[發(fā)明專利]光伏發(fā)電定日自動跟蹤控制系統

無效

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• 申請日: 2009-03-19
• 公開（公告）號: CN101561684A
• 公開（公告）日: 2009-10-21
• 發(fā)明（設計）人: 孫建儒
• 申請（專利權）人: 浙江海辰空間新能源有限公司
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12;H02N6/00
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務所
• 代理人: 胡龍祥

技術領域

本發(fā)明涉及太陽能利用領域，特別是光伏發(fā)電領域的定日自動跟蹤控制系統。

背景技術

太陽能是取之不盡用之不竭的綠色可再生能源，是人類未來可以依靠的主要能源。太陽能光伏方陣產業(yè)是二十一世紀發(fā)展最快的新興產業(yè)之一，目前太陽能光伏方陣發(fā)電大量采用的是固定平板式結構，一般是將電池方陣朝南(本文述及的方向以北半球為例說明，南半球則朝北)傾斜一定角度固定放置。然而太陽光線的方向一天之內不僅自東向西要轉動180度，高度角也由小到大再由大到小變換，一年四季也在變換。太陽能電池產生的電量與入射到電池的太陽光強度成正比，電池表面與太陽光線垂直時接收的光強最大。固定平板式結構無法最大限度地接收太陽輻射光線，由于光線的偏斜造成的余弦效應(余弦效應是指接收平面所接受的太陽輻射能量與平面法線跟太陽光線夾角余弦成正比)，大大降低了發(fā)電系統的效率。使得昂貴的電池資源不能充分發(fā)揮其效能，發(fā)電成本居高不下，難以與傳統能源相抗衡。發(fā)展平板跟蹤式光伏發(fā)電技術和太陽能聚光發(fā)電技術是降低光伏發(fā)電系統和發(fā)電成本的有效途徑。

給平板式發(fā)電系統安裝上跟蹤系統，可以多發(fā)電25-30％，使發(fā)電成本降低30％以上。為了進一步降低光伏發(fā)電系統的成本，采用光學系統，將太陽光聚焦后再投射到太陽能電池，使光照強度成倍增加，輸出電能也成倍增加，這就是聚光光伏發(fā)電技術。太陽能聚光發(fā)電系統也必須配上定日跟蹤系統才能進一步降低光伏發(fā)電系統的成本。聚光技術加上定日跟蹤技術，可以最大限度地發(fā)揮光伏電池的效能和最大限度地吸收太陽能，可以使發(fā)電系統成本降低50％以上，發(fā)電成本降低60-70％。因此給光伏發(fā)電系統安裝定日跟蹤系統是降低光伏發(fā)電系統成本和發(fā)電成本的有效途徑。

目前的太陽能光伏發(fā)電定日跟蹤控制系統主要存在問題是：(1)探頭結構復雜；(2)控制系統復雜，有的甚至采用了單片機數字控制技術，采用步進電機或司服電機驅動，(3)系統可靠性差；(4)系統造價高，難以實現大幅度降低光伏發(fā)電系統成本的目的。

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的技術問題和提出的技術任務是克服現有光伏發(fā)電定日自動跟蹤控制系統存在的系統復雜，成本過高，可靠性差等缺陷，提供一種新的光伏發(fā)電定日自動跟蹤控制系統。為此，本發(fā)明采用以下技術方案：

光伏發(fā)電定日自動跟蹤控制系統，其特征是：包括高度角驅動電路或/和方位驅動電路，該兩個驅動電路至少由定日跟蹤探頭通過控制電路控制；所述的高度角驅動電路或/和方位驅動電路還由一風壓開關通過所述控制電路控制，所述風壓開關具有可繞兩個交叉的方向轉動的風箱，所述風箱的口部安裝有可轉動的風門，所述風箱的內部安裝由所述風門觸動的微動開關，所述風箱的尾部安裝導向尾翼，所述風箱的下部安裝平衡配重，所述微動開關的輸出線連接至所述的控制電路。

本發(fā)明具有開機后初始位置連續(xù)跟蹤、運行過程中間歇式跟蹤、太陽落下后水平方位自動返回正東面、臺風到來時高度角自動回平等功能；能夠全天候任意位置啟動，能自動搜索到太陽光線并進行持續(xù)跟蹤。可采用直流或交流減速電機驅動，功耗小，跟蹤精度高，性價比高，且系統簡單、可靠性好。

定日跟蹤探頭利用光柱的投影設計而成，光柱有一定的高度，其高度決定跟蹤檢測精度。本發(fā)明結構簡單、功能齊備、性價比高。

風壓開關的風門在導向尾翼和平衡配重的共同作用下始終能夠正對來風，風門的預緊力可根據預防的臺風等級進行調整，當風力超過設定的壓力后，風門向內打開并觸動微動開關，微動開關的常開觸頭閉合，啟動預防控制電路。其結構簡單、風壓調節(jié)方便、動作準確可靠，造價低等優(yōu)點。

附圖說明

圖1是本發(fā)明光伏發(fā)電定日自動跟蹤控制系統的一個較佳的工作方框圖。

圖2是實施例1：雙軸光伏發(fā)電定日自動跟蹤控制系統電路圖。

圖3是實施例2：高度角單軸光伏發(fā)電定日自動跟蹤控制系統電路圖。

圖4是實施例3：東西方位單軸光伏發(fā)電定日自動跟蹤控制系統電路圖。

圖5為本發(fā)明定日跟蹤探頭的一種結構示意圖。

圖6為圖5的俯視圖。

圖7為本發(fā)明定日跟蹤探頭的跟蹤精度計算示意圖。

圖8本發(fā)明定日跟蹤探頭的光敏元件的接線示意圖。

圖9本發(fā)明風壓開關的一種外部結構示意圖。

圖10是本發(fā)明風壓開關的一種內部結構圖。

圖11是圖10中的A部放大圖。

圖中：