所述角度比较控制单元发出启动和停止信号的光强度检测控制单元。
作为上述技术方案的改进，该平单轴联动跟踪系统还包含向所述驱动单元发出保护信号的保护单元。
作为上述技术方案的改进，所述光伏方阵位置信号检测单元采用绝对式光电编码器来检测光伏方阵法向位置。
作为上述技术方案的改进，该平单轴联动跟踪系统的所述平单轴联动跟踪装置包括支撑光伏方阵的支撑装置、传递电机驱动力的传动装置、以及用于联接所述支撑装置和所述传动装置的联接装置。
作为上述技术方案的改进，所述支撑装置由立体支柱和设置在立体支柱上的中间横梁组成。
作为上述技术方案的改进，所述联接装置由钢结构绗架及螺栓组成。
作为上述技术方案的改进，所述传动装置包括与中间横梁联接的摆臂，与摆臂相连接的、用于推动摆臂的推拉杆，以及与推拉杆相连接的电动推杆。
本实用新型的平单轴联动跟踪系统采用主动跟踪太阳光入射角度的方式，能随时根据太阳的运动轨迹调整阵列表面位置以减小入射角θi，在相同的入射条件下吸收比固定安装光伏阵列更多的太阳辐射能量，并且能精确获得光伏阵列的位置信号，具有高可靠性和准确性。
附图说明
图1是本实用新型一种平单轴联动跟踪系统的结构示意图。
图2是平单轴联动跟踪系统的跟踪装置的具体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步详细地说明。
图1是本实用新型一种平单轴联动跟踪系统的结构示意图，本实用新型提供的一种平单轴联动跟踪系统包括：计算太阳入射的高度角或方位角的太阳光线入射角度计算单元1；检测光伏方阵转动位置的光伏方阵位置信号检测单元2；将计算得出的所述太阳入射的高度角或方位角与光伏方阵法向高度角或方位角相比较，并根据比较结果发出控制信号的角度比较控制单元3；接收所述控制信号并根据所述控制信号发出驱动信号的驱动单元4；接收所述驱动信号并根据所述驱动信号被驱动从而调整光伏方阵转动位置的平单轴联动跟踪装置5；所述光伏方阵位置信号检测单元2被设置为将输出的光伏方阵位置信号输入到所述角度比较控制单元3。
其中，太阳光线入射角度计算单元1利用太阳运动的轨迹函数，由实时时钟来获得精确的时间信号，从而计算出不同时刻里，在天球坐标下的太阳光的高度角与方位角，再通过坐标变换，得出地平坐标系下的太阳光角度。光伏方阵位置信号检测单元2可以采用绝对式光电编码器来检测光伏方阵的位置信号。当角度比较控制单元3比较所述太阳光线和地平面的夹角与光伏方阵法向和地平面的夹角后，会根据比较结果发出控制信号给驱动单元4，驱动单元4接收控制信号并根据该控制信号发出驱动信号给平单轴联动跟踪装置5，之后平单轴联动跟踪装置5根据驱动信号被驱动从而调整光伏方阵的位置。所述光伏方阵位置信号检测单元2将输出的光伏方阵位置信号输入到所述角度比较控制单元3，即反馈光伏方阵法向高度角或方位角，所述角度比较控制单元3将太阳光的高度角或方位角与所述反馈的光伏方阵法向高度角或方位角进行比较，从而避免了当步进电机失步与堵转时，跟踪出现误差。优选地，平单轴联动跟踪系统还包括光强度检测控制单元6，用于检测太阳光强度并向角度比较控制单元3发出启动和停止信号。
优选地，平单轴联动跟踪系统还包括保护单元7，用于向所述驱动单元发出保护信号。
优选地，平单轴联动跟踪装置5包括支撑光伏方阵的支撑装置、传递电机驱动力的传动装置、以及用于联接支撑装置和传动装置的联接装置。其中，支撑装置由立体支柱和设置在立体支柱上的中间横梁组成，联接装置由钢结构绗架及螺栓组成，传动装置包括与中间横梁联接的摆臂，与摆臂相连接的、用于推动摆臂的推拉杆，以及与推拉杆相连接的电动推杆。整个平单轴联动跟踪装置通过电机驱动推杆来推动系统中央的推拉杆组合，通过光电码盘来读取跟踪角度，控制步进电机转数，从而实现平单轴联动跟踪。
以上所揭露的仅为本实用新型平单轴联动跟踪系统的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。
Claims (8)
1.一种平单轴联动跟踪系统，用于跟踪调节太阳入射光线与光伏方阵法向之间的夹角，其特征在于，包括：
计算太阳入射的高度角或方位角的太阳光线入射角度计算单元；
检测光伏方阵转动位置的光伏方阵位置信号检测单元；
将计算得出的所述太阳入射的高度角或方位角与光伏方阵法向高度角或方位角相比较，并根据比较结果发出控制信号的角度比较控制单元；
接收所述控制信号并根据所述控制信号发出驱动信号的驱动单元；
接收所述驱动信号并根据所述驱动信号被驱动从而调整光伏方阵转动位置的平单轴联动跟踪装置；
所述光伏方阵位置信号检测单元被设置为将输出的光伏方阵位置信号输入到所述角度比较控制单元。
2.如权利要求1所述的平单轴联动跟踪系统，其特征在于：还包含用于检测太阳光强度并向所述角度比较控制单元发出启动和停止信号的光强度检测控制单元。
3.如权利要求1所述的平单轴联动跟踪系统，其特征在于：还包含向所述驱动单元发出保护信号的保护单元。
4.如权利要求1所述的平单轴联动跟踪系统，其特征在于：所述光伏方阵位置信号检测单元采用绝对式光电编码器来检测光伏方阵法向位置。
5.如权利要求1所述的平单轴联动跟踪系统，其特征在于：所述平单轴联动跟踪装置包括支撑光伏方阵的支撑装置、传递电机驱动力的传动装置、以及用于联接所述支撑装置和所述传动装置的联接装置。
6.如权利要求5所述的平单轴联动跟踪系统，其特征在于：所述支撑装置由立体支柱和设置在立体支柱上的中间横梁组成。
7.如权利要求5所述的平单轴联动跟踪系统，其特征在于：所述联接装置由钢结构绗架及螺栓组成。
8.如权利要求5或6所述的平单轴联动跟踪系统，其特征在于：所述传动装置包括与中间横梁联接的摆臂，与摆臂相连接的、用于推动摆臂的推拉杆，以及与推拉杆相连接的电动推杆。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104898711A (zh) * | 2015-06-25 | 2015-09-09 | 河海大学常州校区 | 平单轴系统跟踪轨迹计算方法 |
| CN105159329A (zh) * | 2015-08-21 | 2015-12-16 | 兰州安德森能源科技有限公司 | 平单轴倾角固定跟踪装置 |
| CN106647824A (zh) * | 2017-02-20 | 2017-05-10 | 苏州金山太阳能科技有限公司 | 一种联动式单轴太阳能追踪器系统与推拉杆连接结构 |
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| CN106647824A (zh) * | 2017-02-20 | 2017-05-10 | 苏州金山太阳能科技有限公司 | 一种联动式单轴太阳能追踪器系统与推拉杆连接结构 |
| CN106647824B (zh) * | 2017-02-20 | 2020-04-07 | 苏州金山太阳能科技有限公司 | 一种联动式单轴太阳能追踪器系统与推拉杆连接结构 |
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