CN211718767U - 一种自动测定最优跟踪角的传感装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种自动测定最优跟踪角的传感装置，包括圆弧支架，所述圆弧支架外表面沿周向间隔布置的若干块光伏发电板，与光伏发电板电连接的控制器，所述控制器计算每块光伏发电板根据光照反馈回的电压、电流，找出发电功率最大的光伏发电板，将所述光伏发电板对应的预设倾角信息发送至光伏跟踪器的控制系统，控制系统再控制每个太阳能方阵群参照上述倾角信息运行到最佳跟踪角，无需驱动机构即可获得最大发电功率效率的倾角信息，从而节约设备的制造成本和使用成本，且不受机械误差和计算测定误差影响，设备精度较高，运行稳定性好。

Description

一种自动测定最优跟踪角的传感装置

技术领域

本实用新型涉及光伏跟踪器领域，具体涉及一种自动测定最优跟踪角的传感装置。

背景技术

目前光伏跟踪器普遍都是采用天文算法，根据由GPS定位的当地经纬度和时间，计算出高度角和方位角，根据高度角和方位角，计算出当前最佳跟踪角，然后通过驱动执行机构，带动整个光伏方阵群，转到最佳角；这种方式跟踪精度比较容易受到当地时间和经纬度设定的影响，特别是获取经纬度和当地时间的GPS传感器如果出了问题，则会影响跟踪精度。

也有光伏跟踪装置将驱动装置直接连接于转动机构，从而驱动转动机构旋转以跟踪太阳光线的入射角度，这种方式由于机械驱动和循环扫描模式，容易出现跟踪延时和精度不高的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种最佳跟踪角的新型监测装置，无需通过当地的经纬度和时间，计算出高度角和方位角来得到当前最佳跟踪角，也不需要通过特定的转子驱动装置去跟踪太阳光线的入射角度。

为了达到上述目的，本实用新型通过以下技术方案来实现：

一种自动测定最优跟踪角的传感装置，包括圆弧支架，所述圆弧支架外表面沿周向间隔布置的若干块光伏发电板，与光伏发电板电连接的控制器，所述控制器通过每块光伏发电板根据光照反馈回的电压、电流值，找出发电功率最大的光伏发电板，将所述光伏发电板对应的预设倾角信息发送至光伏跟踪器的控制系统，控制系统再控制每个太阳能方阵群参照上述倾角信息运行到最佳跟踪角。

优选地，所述光伏发电板在支架上周向分布的间隔圆心角为0.5～2°，每块光伏发电板间在支架上周向分布的隔圆心角代表着光伏跟踪器的跟踪精度，精度可以通过调整光伏发电板在支架上的数量来设置，从而改变每块光伏发电板对应的间隔圆心角的角度大小，进而按照实际需要进行精度调整，方便对各种不同精度需求进行定制。

优选地，所述支架由多个并列的圆弧支架组成，每个圆弧支架外表面沿周向布置的若干光伏发电板，且相邻圆环支架上的光伏发电板沿周向同一方向偏移设置。减少圆弧支架的直径，提高抗外力破坏，缩小的设备直径可以节省材料；同等直径下的单片光伏发电板可以周向长度变长，使得单片光伏发电板的单个面积增大，从而让单片光伏发电板上测量到的光照功率更精确；光伏发电板沿周向同一方向偏移设置，为了使相邻的光伏发电板之间形成一定圆心角度差，从而解决单片光伏发电板在周向长度变长后倾角精度变低的问题，同样在单片光伏发电板在周向长度不变的情况下，增加多个并列的圆弧支架和光伏发电板沿周向同一方向偏移设置有利于提高倾角的精度。

优选地，所述光伏发电板在相邻并列的圆弧支架上沿周向同向偏移的圆心角为0.5～2°；这个圆心角的大小可以根据实际需要的精度调整，方便对各种不同精度需求进行定制。

优选地，所述圆弧支架为圆环或半圆环。根据太阳光的照射特点，圆环的结构最有利于均匀沿周向布置光伏发电板，使得每块光伏发电板可以做到尺寸一致，利于生产，降低生产成本；同时圆环的结构也更有利于找出发电功率最大的光伏发电板，使得光伏跟踪效果更好。

优选地，所述圆环支架上沿周向均匀布置的若干光伏发电板占据圆环的上半圆环的角度为180°；根据太阳光的照射特点，圆环结构上的光伏发电板只做到最大180°，完全满足光伏跟踪的要求，节约光伏发电板的用量，节省成本。

优选地，所述控制器通过每片光伏发电板根据光照反馈回的电压、电流，进行发电功率效率运算，如MPPT运算或其它智能算法，找出发电功率最大的光伏发电板。

优选地，所述控制器通过有线通信RS485,RS422，以太网或无线通信Zigbee,Lora,NB-IOT,WiFi，802.11等协议将最佳倾角信息发送至光伏跟踪器并控制方阵群参照上述倾角信息进行跟踪。

本实用新型通过在圆弧支架外表面沿周向间隔布置若干光伏发电板，通过控制器检测每个角度上光伏发电板的发电功率效率数据，自动比对此数据，将最佳的发电功率效率的光伏发电板的预设倾角角度发送给光伏跟踪器的控制系统，控制系统再控制每个方阵运行到最佳跟踪角，无需驱动机构即可获得最大发电功率效率的倾角信息，从而节约设备的制造成本和使用成本，且不受机械误差和计算测定误差影响，设备精度较高，运行稳定性好。

附图说明

图1是本实用新型的单列传感装置结构示意图；

图2是本实用新型的多个并列传感装置结构示意图；

图3是本实用新型单列传感装置的圆环结构上光伏发电板占上部180°时的结构示意图；

图4是本实用新型多个并列传感装置的圆环结构上光伏发电板占上部180°时的结构示意图；

图5是本实用新型相邻圆弧支架上的光伏发电板沿周向同一方向偏移设置的结构示意图；

图6是本实用新型实际应用时的系统流程图。

附图中，支架1，光伏发电板2，控制器3，底座4，电缆5。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面结合附图，对本实用新型的实施作进一步详细的描述：

如图1所示，一种自动测定最优跟踪角的传感装置，包括圆弧支架1，圆弧支架1安装在底座4上，圆弧支架1外表面沿周向间隔布置的若干块光伏发电板2，与光伏发电板 2电连接的控制器3，控制器3通过电缆5与每块光伏发电板2连接，如图6所示，控制器3通过每块光伏发电板2根据光照反馈回的电压、电流值，找出发电功率最大的光伏发电板2，将光伏发电板2对应的预设倾角信息发送至光伏跟踪器的控制系统，控制系统再控制每个太阳能方阵群参照上述倾角信息运行到最佳跟踪角；传感装置依据太阳光的照射特点，南北向安装设置，使得太阳光的跟踪更加精确，圆弧支架1外表面沿周向间隔布置的若干块光伏发电板2，安装时首先预设好对应的倾角角度信息，以便在找到最大发电效率的光伏发电板2后，将预设好的倾角角度信息发送给光伏跟踪器的控制系统，以驱动太阳能阵群转动至最佳的发电功率角度，本申请无需驱动机构即可获得最大发电功率效率的倾角信息，从而节约设备的制造成本和使用成本，且不受机械误差和测定计算误差影响，设备精度较高，运行稳定性好。

光伏发电板2在支架1上周向分布的间隔圆心角为0.5～2°，每块光伏发电板2间在支架1上周向分布的隔圆心角代表着光伏跟踪器的跟踪精度，精度可以通过调整光伏发电板2在支架上的数量来设置，从而改变每块光伏发电板2对应的间隔圆心角的角度大小，如果需要确定跟踪精度为0.5°，则在支架周向分布相应720块光伏发电板，每块圆心角为0.5°，如果需要确定跟踪精度为2°，则在支架周向分布相应180块光伏发电板，每块圆心角为2°，可以按照实际需要进行精度调整，方便对各种不同精度需求进行定制；按照国家标准GB29320-2012《光伏电站太阳跟踪系统技术要求》，平板单轴跟踪系统跟踪精度要求为±5°，线聚焦跟踪系统跟踪精度为±1°，平板双轴跟踪系统跟踪精度为± 2°，点聚焦跟踪系统跟踪精度为±0.5°，由此可知，本申请的跟踪精度完全符合上述精度的要求。

如图2所示，支架1由多个并列的圆弧支架1组成，并列的圆弧支架1同圆心，同直径设置，每个圆弧支架1外表面沿周向布置的若干光伏发电板2，光伏发电板2的布置按照预设的倾角角度值来对应设置，为了使并列的圆弧支架1上的每块光伏发电板2都预设一个唯一的倾角角度，因此需要相邻圆弧支架1上的光伏发电板2沿周向同一方向偏移设置，如图5所示，白色方框代表一块光伏发电板2，从左到右的相邻支架1上的光伏发电板2的依次向上偏移一定角度，当然也可以依次向下偏移一定角度，图5只代表一种偏移设置的样式，偏移的角度按照精度的要求设置。多个并列的圆弧支架1组成在不改变光伏发电板2尺寸的情况下，可以减少圆弧支架1的直径，举例：单个圆弧支架1的时候，需要180块光伏发电板2，每块光伏发电板2倾角为1°，才能代表180°角度的信息，如果采用3列并排的圆弧支架1，则在单列圆弧支架1可以减少相应的光伏电板数量至60块，在保证精度不变的情况下，减少圆弧支架1的直径，以提高抗外力破坏能力，缩小的设备直径同时可以减少所需的空间及相应的制造成本；当圆弧支架1在同等直径下的单片光伏发电板2可以周向长度变长，使得单片光伏发电板2的单个面积增大，从而让单片光伏发电板2上测量到的光照功率更精确；光伏发电板2沿周向同一方向偏移设置，为了使相邻的光伏发电板2之间形成一定圆心角度差，从而解决单片光伏发电板2在周向长度变长后倾角精度变低的问题，同样在单片光伏发电板2在周向长度不变的情况下，增加多个并列的圆弧支架1和光伏发电板2沿周向同一方向偏移设置有利于提高倾角的精度。

光伏发电板2在相邻并列的圆弧支架1上沿周向同向偏移的圆心角为0.5～2°；这个圆心角的大小可以根据实际需要的精度调整，方便对各种不同精度需求进行定制。

如图1、图2所示，圆弧支架1为圆环结构，也可以为半圆环或部分圆环结构。根据太阳光的照射特点，圆环的结构最有利于均匀沿周向布置光伏发电板2，使得每块光伏发电板2可以做到尺寸一致，利于生产，降低生产成本；同时圆环的结构支架1外表面沿周向间隔均匀布置的若干光伏发电板2，使得每块光伏发电板2的倾角角度信息更容易做到精确，有利于定位发电功率最大的光伏发电板2，使得光伏跟踪精度变高。

如图3、图4所示，圆环支架1上沿周向均匀布置的若干光伏发电板2占据圆环的上半圆环的角度为180°；根据太阳光的照射特点，圆环结构上的光伏发电板2只需做到最大180°，完全满足光伏跟踪的要求，节约光伏发电板2的用量，节省设备整体成本。

控制器3通过每片光伏发电板2根据光照反馈回的电压、电流，进行MPPT运算，并找出发电功率最大的光伏发电板2；MPPT运算主要通过主回路中的直流电压及输出电流，计算出光伏发电板的输出功率，并实现对最大功率点的追踪，MPPT运算主要通过控制器内的MPPT控制器完成。

控制器3通过有线通信RS485,RS422，以太网或无线通信Zigbee,Lora,NB-IOT,WiFi，802.11等协议将最佳倾角信息发送至光伏跟踪器并控制方阵群参照上述倾角信息进行跟踪。控制器与光伏跟踪器的控制器系统可以通过有线或者无线方式通讯连接，因无需驱动机构这种大电量需求的设备，凭借无线数据传输及自身光伏发电板对低功耗控制器的供电，传感装置可以灵活的选取光照优势的地形来设置，从而提高光伏跟踪效果。

Claims (8)

1.一种自动测定最优跟踪角的传感装置，其特征在于：包括圆弧支架，所述圆弧支架外表面沿周向间隔布置的若干块光伏发电板，与光伏发电板电连接的控制器；所述控制器通过每块光伏发电板根据光照反馈回的电压、电流值，确认发电功率最大的光伏发电板，将所述光伏发电板对应的预设倾角信息发送至光伏跟踪器的控制系统，控制系统将每个太阳能方阵群参照上述倾角信息调整运行到最佳跟踪角。

2.如权利要求1所述的一种自动测定最优跟踪角的传感装置，其特征在于：所述光伏发电板在支架上周向分布的间隔圆心角为0.5～2°。

3.如权利要求1所述的一种自动测定最优跟踪角的传感装置，其特征在于：所述支架由多个并列的圆弧支架组成，每个圆弧支架外表面沿周向布置的若干光伏发电板，且相邻圆弧支架上的光伏发电板沿周向同一方向偏移设置。

4.如权利要求3所述的一种自动测定最优跟踪角的传感装置，其特征在于：所述光伏发电板在相邻并列的圆弧支架上沿周向同一方向偏移的圆心角为0.5～2°。

5.如权利要求1-4任一项所述的一种自动测定最优跟踪角的传感装置，其特征在于：所述圆弧支架为圆环支架或半圆环支架，所述支架外表面沿周向间隔均匀布置的若干光伏发电板。

6.如权利要求5所述的一种自动测定最优跟踪角的传感装置，其特征在于：所述圆环支架上沿周向均匀布置的若干光伏发电板占据圆环的上半圆环的角度为180°。

7.如权利要求1-4、6任一项所述的一种自动测定最优跟踪角的传感装置，其特征在于：所述控制器通过每片光伏发电板根据光照反馈回的电压、电流，进行MPPT运算，并找出发电功率最大的光伏发电板。

8.如权利要求7所述的一种自动测定最优跟踪角的传感装置，其特征在于：所述控制器通过有线通信RS485,RS422，以太网或无线通信Zigbee,Lora,NB-IOT,WiFi，802.11协议将倾角信息发送至光伏跟踪器并控制方阵群参照上述倾角信息进行跟踪。

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