CN209560113U - 日照分析装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及太阳能技术领域，具体公开了一种日照分析装置，包括基座，具有半球形弧面；多个光伏芯片，贴附于基座的外壁面，用于将太阳能转换为电能；数据处理器，与光伏芯片电连接，用于采集各个光伏芯片的电能数据，并基于电能数据捕捉到电能最大的光伏芯片的位置，以确定实时太阳照射角。该装置利用基座的球面特性，即任意时刻都能有一个方向的光线是垂直与球面的原理，当该日照分析装置置于日光下，通过光伏芯片将太阳能转化为电能，数据处理器从所采集到的所有电能数据中捕捉到电能最大的光伏芯片的位置，而光伏芯片输出电能最大的区域为太阳垂直照射区，无需时间控制器即可实时采样太阳照射角，提高了确定出的太阳照射角的准确性。

Description

日照分析装置

技术领域

本实用新型涉及太阳能技术领域，具体涉及日照分析装置。

背景技术

由于在不同季节中日照时长以及日照位置会随时间的变化而变化，对于太阳能发电系统而言，要保证最大的发电效率就需要对日照位置进行追踪。因此，在太阳能发电系统中通常设置有日照追踪器，用于对日照位置进行追踪。

日照追踪器一般是将人为的根据季节、日照时长等物理信息记录于时间控制器中，时间控制器根据时间对应地反馈信息给控制器，以便于调节日照追踪器的驱动装置。

然而，上述技术方案中，当时间控制器出现走数差异或错误时，日照追踪器捕捉到的太阳照射角将会存在较大的误差，从而导致发电量甚至直接的经济损失。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种日照分析装置，以解决时间控制器所确定出的太阳照射角的准确定偏低的问题。

根据第一方面，本实用新型实施例提供了一种日照分析装置，包括：

基座，具有半球形弧面；

多个光伏芯片，贴附于所述基座的外壁面；所述光伏芯片用于将太阳能转换为电能；

数据处理器，与所述光伏芯片电连接；所述数据处理器用于采集各个所述光伏芯片的电能数据，并基于所述电能数据捕捉到所述电能最大的所述光伏芯片的位置，以确定实时太阳照射角。

本实用新型实施例提供的日照分析装置，利用基座的球面特性，即任意时刻都能有一个方向的光线是垂直与球面的原理，当该日照分析装置置于日光下，通过光伏芯片将太阳能转化为电能，数据处理器从所采集到的所有电能数据中捕捉到电能最大的光伏芯片的位置，而光伏芯片输出电能最大的区域为太阳垂直照射区。因此，该日照分析装置无需时间控制器即可实时采样太阳照射角，提高了所确定出的太阳照射角的准确性。

结合第一方面，在第一方面第一实施方式中，所述基座的半球形弧面上开设有若干通孔，所述光伏芯片的连接线通过所述通孔与所述数据处理器电连接。

本实用新型实施例提供的日照分析装置，通过在半球弧面上开设通孔用于连接线的通过，便于该日照分析装置的布线。

结合第一方面第一实施方式，在第一方面第二实施方式中，所述通孔与所述光伏芯片一一对应。

本实用新型实施例提供的日照分析装置，通过在基座的半球形弧面对应于每个光伏芯片的位置上开设有通孔，避免了连接线从相邻光伏芯片之间的间隙引出，能够减小相邻光伏芯片之间的间隙，保证了光伏芯片贴附的紧密性，提高了该日照分析装置所确定出的太阳照射角的准确性。

结合第一方面第一实施方式，在第一方面第三实施方式中，所述数据处理器包括：

数据采集控制器，与所述光伏芯片电连接；所述数据采集控制器用于采集各个所述光伏芯片的电能数据；

处理器，与所述数据采集控制器电连接，用于基于所述电能数据捕捉到所述电能最大的所述光伏芯片的位置，以确定实时太阳照射角。

本实用新型实施例提供的日照分析装置，通过数据采集控制器采集各个光伏芯片所产生的电能，并将所采集的数据发送给处理器进行处理，提高了数据处理的效率，从而保证了处理器所确定出的太阳照射角的实时性。

结合第一方面，在第一方面第四实施方式中，所述基座的弧面外表面设置有若干凹槽，光伏芯片安装于所述凹槽中。

本实用新型实施例提供的日照分析装置，在基座的弧面外表面设置有若干凹槽，将光伏芯片制作成与凹槽相对应的形状，通过卡接可以将芯片安装在凹槽内，方便光伏芯片的安装与损坏后的更换，凹槽的形状可以设置为六边形等形状，使相邻的两个芯片能够保证紧密性，从而提高采样精度。

结合第一方面、第一方面第一实施方式至第一方面第四实施方式中任一项，在第一方面第五实施方式中，所述装置还包括：

保护罩，罩设在所述基座的外壁面；其中，所述光伏芯片位于所述保护罩与所述基座之间。

本实用新型实施例提供的日照分析装置，通过在基座的外壁面罩设保护罩，以实现对光伏芯片的保护。

结合第一方面，在第一方面第六实施方式中，所述基座还包括有安装面；其中，所述安装面与所述半球形弧面形成密闭腔体；所述数据处理器设置在所述密闭腔体内，并固定在所述安装面上。

本实用新型实施例提供的日照分析装置，通过在日照分析装置中设置有安装面，一方面能够实现对光伏芯片的保护，另一方面能够保证该日照分析装置的水平安装，以提高日照分析的准确性。

结合第一方面第六实施方式，在第一方面第七实施方式中，所述安装面具有磨砂层。

本实用新型实施例提供的日照分析装置，由于磨砂层的存在，能够避免安装面的反光干扰数据的采集与分析，提高了日照分析准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本实用新型实施例的日照分析装置的一个结构示意图；

图2是根据本实用新型实施例的日照分析装置的又一个结构示意图；

图3是根据本实用新型实施例的日照分析装置的再一个结构示意图；

图4是根据本实用新型实施例的日照追踪系统的结构示意图；

附图标记：

10－基座；

20－光伏芯片；

31－数据采集控制器；32－处理器；

40－日照追踪装置。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例提供了一种日照分析装置，如图1所示，该装置包括：基座10、多个光伏芯片20以及数据处理器。

其中，基座10具有半球形弧面，该基座10可以是通过模具制作半球弧面，例如以硬树脂为基层材料；在制作该基座10时可以是先通过三维设计好光伏芯片20的平铺区域，例如在基座10上标记出各个光伏芯片20的位置，后续在安装光伏芯片时，仅需将光伏芯片20贴附于对应的分格内即可，或者在基座10的外表面设置若干紧密排布的凹槽，将芯片设置为与凹槽相同大小的形状，可使芯片卡接于基座的凹槽中，方便芯片的安装，以及芯片损坏后的更换。

光伏芯片20设置于基座10的外壁面，用于将太阳能转换为电能。该光伏芯片20的具体设置数量可以根据实际情况进行具体设置，在此对其数量并不做任何限定，其中，光伏芯片20之间的紧密度越高，该日照分析装置对于太阳照射角的定位精度越高。此外，对于光伏芯片20的形状也并不做任何限定，只需保证该光伏芯片20能够设置于基座10的外壁面即可。可选地，光伏芯片20可采用太阳能薄膜芯片制作，也可采用硅片制作等等。

光伏芯片20用于将太阳能转换为电能，同时光伏芯片20与数据处理器电连接。该数据处理器用于采集各个光伏芯片20的电能，并比较各个光伏芯片20对应的电能的大小，确定出所有采集到的最大电能；利用确定出的最大电能捕捉到对应于该最大电能的光伏芯片的位置，从而利用捕捉到的光伏芯片的位置即可确定实时太阳照射角。

具体地，如图2所示，数据处理装置可以是通过检测各个光伏芯片的输出功率，即确定出最大输出功率对应的光伏芯片20，例如图2中的光伏芯片A。若某一时刻捕捉到光伏芯片A的输出功率最大，通过该光伏芯片A相对于整个基座10的位置即可确定出实时太阳照射角。如图2所示，在贴附光伏芯片20之前，可以在基座10表面确定各个光伏芯片20的位置，并将各个光伏芯片20的位置形成数据库存储与数据处理器中。在对该日照分析装置设计时，需配合水平尺找平场地。在该日照分析装置工作过程中，数据处理器捕捉到输出功率最大的光伏芯片20之后，可以利用实现存储的数据库确定出该光伏芯片20相对于基座10的位置。在图2中，光伏芯片20相对于基座10的坐标为(a，b，c)，基于该坐标确定出该光伏芯片20相对于水平地面的偏转角度，该角度即可以认为是此时的太阳照射角。

本实施例提供的日照分析装置，利用基座10的球面特性，即任意时刻都能有一个方向的光线是垂直与球面的原理，当该日照分析装置置于日光下，通过光伏芯片20将太阳能转化为电能，数据处理器从所采集到的所有电能数据中捕捉到电能最大的光伏芯片20的位置，而光伏芯片20输出电能最大的区域为太阳垂直照射区。因此，该日照分析装置无需时间控制器即可实时采样太阳照射角，提高了所确定出的太阳照射角的准确性。

其中，光伏芯片20采用连接线(即，导线)与数据处理器电连接，即每一个光伏芯片20都存在对应的连接线，该连接线用于连接该光伏芯片20与数据处理器。

作为本实施例的一种可选实施方式，在基座10的半球形弧面上开设有若干通孔，光伏芯片20的连接线通过通孔与数据处理器电连接。其中，可以是多个光伏芯片20通过同一个通孔与数据处理器电连接，光伏芯片20的连接线可以沿相邻光伏芯片20之间的间隙引出。

本实施例的日照分析装置在半球弧面上开设通孔用于连接线的通过，便于该日照分析装置的布线。

进一步可选地，基座10的半球形弧面上开设的通孔与光伏芯片20一一对应，即所开设的通孔数量与光伏芯片20的数量相同。在基座10的半球形弧面对应于每一个光伏芯片20的位置上开设有通孔，从光伏芯片20所引出的连接线直接通过各自对应的连接线即可实现与数据处理器的电连接。

通过在基座10的半球形弧面对应于每个光伏芯片20的位置上开设有通孔，避免了连接线从相邻光伏芯片20之间的间隙引出，能够减小相邻光伏芯片20之间的间隙，保证了光伏芯片20贴附的紧密性，提高了该日照分析装置所确定出的太阳照射角的准确性。

作为本实施例的另一种可选实施方式，如图3所示，该日照分析装置中的数据处理器包括有数据采集控制器31以及处理器32。

其中，数据采集控制器31利用连接线与各个光伏芯片20电连接，该数据采集器31获取各个光伏芯片20所产生的电能，并将获取到的电能数据发送给处理器32进行处理。

处理器32与数据采集控制器31电连接，用于基于数据采集控制器31所采集的电能数据捕捉到电能最大的光伏芯片20的位置，以确定实时太阳照射角。具体地，处理器32比较各个电能的大小，确定出电能最大的光伏芯片20的位置，然后在计算出该光伏芯片20相对于基座10的坐标以及偏转角度，从而利用计算出的偏转角度确定实时太阳照射角。

可选地，该日照分析装置中的光伏芯片20可以为六边形。将光伏芯片20设置为六边形能够保证相邻光伏芯片之间的贴覆紧密性，使得光伏芯片能够覆盖基座的整个半球形弧面，提高了采样精度，以确保日照分析的准确性。

此外，该光伏芯片20也可以为其他多边形；在整个基座10的外壁面上所贴附的光伏芯片20可以有多种多边形的，例如四边形与六边形、六边形与八边形等等。本实施例中对光伏芯片20的形状以及基座10外壁面上所贴附的光伏芯片20的形状组合并不做任何限定，只需保证所有光伏芯片20能够贴附基座10的整个外壁面即可。

作为本实施例的另一种可选实施方式，该日照分析装置还包括有罩设在基座10外壁面的保护罩，该保护罩的存在使得光伏芯片20位于保护罩与基座10之间。通过在基座的外壁面罩设保护罩，以实现对光伏芯片20的保护。其中，该保护罩可以是采用毛面玻璃制备。

可选地，如图2所示，基座10还包括有安装面11；其中，该安装面11与基座10的半球形弧面形成密闭腔体。所述数据处理器设置在该密闭腔体内，并固定在安装面上。

通过在日照分析装置中设置有安装面11，能够保证该日照分析装置的水平安装，以提高日照分析的准确性。

进一步地，该安装面11具有磨砂层。由于磨砂层的存在，能够避免安装面的反光干扰数据的采集与分析，提高了日照分析准确性。

作为本实施例的一个具体应用实例，对该日照分析装置的分析以及安装进行详细描述如下：

1、通过模具制作半球形弧面，以硬树脂为基层材料，制作该基层材料时应三维设计好光伏芯片20的平铺区域。通过粘接涂料将光伏芯片20粘贴于对应的分格内，并将连接线(含正负极)穿孔引入球体内部。光伏芯片20贴片可紧密粘贴，紧密度越高定位越精。

2、粘贴光伏芯片20以前需通过精密仪表对每一片光伏芯片20进行测量，各芯片功率误差应控制在有效功率的1％以内。

3、在球体内部安放数据采集控制器31，并将所有光伏芯片20正负极接线接入数据采集控制器31。该日照分析装置运行后，利用数据采集控制器31可采集各块光伏芯片20的实时功率，通过处理器32分析后捕捉到实时功率最大的光伏芯片20的位置。根据光伏发电特性，光伏电池20在垂直照射光线的情况下可达到最大转换效率，那么该区域可判定为垂直光线照射角度位置，通过原设定好的程序分析出该光伏芯片20的坐标，经过系统换算，可判断出实时太阳照射角。

4、在粘贴光伏芯片20后采用球形毛面玻璃作为保护罩，并将该日照分析装置整体安放于实心块体上。在日照分析装置内部电气连接完成后需做密封处理，防护等级设定为IP67，块体表面为深灰色粗糙磨面，避免反光干扰数据采集及分析。

5、该日照分析装置设计时作南朝向和北朝向标记，安装时根据指南针方位准确定位，且需配合水平尺找平场地；工作时根据信号反馈，将信号传输给后续的日照跟踪设备，调节太阳能发电组件倾角，从而达到最大发电效果。

其中，该日照分析装置可以应用于日照追踪系统中，如图4所示，日照分析装置的所确定出的太阳照射角度发送给日照追踪装置40，通过控制器调整日照追踪装置40中的太阳能发电组件的倾角，使得此时太阳光直射在太阳能发电组件表面，以保证太阳能发电组件能够达到最大的发电效果。具体地，日照追踪装置40中的太阳能发电组件的倾角随着日照分析装置所确定的太阳照射角度而调整，从而达到最大的发电效果。

虽然结合附图描述了本实用新型的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (8)

1.一种日照分析装置，其特征在于，包括：

基座，具有半球形弧面；

多个光伏芯片，贴附于所述基座的外壁面；所述光伏芯片用于将太阳能转换为电能；

数据处理器，与所述光伏芯片电连接；所述数据处理器用于采集各个所述光伏芯片的电能数据，并基于所述电能数据捕捉到所述电能最大的所述光伏芯片的位置，以确定实时太阳照射角。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述基座的半球形弧面上开设有若干通孔，所述光伏芯片的连接线通过所述通孔与所述数据处理器电连接。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述通孔与所述光伏芯片一一对应。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述数据处理器包括：

数据采集控制器，与所述光伏芯片电连接；所述数据采集控制器用于采集各个所述光伏芯片产生的电能；

处理器，与所述数据采集控制器电连接，用于基于所述电能数据捕捉到所述电能最大的所述光伏芯片的位置，以确定实时太阳照射角。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述基座的弧面外表面设置有若干凹槽，光伏芯片安装于所述凹槽中。

6.根据权利要求1－5中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

保护罩，罩设在所述基座的外壁面；其中，所述光伏芯片位于所述保护罩与所述基座之间。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述基座还包括有安装面；其中，所述安装面与所述半球形弧面形成密闭腔体；所述数据处理器设置在所述密闭腔体内，并固定在所述安装面上。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述安装面具有磨砂层。