[發明專利]太陽能斜單軸跟蹤方法及系統

有效

• 申請號: 200910034448.4
• 申請日: 2009-08-30
• 公開（公告）號: CN101667039A
• 公開（公告）日: 2010-03-10
• 發明（設計）人: 時劍;金明;邱先文;陳志強
• 申請（專利權）人: 常州佳訊光電系統工程有限公司
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12;G05F1/67;H02N6/00
• 代理公司: 常州市維益專利事務所
• 代理人: 何學成

技術領域

本發明涉及光伏技術領域，特別涉及一種太陽能斜單軸跟蹤方法及系統。

背景技術

隨著能源和環境問題的日益突出，可再生能源的開發與利用逐漸引起了世人的重視。太陽能以其清潔、分布范圍廣、利用方便等特點成為發展較快的可再生能源。太陽能光伏發電是太陽能利用的主要形式之一，但是由于目前太陽能電池板的價格昂貴，導致光伏發電的成本居高不下，因此制約了太陽能光伏發電產業的發展。因此如何提高太陽能的利用效率，降低太陽能利用成本成為目前人們研究的熱點。

研究表明，當太陽照射到地表傾斜面上時，定義太陽入射線與傾斜面法線之間的夾角為太陽入射角θ_T。太陽入射角與其他角度之間的關系如圖1所示。在圖1中，θ_T表示太陽入射角I_T，b表示傾斜面上的直射輻照量I_n表示太陽總輻照量。

由圖1可以得出傾斜面上的直射輻照量為：I_T，b＝I_n·cosθ_T???(1)

當太陽入射角θ_T＝0時，傾斜面上獲得的直射輻照量最大即采光效果最佳。

圖2反映了在相同溫度下不同光照太陽能電池的I-V和P-V特性。從圖2中可以看出太陽能電池在不同太陽光照的情況下，所輸出的功率是不一樣的，當單位面積上獲得的太陽輻照量(W)越大輸出的功率越大。由公式(1)可知：當太陽光垂直照射在太陽能電池板上即太陽光與太陽電池之間的入射角θ_T為0時會獲得最大的太陽輻射量。因此對太陽進行跟蹤，保證太陽入射光線始終垂直入射，提高太陽光照輻射量，是提高大陽利用率簡單而有效措施之一。

跟蹤太陽能電池組件系統可以有效提高太陽能電池組件的發電量，如果當地的直射分量超過70％，則發電量的增益甚至超過40％。圖3是美國Arizona氣象站根據1961-1990年的實測太陽輻射量得到的，包括了各種平板收集器不同運行方式下所收集到的太陽輻射量的對比。當地條件和實測輻射數據如表1和圖2所示：

氣象臺站：美國亞利桑那州鳳凰城WBAN?No.：23183

緯度：33.43°N，經度：112.02°W，海拔：339米。

??月份??1??2??3??4??5??6??7??8??9??10??11??12??平均??水平面??3.2??4.3??5.5??7.1??8.0??8.4??7.6??7.1??6.1??4.9??3.6??3.0??5.7??固定傾緯度角??5.1??6.0??6.7??7.4??7.5??7.3??6.9??7.1??7.0??6.5??5.6??4.9??6.5??單軸水平跟蹤??4.7??6.2??7.8??9.9??11.0??11.4??10.0??9.6??8.6??7.1??6.3??4.4??8.0??單軸傾緯度角??跟蹤??6.2??7.5??8.7??10.3??10.7??10.8??9.6??9.6??9.3??8.4??6.8??5.8??8.6??雙軸全跟蹤??6.6??7.7??8.7??10.4??11.2??11.6??10.1??9.8??9.3??8.5??7.1??6.3??8.9