CN208298024U - 用于调整发电系统太阳能板最佳角度的球型光电调整系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于调整发电系统太阳能板最佳角度的球型光电调整系统，包括光电球型模型、传感器模块、一个双轴控制的发电系统太阳能板角度跟踪支架及用于控制该支架俯仰角度和水平角度的第一、第二步进电机，以及用于接收传感器模块信号给第一、第二步进电机发出调整控制的控制器；光电球模型包括有球型框架，球型框架的整个球面覆盖有光伏板，每块光伏板与传感器模块连接，传感器模块集成有能实现功率测量、最大功率比较和无线发射信号功能的电路，传感器模块和控制器之间无线连接；本实用新型可实现发电系统太阳能板角度跟踪支架发电功率最大的高精度跟踪。

Description

用于调整发电系统太阳能板最佳角度的球型光电调整系统

技术领域

本实用新型涉及太阳能发电的技术领域，尤其是指一种用于调整发电系统太阳能板最佳角度的球型光电调整系统。

背景技术

随着社会的进步，人们对能源的要求越来越高，但是现有的电力能源主要来源于火电、水电、核电。但是以上这些能源并不太符合人类社会的可持续发展的要求，因而人们开始聚焦到取之不尽、清洁无害的太阳能身上。1994年，全球太阳能发电总量只有69MW，而2004年就接近1200MW，在10年期间增长了17倍。据专家预测太阳能光伏产业在二十一世纪将会超过核电成为最重要的基础能源之一。

从太阳能获得电力，需要通过太阳电池能进行光电转化。现今太阳能发电系统的主要组成成分是太阳能电池、蓄电池、逆变器、控制器，其中太阳能电池在整个系统地位极其重要。目前的光伏板由于受技术和经济的因素影响而大多采用固定位置的安装模式或者可以人工矫正的半固定安装模式。并且在还没研制出高效率的太阳能吸收材料的现况，对于自动追踪太阳位置调整光伏板的最佳角度从而提高太阳能的利用率具有极其重要的意义。

对于太阳能追踪系统如果按照检测的方式来划分，主要分为：①光电检测方式追踪，②视日轨迹追踪，③光电检测和视日轨迹相结合的追踪方式。

对于光电检测的方法，以往的大多数是使用了光敏电阻组成一定的分布模型，然后通过遮光和透入一小孔的光来领各个方位的光敏电阻的阻值因为受光不同而产生不同，从而确定了太阳的方位。此种检测方法在弱光环境和因为光敏电阻本身存在的差异和遮光材料的使用而对太阳方位的确定造成一定的误差，并且不能完全体现出所测得的角度定能让光伏板对太阳能的利用达到当时的最大利用率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提出了一种用于调整发电系统太阳能板最佳角度的球型光电调整系统，突破传统利用光敏电阻测量太阳方位而产生的高误差和对阴天情况反应较差的问题，让系统能实时准确地测量出当时环境的太阳能板的最佳角度，降低测量系统所存在的系统误差，增加发电系统对于太阳能的利用率。

为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案为：用于调整发电系统太阳能板最佳角度的球型光电调整系统，包括有用于模拟各个角度发电情况的光电球型模型、用于实现测量出光电球型模型上光伏发电信息的传感器模块、一个双轴控制的发电系统太阳能板角度跟踪支架及用于控制该支架俯仰角度的第一步进电机和用于控制该支架水平角度的第二步进电机，以及用于接收传感器模块信号给第一、第二步进电机发出调整控制的控制器；其中，所述光电球模型包括有球型框架，所述球型框架上划分有多个网格，且每个网格上均安装有光伏板，以使得球型框架的整个球面覆盖上光伏板，且每块光伏板均与设在光电球模型附近的传感器模块连接，所述传感器模块集成有能实现功率测量、最大功率比较和无线发射信号功能的电路，所述控制器安装于发电系统太阳能板角度跟踪支架附近，所述发电系统太阳能板角度跟踪支架上平铺有光伏发电的太阳能板，所述传感器模块和控制器之间通过无线连接的方式进行信号传输；所述传感器模块通过测量和比较球面上所有光伏板的发电状况，选择出最佳发电情况所处角度传输给控制器，再由控制器控制两个步进电机来调整发电系统太阳能板角度跟踪支架处于最佳的摆放角度，实现发电系统太阳能板角度跟踪支架发电功率最大的高精度跟踪，使得发电系统太阳能板角度跟踪支架能时时运行在最大功率点上。

所述光电球型模型是由一中空立柱进行支撑。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

1、本实用新型能把发电系统中的太阳能板运行情况实际模拟化，通过利用球面上多块光伏板对不同方位的放置而产生不同的功率，进而通过利用最大发电功率的光伏板的方位来确定出当时环境太阳能板对太阳能最大利用率的最佳放置角度，实现实时监测发电系统所在环境之中的最佳角度的放置情况，能充分地把当时环境的光能进行最大化的利用，实现发电系统太阳能板角度跟踪支架发电功率最大的高精度跟踪，使得发电系统太阳能板角度跟踪支架能时时运行在最大功率点上。

2、本实用新型摆脱了对遮光材料的依赖，确保了不会由于遮光器材的高度等问题而引起的误差，降低了系统误差。

3、本实用新型避免了因光照不均匀导致不同位置光敏材料自身的温度不同，从而使不同光敏材料自身的环境条件不同而带来的位置确定的误差。

4、本实用新型在大型光伏发电系统中具有广泛的使用空间，可有效提升发电站的发电量，进而提升电站的效益，具有实际推广价值。

附图说明

图1为本实用新型的球型光电调整系统的结构示意图。

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。

参见图1所示，本实施例所提供的用于调整发电系统太阳能板最佳角度的球型光电调整系统，包括有用于模拟各个角度发电情况的光电球型模型1、用于实现测量出光电球型模型上光伏发电信息的传感器模块2、一个双轴控制的发电系统太阳能板角度跟踪支架3及用于控制该支架俯仰角度的第一步进电机(图中未画出)和用于控制该支架水平角度的第二步进电机(图中未画出)，以及用于接收传感器模块信号给第一、第二步进电机发出调整控制的控制器4；其中，所述光电球模型1包括有球型框架13及用于支撑该球型框架13的中空立柱12(也能供走线之用)，所述球型框架13上划分有多个网格，且每个网格上均安装有光伏板11，以使得球型框架13的整个球面覆盖上光伏板11，由于球面上铺满光伏板11(360°全方位测量)，所以能把当时环境中最佳的发电角度实际测量出来，每块光伏板11均与设在光电球模型1附近的传感器模块2连接，所述传感器模块2集成有能实现功率测量、最大功率比较和无线发射信号功能的电路，所述控制器4安装于发电系统太阳能板角度跟踪支架3附近，控制器4具有无线信号接收、控制信号处理与输出的功能；所述发电系统太阳能板角度跟踪支架3上平铺有光伏发电的太阳能板31，所述传感器模块2和控制器4之间通过无线连接的方式进行信号传输；所述传感器模块2通过测量和比较球面上所有光伏板11的发电状况，能够选择出最佳发电情况所处的角度传输给控制器4，再由控制器4控制两个步进电机来调整发电系统太阳能板角度跟踪支架3处于最佳的摆放角度，实现发电系统太阳能板角度跟踪支架3发电功率最大的高精度跟踪，使得发电系统太阳能板角度跟踪支架3能时时运行在最大功率点上。

在安装使用前，控制器4中应该保存有当前发电系统中太阳能板31的位置数据和光电球型模型1中所有光伏板11的位置数据，能够按照角度差进行调节步进电机运动，从而调整发电系统中太阳能板31的角度为最佳的照射角度。

以上所述实施例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 (2)

1.用于调整发电系统太阳能板最佳角度的球型光电调整系统，其特征在于：包括有用于模拟各个角度发电情况的光电球型模型、用于实现测量出光电球型模型上光伏发电信息的传感器模块、一个双轴控制的发电系统太阳能板角度跟踪支架及用于控制该支架俯仰角度的第一步进电机和用于控制该支架水平角度的第二步进电机，以及用于接收传感器模块信号给第一、第二步进电机发出调整控制的控制器；其中，所述光电球模型包括有球型框架，所述球型框架上划分有多个网格，且每个网格上均安装有光伏板，以使得球型框架的整个球面覆盖上光伏板，且每块光伏板均与设在光电球模型附近的传感器模块连接，所述传感器模块集成有能实现功率测量、最大功率比较和无线发射信号功能的电路，所述控制器安装于发电系统太阳能板角度跟踪支架附近，所述发电系统太阳能板角度跟踪支架上平铺有光伏发电的太阳能板，所述传感器模块和控制器之间通过无线连接的方式进行信号传输；所述传感器模块通过测量和比较球面上所有光伏板的发电状况，选择出最佳发电情况所处角度传输给控制器，再由控制器控制两个步进电机来调整发电系统太阳能板角度跟踪支架处于最佳的摆放角度，实现发电系统太阳能板角度跟踪支架发电功率最大的高精度跟踪，使得发电系统太阳能板角度跟踪支架能时时运行在最大功率点上。

2.根据权利要求1所述的用于调整发电系统太阳能板最佳角度的球型光电调整系统，其特征在于：所述光电球型模型是由一中空立柱进行支撑。