[發明專利]一種高精度雙軸太陽能跟蹤系統及其跟蹤方法

有效

• 申請號: 201210419985.2
• 申請日: 2012-10-29
• 公開（公告）號: CN102915041A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 劉勝華;梅春祥
• 申請（專利權）人: 蘇州愛康金屬科技有限公司
• 主分類號: G05D3/00
• 分類號: G05D3/00
• 代理公司: 江陰市同盛專利事務所 32210
• 代理人: 唐紉蘭;沈國安

技術領域

本發明涉及一種太陽能跟蹤系統及其跟蹤方法，尤其是涉及一種可應用于惡劣環境且精度高的高精度雙軸太陽能跟蹤系統及其跟蹤方法。

背景技術

為了提高光伏發電站對太陽能的利用率，需對太陽位置進行全方位實時精確跟蹤。目前，常規的太陽跟蹤控制方式主要分為兩類：

一、利用光控跟蹤器跟蹤控制方式：光控跟蹤器跟蹤方式具有跟蹤精度高的優點，但同時存在抗天氣干擾能力弱的問題，從而使得其在一些氣象環境變化較大的地方，難以應用；

二、利用時序跟蹤控制方式：時序跟蹤方式具有不受天氣影響、可靠性強等優點，但其無法自動校正累積誤差；

同時，這兩種方式均存在較大的安全隱患：當風速過大，尤其是超過整個太陽能系統的承受能力時，會對整個系統造成災難性的后果。

發明內容

本發明的目的在于克服上述不足，提供一種適用范圍廣、精度高其安全性能高的高精度雙軸太陽能跟蹤系統及其跟蹤方法。

本發明的目的是這樣實現的：?一種高精度雙軸太陽能跟蹤系統，所述系統包含有控制器、模數轉換電路、調理電路、光控跟蹤器、風速傳感器、驅動電路、GPS模塊、顯示模塊、方位角電機和高度角電機，所述光控跟蹤器和風速傳感器依次經調理電路和模數轉換電路后與控制器相連，所述控制器經驅動電路后驅動方位角電機和高度角電機，所述GPS模塊和顯示模塊與控制器相連。

本發明一種高精度雙軸太陽能跟蹤系統，所述光控跟蹤器包含有殼體，所述殼體包含有筒體，所述筒體的兩個開口端分別設置有筒蓋和筒底板，所述筒體、筒蓋和筒底板構成一密閉的檢測腔體，所述筒蓋中心設置有一通孔，該通孔內安裝有透鏡，所述筒底板朝向檢測腔體的一面上設置有光敏元件一、光敏元件二、光敏元件三、光敏元件四和光敏元件五，所述光敏元件五設置于筒底板的正中心，且光敏元件五正對透鏡，所述光敏元件一、光敏元件二、光敏元件三和光敏元件四均勻分布于光敏元件五周圍。

本發明一種高精度雙軸太陽能跟蹤系統，述筒底板上的光敏元件一、光敏元件二、光敏元件三、光敏元件四和光敏元件五通過連接電纜引出信號線、電源線和接地線，信號線與電動推桿和蝸輪蝸桿相連，所述電源線接入電源取電。

本發明一種高精度雙軸太陽能跟蹤系統的跟蹤方法，所述方法包含有以下步驟：

步驟一、控制器通過內置的時間模塊獲得時間信息，且通過GPS模塊獲得所處經緯度信息；

步驟二：根據步驟一所獲得的信息，控制器通過驅動電路對太陽能跟蹤系統的方位角電機和高度角電機進行驅動調節；

步驟三：完成步驟二后，控制器通過光控跟蹤器確認太陽所處的方位信息，并根據該方位信息驅動方位角電機和高度角電機進行微調。

本發明一種高精度雙軸太陽能跟蹤系統的跟蹤方法，在進行步驟一至步驟三的同時，控制器通過風速傳感器實時獲得風速信息，當風速大于控制器內的預設值時，停止步驟一至步驟三的操作，控制器通過驅動方位角電機和高度角電機對太陽能電池板進行調節，使得太陽能電池板傾斜避開迎風面。

本發明一種高精度雙軸太陽能跟蹤系統的跟蹤方法，當風速大于控制器內預設的危險值時，持續時間大于控制器內的預設時間時，系統停止步驟一至步驟三的操作，只有當控制器持續檢測到風速降至安全風速之下的時間大于控制器內預設的安全時間時，系統才開始重新進行步驟一至步驟三的操作。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

本發明采用時序方式和光控跟蹤器方式相結合，可以最大限度地避免天氣干擾，又可以修正累積誤差，使得系統同時具備不受天氣影響和跟蹤精度高的特點，實現對太陽位置的全方位、高精度的自動跟蹤。

附圖說明

圖1為本發明一種高精度雙軸太陽能跟蹤系統的電路框圖。

圖2為本發明一種高精度雙軸太陽能跟蹤系統中的光控跟蹤器的結構示意圖。

圖3為本發明一種高精度雙軸太陽能跟蹤系統中的光控跟蹤器中光敏元件的排布示意圖。

圖4為本發明一種高精度雙軸太陽能跟蹤系統中光控跟蹤器與其他設備的接線示意圖。

其中：

控制器101、模數轉換電路102、調理電路103、光控跟蹤器104、風速傳感器105、驅動電路106、GPS模塊107、顯示模塊108、方位角電機109、高度角電機110；

殼體1、筒體1.1、筒蓋1.2、筒底板1.3；

光敏元件一2.1、光敏元件二2.2、光敏元件三2.3、光敏元件四2.4、光敏元件五2.5；

透鏡3；

連接電纜4；