CN215954150U - 一种用于光伏跟踪系统的控制装置及光伏跟踪系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于光伏跟踪系统的控制装置及光伏跟踪系统，属于光伏发电技术领域。控制装置包括：主控模块、定位模块、转动模块、交互模块、环境监测模块。定位模块设置于光伏电池板，并电连接主控模块，以便主控模块获取光伏电池板的位置信息，并根据位置信息生成第一光伏控制信息。环境监测模块连接主控模块，用于监测光伏电池板的外界环境，以便主控模块根据监测外界环境得到的外界环境数据，生成第二光伏控制信息。主控模块连接转动模块，转动模块连接光伏电池板，以便主控模块根据第一光伏控制信息和/或第二光伏控制信息，控制光伏电池板转动。交互模块连接主控模块，用于展示光伏跟踪系统的运行状态信息。

Description

一种用于光伏跟踪系统的控制装置及光伏跟踪系统

技术领域

本实用新型涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种用于光伏跟踪系统的控制装置及光伏跟踪系统。

背景技术

在煤炭、石油、天然气等化石能源消耗急剧增加，且碳排放碳中和的目标，以太阳能光伏发电、风力发电等新能源为代表的可再生能源变得极其重要。我国拥有着非常丰富的太阳能资源，合理的使用太阳能技术进行发电，对于我国能源的可持续发展具有重要意义。

目前，太阳能光伏发电中，采用光伏跟踪系统的设计来跟踪太阳光，可以提高光伏发电的效率，提高太阳能的利用率。光伏电池板设置位置一般处于屋顶、空旷地区等位置，以保证光伏电池板可最大面积吸收太阳能，但是，在一些恶劣天气情况下，由于光伏电池板不能被遮挡，光伏电池板将在第一时间受到影响，严重情况下可影响光伏跟踪系统的正常运行，影响光伏跟踪系统的发电量。因此，亟需一种能够对光伏电池板及其光伏跟踪系统起到保护作用的技术方案。

实用新型内容

本申请实施例提供了一种用于光伏跟踪系统的控制装置及光伏跟踪系统，用以保护光伏跟踪系统及光伏电池板，保证光伏跟踪系统的发电能力。

本申请提供了一种用于光伏跟踪系统的控制装置，控制装置电连接光伏跟踪系统的光伏电池板，控制装置包括：主控模块、定位模块、转动模块、交互模块、环境监测模块。

定位模块设置于光伏电池板，并电连接主控模块，以便主控模块获取光伏电池板的位置信息，并根据位置信息生成第一光伏控制信息。环境监测模块连接主控模块，用于监测光伏电池板的外界环境，以便主控模块根据监测外界环境得到的外界环境数据，生成第二光伏控制信息。主控模块连接转动模块，转动模块连接光伏电池板，以便主控模块根据第一光伏控制信息和/或第二光伏控制信息，控制光伏电池板转动。交互模块连接主控模块，用于展示光伏跟踪系统的运行状态信息，以便根据交互模块的交互界面及运行状态信息，向主控模块发送控制指令，控制光伏跟踪系统运行。

在本申请的一种实现方式中，交互模块包括：高清显示屏、语音交互单元。高清显示屏与主控模块通过电缆连接，显示包括光伏跟踪系统的运行状态信息的图形用户界面。主控模块电连接语音交互单元，以便通过识别语音输入信息，控制光伏跟踪系统运行。

在本申请的一种实现方式中，高清显示屏的图像用户界面所显示的运行状态信息包括以下一项或多项：光伏电池板的模型示意图像、经纬度、时间、光照强度、风速。

在本申请的一种实现方式中，转动模块包括：电机单元、传动单元。电机单元电连接主控模块，以便根据主控模块的电信号，进行运行。传动单元设置于光伏电池板的背阳面，连接电机单元，以便在电机单元运行的情况下，转动光伏电池板，以控制光伏电池板的朝阳面的方位。

在本申请的一种实现方式中，电机单元包括：第一电机、第二电机。第一电机设置于光伏电池板的背阳面的支架，驱动光伏电池板横向转动。第二电机设置于光伏电池板的背阳面，驱动光伏电池板纵向转动。

在本申请的一种实现方式中，环境监测模块包括：光照度传感单元、风速传感单元、雨雪传感单元。光照度传感单元设置于光伏电池板的朝阳面，监测外界环境数据中的光照强度。风速传感单元连接主控模块，获取外界环境数据中的光伏电池板的海拔高度的风速数据。雨雪传感单元设置于光伏电池板的朝阳面，电连接主控模块，获取外界环境数据中的雨雪信息，并发送至主控模块，以便主控模块根据雨雪信息，控制光伏电池板的朝阳面的方位。

在本申请的一种实现方式中，控制装置还包括：角度传感模块。角度传感模块连接光伏电池板及主控模块，获取光伏电池板转动的转动角度，并发送光伏电池板的转动角度至主控模块。

在本申请的一种实现方式中，主控模块通过4G网络模块，连接远程控制终端，以接收远程控制终端发送的控制信息，根据控制信息控制光伏跟踪系统运行。

在本申请的一种实现方式中，定位模块为采用NMEA-0183协议的GPS/BD定位模块。

另一方面，本申请还提供了一种光伏跟踪系统，光伏跟踪系统包括：若干光伏电池板、控制装置。

控制装置包括：主控模块、定位模块、转动模块、交互模块、环境监测模块。定位模块设置于光伏电池板，并电连接主控模块，以便主控模块获取光伏电池板的位置信息，并根据位置信息生成第一光伏控制信息。环境监测模块连接主控模块，用于监测光伏电池板的外界环境，以便主控模块根据监测外界环境得到的外界环境数据，生成第二光伏控制信息。主控模块连接转动模块，转动模块连接光伏电池板，以便主控模块根据第一光伏控制信息和/或第二光伏控制信息，控制光伏电池板转动。交互模块连接主控模块，用于展示光伏跟踪系统的运行状态信息，以便根据交互模块的交互界面及运行状态信息，向主控模块发送控制指令，控制光伏跟踪系统运行。

本申请能产生的有益效果包括但不限于：

1、通过定位模块实现自动定位光伏跟踪系统位置，得到太阳方位；

2、环境监测模块识别外界环境信息，确定天气条件，可及时调整光伏跟踪系统接受太阳能的方式；

3、交互模块可以提供交互界面，直观地显示光伏跟踪系统的运行状态，方便用户控制光伏跟踪系统。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例中一种用于光伏跟踪系统的控制装置的结构示意图；

图2为本申请实施例中控制装置的微控制器的结构示意图；

图3为本申请实施例中远程控制终端及控制装置的结构示意图；

图4为本申请实施例中一种光伏跟踪系统的结构示意图。

具体实施方式

为了更清楚的阐释本申请的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。

为了能够更清楚地理解本申请的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本申请进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

图1为本申请实施例中用于光伏跟踪系统的控制装置示意图。

控制装置100电连接光伏跟踪系统的光伏电池板200，控制装置100包括：主控模块110、定位模块120、转动模块130、交互模块140、环境监测模块150。

定位模块120设置于光伏电池板200，并电连接主控模块110，以便主控模块110获取光伏电池板200的位置信息，并根据位置信息生成第一光伏控制信息。环境监测模块150连接主控模块110，用于监测光伏电池板200的外界环境，以便主控模块110根据监测外界环境得到的外界环境数据，生成第二光伏控制信息。主控模块110连接转动模块130，转动模块130连接光伏电池板200，以便主控模块110根据第一光伏控制信息和/或第二光伏控制信息，控制光伏电池板200转动。交互模块140连接主控模块110，用于展示光伏跟踪系统的运行状态信息，以便根据交互模块140的交互界面及运行状态信息，向主控模块110发送控制指令，控制光伏跟踪系统运行。

在本申请实施例中，定位模块120采用NMEA-0183协议的GPS/BD定位系统的定位模块。控制装置100连接有电源，为各模块供电，在通电的情况下，定位模块120可以实时定位所在位置的经纬度、日期时间。主控模块110根据天文算法以及经纬度、日期时间信息，计算定位模块120所处位置的太阳方位及高度。主控模块110可以是ARM微控制器，型号为：STM32F103，如图2所示。

通过NMEA-0183协议的GPS/BD定位模块，本申请的光伏跟踪系统可以在最短时间内完成定位，光伏跟踪系统在冷启动时，可实现29秒定位，热启动时可实现1秒完成定位。定位模块完成定位后，光伏跟踪系统根据主控模块110计算得到的太阳方位及高度，可以调整光伏电池板的朝阳面的方位。

在本申请实施例中，如图1所示，环境监测模块150包括：光照度传感单元151、风速传感单元152、雨雪传感单元153。

光照度传感单元151设置于光伏电池板的朝阳面，监测外界环境数据中的光照强度。风速传感单元152连接主控模块110，获取外界环境数据中的光伏电池板的海拔高度的风速数据。雨雪传感单元153设置于光伏电池板的朝阳面，电连接主控模块110，获取外界环境数据中的雨雪信息，并发送至主控模块110，以便主控模块110根据雨雪信息，控制光伏电池板的朝阳面的方位。

在本申请实施例中，光照度传感单元151可以获取光伏电池板朝阳面的光照强度，通过设置于主控模块110中的光照强度阈值，主控模块可以识别晴天、阴天等天气状况；或者，主控模块110将获取的光照强度的值显示在交互模块140的图形用户界面，用户根据光照强度的显示，控制光伏电池板的朝阳面方位。例如，在光照强度显示为阴天的情况下，可以控制光伏电池板的朝阳面平铺朝上等。光照度传感单元151为光照度传感器。

本申请实施例还提供了风速传感单元152，风速传感单元为风速传感器。风速传感单元152设置于光伏电池板的海拔高度，即与光伏电池板的高度相同，或者设置于光伏电池板安装位置的无遮挡物体上方，例如光伏电池板安装在瓦房屋顶，风速传感单元152可设置于瓦房的脊檩位置。风速传感单元152可以获取光伏电池板所处外界环境的风速数据，主控模块110通过将风速数据发送至交互模块140，以使用户调整光伏电池板的朝阳面的角度。

雨雪传感单元153为雨雪传感器，设置于光伏电池板的朝阳面，可以检测光伏电池板所处环境的雨雪天气，并将雨天、雪天等雨雪信息发送给主控模块110。

在本申请实施例中，用于展示光伏跟踪系统的运行状态信息的交互模块140，可以包括：高清显示屏141、语音交互单元142。高清显示屏141与主控模块110通过电缆连接，显示包括光伏跟踪系统的运行状态信息的图形用户界面。

主控模块110电连接语音交互单元142，以便通过识别语音输入信息，控制光伏跟踪系统运行。

高清显示屏141与语音交互单元142可通过可拆卸电缆连接主控模块110，实现控制界面与控制设备的设置位置不同，如光伏电池板在室外，交互模块140可以设置在室内，高清显示屏141及语音交互单元142通过电缆，向主控模块110发送控制指令，可以使主控模块110控制光伏跟踪系统的光伏电池板的方位改变。

高清显示屏141的图像用户界面所显示的运行状态信息包括以下一项或多项：光伏电池板的模型示意图像、经纬度、时间、光照强度、风速。光伏电池板的模型示意图像可以包括光伏电池板的角度，包括俯仰角度、东西方向偏向角度等。

如图1所示，转动模块130包括电机单元131、传动单元132。电机单元131电连接主控模块，以便根据主控模块110的电信号，进行运行。

在本申请实施例中，电机单元131包括：第一电机1311、第二电机1312；

第一电机1311设置于光伏电池板的背阳面的支架，驱动光伏电池板横向转动；其中，横向转动可以是光伏电池板自东向西或自西向东横向转动。

第二电机1312设置于光伏电池板的背阳面，驱动光伏电池板纵向转动。纵向转动可以使光伏电池板上下俯仰运动，从而可以是光伏电池板跟踪太阳的高度。例如正午12时，太阳处于最高处，光伏电池板的朝阳面可以朝向太阳方位，为水平朝向天空。

传动单元132可以是由支撑杆及转动齿轮组成的，可参考当前的双轴跟踪系统。传动单元132设置于光伏电池板的背阳面，连接电机单元131，在电机单元131运行的情况下，转动光伏电池板，以控制光伏电池板的朝阳面的方位。

在本申请实施例中，传动单元132可以包括与电机单元131的第一电机1311及第二电机1312分别连接传动机构，如第一电机1311连接传动单元132中的第一传动机构，第二电机1312连接传动单元132中的第二传动机构。

在本申请实施例中，控制装置100还包括：角度传感模块160；

角度传感模块160连接光伏电池板及主控模块110，可以获取光伏电池板转动的转动角度，并发送光伏电池板的转动角度至主控模块110。角度传感模块160为角度传感器。

主控模块110可以将角度传感模块160得到的角度，发送至交互模块140的高清显示屏141，显示光伏电池板的转动角度及所处位置的角度信息，还可以根据角度传感模块160的角度，使主控模块110生成光伏电池板的模型示意图像，显示于高清显示屏141。

在本申请的一个实施例中，如图2所示，主控模块110通过4G网络模块170，连接远程控制终端，以接收远程控制终端发送的控制信息，根据控制信息控制光伏跟踪系统运行。

如图3所示，远程控制终端可以包括全球广域网WEB界面、移动终端APP、云服务器、云平台等，通过4G网络模块，向主控模块110发送控制信息，例如，用户利用手机APP，通过4G网络模块，向多个光伏跟踪系统的多个主控模块1-主控模块N(N为自然数)发送调整光伏电池板方位的控制信息，控制信息如光伏电池板的朝阳面跟随太阳位置，此时主控模块110通过定位模块120、环境监测模块150得到的信息，确定太阳当前所处位置，控制电机单元131运行，转动光伏电池板的朝阳面朝向太阳所处位置。

本申请通过在光伏跟踪系统，设置定位模块、环境监测模块从而准确地确定太阳位置，从而加大太阳能利用率，并且可以确定外界环境信息，及时调整光伏跟踪系统的光伏电池板位置，保护光伏跟踪系统的设备安全。在光伏跟踪系统设置交互模块，可以提供用户更好地控制界面，方便调整光伏跟踪系统中各设备的运行状态，调整光伏电池板朝阳面的位置。

本申请实施例还提供了一种光伏跟踪系统，如图4所示，光伏跟踪系统包括：若干光伏电池板、控制装置。

控制装置包括：主控模块、定位模块、转动模块、交互模块、环境监测模块。定位模块设置于光伏电池板，并电连接主控模块，以便主控模块获取光伏电池板的位置信息，并根据位置信息生成第一光伏控制信息。环境监测模块连接主控模块，用于监测光伏电池板的外界环境，以便主控模块根据监测外界环境得到的外界环境数据，生成第二光伏控制信息。主控模块连接转动模块，转动模块连接光伏电池板，以便主控模块根据第一光伏控制信息和/或第二光伏控制信息，控制光伏电池板转动。交互模块连接主控模块，用于展示光伏跟踪系统的运行状态信息，以便根据交互模块的交互界面及运行状态信息，向主控模块发送控制指令，控制光伏跟踪系统运行。

本申请中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于光伏跟踪系统实施例而言，由于其基本相似于用于光伏跟踪系统的控制装置实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种用于光伏跟踪系统的控制装置，其特征在于，所述控制装置电连接光伏跟踪系统的光伏电池板，所述控制装置包括：主控模块、定位模块、转动模块、交互模块、环境监测模块；

所述定位模块设置于所述光伏电池板，并电连接所述主控模块，以便所述主控模块获取所述光伏电池板的位置信息，并根据所述位置信息生成第一光伏控制信息；

所述环境监测模块连接所述主控模块，用于监测所述光伏电池板的外界环境，以便所述主控模块根据监测所述外界环境得到的外界环境数据，生成第二光伏控制信息；

所述主控模块连接所述转动模块，所述转动模块连接所述光伏电池板，以便所述主控模块根据所述第一光伏控制信息和/或所述第二光伏控制信息，控制所述光伏电池板转动；

所述交互模块连接所述主控模块，用于展示所述光伏跟踪系统的运行状态信息，以便根据所述交互模块的交互界面及所述运行状态信息，向所述主控模块发送控制指令，控制所述光伏跟踪系统运行。

2.根据权利要求1所述的用于光伏跟踪系统的控制装置，其特征在于，所述交互模块包括：高清显示屏、语音交互单元；

所述高清显示屏与所述主控模块通过电缆连接，显示包括所述光伏跟踪系统的运行状态信息的图形用户界面；

所述主控模块电连接所述语音交互单元，以便通过识别语音输入信息，控制所述光伏跟踪系统运行。

3.根据权利要求2所述的用于光伏跟踪系统的控制装置，其特征在于，所述高清显示屏的图像用户界面所显示的运行状态信息包括以下一项或多项：所述光伏电池板的模型示意图像、经纬度、时间、光照强度、风速。

4.根据权利要求1所述的用于光伏跟踪系统的控制装置，其特征在于，所述转动模块包括：电机单元、传动单元；

所述电机单元电连接所述主控模块，以便根据所述主控模块的电信号，进行运行；

所述传动单元设置于所述光伏电池板的背阳面，连接所述电机单元，以便在所述电机单元运行的情况下，转动所述光伏电池板，以控制所述光伏电池板的朝阳面的方位。

5.根据权利要求4所述的用于光伏跟踪系统的控制装置，其特征在于，所述电机单元包括：第一电机、第二电机；

所述第一电机设置于所述光伏电池板的背阳面的支架，驱动所述光伏电池板横向转动；

所述第二电机设置于所述光伏电池板的背阳面，驱动所述光伏电池板纵向转动。

6.根据权利要求1所述的用于光伏跟踪系统的控制装置，其特征在于，所述环境监测模块包括：光照度传感单元、风速传感单元、雨雪传感单元；

所述光照度传感单元设置于所述光伏电池板的朝阳面，监测所述外界环境数据中的光照强度；

所述风速传感单元连接所述主控模块，获取所述外界环境数据中的所述光伏电池板的海拔高度的风速数据；

所述雨雪传感单元设置于所述光伏电池板的朝阳面，电连接所述主控模块，获取所述外界环境数据中的雨雪信息，并发送至所述主控模块，以便所述主控模块根据所述雨雪信息，控制所述光伏电池板的朝阳面的方位。

7.根据权利要求1所述的用于光伏跟踪系统的控制装置，其特征在于，所述控制装置还包括：角度传感模块；

所述角度传感模块连接所述光伏电池板及所述主控模块，获取所述光伏电池板转动的转动角度，并发送所述光伏电池板的所述转动角度至所述主控模块。

8.根据权利要求1所述的用于光伏跟踪系统的控制装置，其特征在于，所述主控模块通过4G网络模块，连接远程控制终端，以接收所述远程控制终端发送的控制信息，根据所述控制信息控制所述光伏跟踪系统运行。

9.根据权利要求1所述的用于光伏跟踪系统的控制装置，其特征在于，所述定位模块为采用NMEA-0183协议的GPS/BD定位模块。

10.一种光伏跟踪系统，其特征在于，所述光伏跟踪系统包括：若干光伏电池板、控制装置；

所述控制装置包括：主控模块、定位模块、转动模块、交互模块、环境监测模块；

所述定位模块设置于所述光伏电池板，并电连接所述主控模块，以便所述主控模块获取所述光伏电池板的位置信息，并根据所述位置信息生成第一光伏控制信息；

所述环境监测模块连接所述主控模块，用于监测所述光伏电池板的外界环境，以便所述主控模块根据监测所述外界环境得到的外界环境数据，生成第二光伏控制信息；

所述主控模块连接所述转动模块，所述转动模块连接所述光伏电池板，以便所述主控模块根据所述第一光伏控制信息和/或所述第二光伏控制信息，控制所述光伏电池板转动；

所述交互模块连接所述主控模块，用于展示所述光伏跟踪系统的运行状态信息，以便根据所述交互模块的交互界面及所述运行状态信息，向所述主控模块发送控制指令，控制所述光伏跟踪系统运行。

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