CN203606718U - 一种可使双轴太阳能跟踪支架发电功率最大的控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种可使双轴太阳能跟踪支架发电功率最大的控制系统，包括跟踪控制器、发电功率检测模块、实时时钟、GPS定位系统接收器、太阳光传感器、电源、电机驱动器、俯仰电机、水平回转电机、位置编码器，跟踪控制器分别与发电功率检测模块、实时时钟、GPS定位系统接收器、太阳光传感器、电源、电机驱动器、位置编码器一一对应相接，俯仰电机和水平回转电机分别与电机驱动器和位置编码器连接；太阳光传感器在双轴太阳能跟踪支架调整至其发电功率最大位置后，对应安装在太阳能模组固定架一侧的相应传感器安装位处。双轴太阳能跟踪支架在安装有太阳光传感器后，通过该太阳光传感器对太阳位置的实时检测，可实现其发电功率最大的高精度跟踪。
Description
技术领域
本实用新型涉及双轴太阳能跟踪支架高精度跟踪控制的技术领域，尤其是指一种可使双轴太阳能跟踪支架发电功率最大的控制系统。
背景技术
目前，市场上的双轴太阳能跟踪支架的控制方法主要有：时控，光控和最大功率追踪。
时控是根据支架所在的地理经度、纬度和实时时间通过高精度的天文学算法计算出太阳位置，通过控制执行机构带动支架运动到该位置。该方法为开环控制，由于受到支架安装精度，空气折射等因素的影响，误差相对较大，通常只能实现粗略的跟踪，很难达到精确跟踪。
光控是通过光传感器检测太阳的位置，控制器根据光传感器的检测结果控制支架运动。跟踪精度取决于传感器的检测精度和安装精度，不受支架安装精度的影响，理想的安装状态是光传感器的受光面与所有模组的受光面处在一组相互平行的平面内，以目前的安装技术，这种情况是很难办到的。
最大功率追踪是在时控的基础上发展而来，它是通过判断系统输出最大功率的位置对天文轨迹进行修正，由于每次修正之后仍然按天文轨迹运行，其跟踪精度仍然受到支架安装精度的影响，为了提高其跟踪精度，需要增加修正的次数，由于修正时是通过主动搜寻来寻找最大功率点，输出功率会有很大波动，因此，修正的次数也不能太过频繁，而且在进行最大功率校正时要求光照比较稳定，光照不稳会造成错误的判断。
对于高倍聚光发电的理想跟踪情况是使支架始终处在最大功率点上，采用时控是基本无法办到的，目前光传感器的检测精度能达到0.05°左右，完全能满足要求，但是通常采用水平尺固定安装，无法保证安装精度，因此光控也很难使支架运行在最大功率点上，采用最大功率追踪法虽能找到最大功率点，但不能使支架时时运行在最大功率点上，每隔一段时间就要校正一次，且校正时光强必须稳定。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种合理可靠、稳定、性能优越、控制方便快捷的可实现双轴太阳能跟踪支架发电功率最大的高精度跟踪的控制系统。
为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案为：一种可使双轴太阳能跟踪支架发电功率最大的控制系统，包括有跟踪控制器、用于检测出双轴太阳能跟踪支架发电功率最大位置的发电功率检测模块、用于提供当地时间的实时时钟、用于提供当地经纬度及对实时时钟提供的时间进行校正的GPS定位系统接收器、用于检测出太阳位置的太阳光传感器、电源、电机驱动器、用于带动双轴太阳能跟踪支架的太阳能模组固定架做俯仰运动的俯仰电机、用于带动双轴太阳能跟踪支架的支座和太阳能模组固定架做水平回转运动的水平回转电机、用于反馈双轴太阳能跟踪支架所处位置的位置编码器，所述支座装于双轴太阳能跟踪支架的立柱顶部，太阳能模组固定架装于该支座上，太阳能模组平铺装于该太阳能模组固定架上；所述跟踪控制器分别与发电功率检测模块、实时时钟、GPS定位系统接收器、太阳光传感器、电源、电机驱动器、位置编码器一一对应相接，俯仰电机和水平回转电机分别与电机驱动器和位置编码器连接；其中，所述太阳光传感器在双轴太阳能跟踪支架调整至其发电功率最大位置后，对应安装在太阳能模组固定架一侧的相应传感器安装位处，并保证其受光面与装于该太阳能模组固定架上的所有太阳能模组的受光面处于同一平面，双轴太阳能跟踪支架在安装有太阳光传感器后，通过该太阳光传感器对太阳位置的实时检测，可实现其发电功率最大的高精度跟踪。
所述跟踪控制器分别连接有定位开关、风速传感器、通讯接口、按键操作模块、数据存储模块。
所述通讯接口为485通讯接口。
本实用新型与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
1、可实现双轴太阳能跟踪支架发电功率最大的高精度跟踪，使得双轴太阳能跟踪支架能时时运行在最大功率点上；
2、能有效提升高倍聚光发电站的发电量，进而提升电站的效益。
附图说明
图1为本实用新型的结构框图。
图2为双轴太阳能跟踪支架的状态示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。
如图1和图2所示，本实施例所述的可使双轴太阳能跟踪支架发电功率最大的控制系统，包括有跟踪控制器1、用于检测出双轴太阳能跟踪支架发电功率最大位置的发电功率检测模块2、用于提供当地时间的实时时钟3、用于提供当地经纬度及对实时时钟提供的时间进行校正的GPS定位系统接收器4、用于检测出太阳位置的太阳光传感器5、电源6、电机驱动器7、用于带动双轴太阳能跟踪支架的太阳能模组固定架16-1做俯仰运动的俯仰电机8、用于带动双轴太阳能跟踪支架的支座16-2和太阳能模组固定架16-1做水平回转运动的水平回转电机9、用于反馈双轴太阳能跟踪支架所处位置的位置编码器10、定位开关11、风速传感器12、通讯接口13（具体为485通讯接口）、按键操作模块14、数据存储模块15，其中，所述支座16-2装于双轴太阳能跟踪支架的立柱顶部，太阳能模组固定架16-1装于该支座16-2上，太阳能模组17平铺装于该太阳能模组固定架16-1上；所述跟踪控制器1分别与发电功率检测模块2、实时时钟3、GPS定位系统接收器4、太阳光传感器5、电源6、电机驱动器7、位置编码器10、定位开关11、风速传感器12、通讯接口13、按键操作模块14、数据存储模块15一一对应相接，俯仰电机8和水平回转电机9分别与电机驱动器7和位置编码器10连接；所述太阳光传感器5在双轴太阳能跟踪支架调整至其发电功率最大位置后，对应安装在太阳能模组固定架16-1一侧的相应传感器安装位处，并保证其受光面与装于该太阳能模组固定架16-1上的所有太阳能模组17的受光面处于同一平面，双轴太阳能跟踪支架在安装有太阳光传感器5后，通过该太阳光传感器5对太阳位置的实时检测，可实现其发电功率最大的高精度跟踪。
以下为本实施例上述太阳光传感器5的具体安装过程：在安装前，实时时钟3提供系统运行的当地时间，GPS定位系统接收器4提供当地准确的经纬度和对实时时钟提供的时间进行校正，跟踪控制器1根据经纬度和时间通过天文算法计算出太阳的位置，之后控制俯仰电机8和水平回转电机9带动双轴太阳能跟踪支架运动到该位置，位置编码器10反馈双轴太阳能跟踪支架所处的位置，发电功率检测模块2可以检测出双轴太阳能跟踪支架发电功率最大的位置，使双轴太阳能跟踪支架运行在最大功率点上，之后安装上太阳光传感器5，并根据要求保证太阳光传感器5的受光面与太阳能模组固定架16-1上的所有太阳能模组17的受光面处于同一平面，即可完成太阳光传感器5的准确安装。由于太阳光传感器5在安装前，双轴太阳能跟踪支架已处于其发电功率最大的位置，因此，在太阳能模组固定架16-1上按要求安装好太阳光传感器5后，双轴太阳能跟踪支架往后只要通过该太阳光传感器5对太阳位置的实时检测，便可实现其发电功率最大的高精度跟踪，确保双轴太阳能跟踪支架能时时运行在最大功率点上，进而能有效提升高倍聚光发电站的发电量及电站的效益。
总之，在采用以上方案后，本控制系统能有效确保双轴太阳能跟踪支架发电功率最大的高精度跟踪的可靠，这相比现有技术，本实用新型的结构紧凑、稳定可靠、安装方便、控制精准，是一款理想实用的双轴太阳能跟踪支架控制系统，值得推广。
以上所述之实施例子只为本实用新型之较佳实施例，并非以此限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本实用新型的保护范围内。
Claims (3)
1.一种可使双轴太阳能跟踪支架发电功率最大的控制系统，其特征在于：包括有跟踪控制器（1）、用于检测出双轴太阳能跟踪支架发电功率最大位置的发电功率检测模块（2）、用于提供当地时间的实时时钟（3）、用于提供当地经纬度及对实时时钟提供的时间进行校正的GPS定位系统接收器（4）、用于检测出太阳位置的太阳光传感器（5）、电源（6）、电机驱动器（7）、用于带动双轴太阳能跟踪支架的太阳能模组固定架做俯仰运动的俯仰电机（8）、用于带动双轴太阳能跟踪支架的支座和太阳能模组固定架做水平回转运动的水平回转电机（9）、用于反馈双轴太阳能跟踪支架所处位置的位置编码器（10），所述支座装于双轴太阳能跟踪支架的立柱顶部，太阳能模组固定架装于该支座上，太阳能模组平铺装于该太阳能模组固定架上；所述跟踪控制器（1）分别与发电功率检测模块（2）、实时时钟（3）、GPS定位系统接收器（4）、太阳光传感器（5）、电源（6）、电机驱动器（7）、位置编码器（10）一一对应相接，俯仰电机（8）和水平回转电机（9）分别与电机驱动器（7）和位置编码器（10）连接；其中，所述太阳光传感器（5）在双轴太阳能跟踪支架调整至其发电功率最大位置后，对应安装在太阳能模组固定架一侧的相应传感器安装位处，并保证其受光面与装于该太阳能模组固定架上的所有太阳能模组的受光面处于同一平面，双轴太阳能跟踪支架在安装有太阳光传感器（5）后，通过该太阳光传感器（5）对太阳位置的实时检测，可实现其发电功率最大的高精度跟踪。
2.根据权利要求1所述的一种可使双轴太阳能跟踪支架发电功率最大的控制系统，其特征在于：所述跟踪控制器（1）分别连接有定位开关（11）、风速传感器（12）、通讯接口（13）、按键操作模块（14）、数据存储模块（15）。
3.根据权利要求2所述的一种可使双轴太阳能跟踪支架发电功率最大的控制系统，其特征在于：所述通讯接口（13）为485通讯接口。
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| CN105549624A (zh) * | 2015-12-21 | 2016-05-04 | 无锡信大气象传感网科技有限公司 | 基于gps的光伏系统受照角度自适应调整方法 |
| CN106155117A (zh) * | 2016-09-09 | 2016-11-23 | 四川中惯科技股份有限公司 | 光伏板太阳能自动跟踪系统 |
| CN110456830A (zh) * | 2019-08-16 | 2019-11-15 | 南京理工大学 | 一种太阳能帆板对日定向驱动系统及其对日定向方法 |
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