[發明專利]一種全自動太陽能跟蹤裝置及跟蹤方法

有效

• 申請號: 201310156371.4
• 申請日: 2013-04-28
• 公開（公告）號: CN103268125A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發明（設計）人: 徐剛;朱艷青;黃華凜;史繼富
• 申請（專利權）人: 中國科學院廣州能源研究所
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 莫瑤江

技術領域

本發明涉及太陽能應用技術領域，具體涉及一種全自動太陽能跟蹤裝置及采用該裝置進行跟蹤太陽能的方法。

背景技術

太陽能作為一種新興的綠色能源正得到迅速的發展和應用。由于輻射到地面上的陽光受到經緯度、氣候等自然條件的影響，使得光照方向和強度等隨著時間而不斷變化，對太陽能的收集利用提出了更高的要求，因此推出了太陽能跟蹤裝置。傳統的太陽能跟蹤裝置遇到多云或者陰雨天等惡劣天氣一般處理方法有如下兩種：一是陰雨天跟蹤系統還在運行，不僅浪費了能量，有時還有可能引起系統的紊亂，而且使得系統的壽命降低；二是多云或陰雨天時停止轉動，這種情況下，可能在雨過天晴之后系統感知不到或是感知遲緩太陽光的出現，從而使得太陽光得不到充分的利用，也浪費了資源。對于這種情況，現有的太陽能跟蹤裝置也采取了許多措施，有的加入了陰雨天探測器來感知陰雨天，但是這種探測系統不穩定，并且對于出著太陽下雨的情況也是個盲點，且也增加了系統的復雜性與成本。

發明內容

針對上述傳統和現有太陽能跟蹤裝置存在的缺點，本發明提供了一種非跟蹤與跟蹤相結合的全自動太陽能跟蹤裝置以及常用該裝置進行跟蹤的方法，有效的解決了上述問題。

為實現以上目的，本發明采取的技術方案是：

一種全自動太陽能跟蹤裝置，其包括：

平板式晶硅電池單元，所述平板式晶硅電池單元吸收太陽光能轉換成電信號，并將所述電信號傳遞給電控制模塊，用于控制電控制模塊的工作與否；

處理單元，用于根據其自身所處的地理位置和時鐘信號計算太陽方位角和太陽高度角，并將所述太陽方位角和太陽高度角發送至電控制模塊；

光電傳感器，安裝于轉動裝置上，用于探測太陽能接收單元相對于太陽的位置，并將所述位置發送至電控制模塊，同時探測太陽光的光強，將所述光強發送至電控制模塊；

電控制模塊，根據所述位置控制用于驅動轉動裝置發生轉動的電機的運轉，以使所述位置與處理單元計算的太陽方位角和太陽高度角一致，并將所述光強與最低的光強閾值進行比對，根據所述比對的結果控制電機的運轉，以使太陽能接收單元時刻對準太陽；

太陽能接收單元，安裝于轉動裝置上，用于接收太陽光能。

與其他太陽能跟蹤裝置相比，加入了平板式晶硅電池單元，平板式晶硅電池屬于非跟蹤單元，根據當地的地理緯度以一定的傾角固定在地上不動，它與電控制模塊相連，可以將自身的電信號傳給電控制模塊，有效調整太陽有云遮擋、陰雨天及雨過天晴等惡劣天氣情況下光伏發電系統的狀態，使得光伏發電系統的發電量最大化，而自身跟蹤轉動所消耗的最小化，而且非跟蹤部分的電能可以作為用來驅動跟蹤部分的電源，此種方法結構簡單、安裝方便、穩定性好、成本低。

同時，本發明還包括了以下技術方案：

所述平板式晶硅電池單元根據地理緯度以一定的傾角固定于地面上。

所述處理單元為單片機。

所述電機為伺服電機。

所述平板式晶硅電池單元并為處理單元、電控制模塊、電機、光電傳感器提供電源。

一種全自動太陽能跟蹤的方法，其包括以下步驟：

A、平板式晶硅電池單元將吸收太陽光能轉換成電信號傳遞給電控制模塊，如果所述電信號低于最低電閾值，則電控制模塊處于休眠狀態，反之，則執行步驟B；

B、光電傳感器探測太陽能接收單元相對于太陽的位置，并將所述位置發送至電控制模塊，電控制模塊根據所述位置控制用于驅動轉動裝置發生轉動的電機的運轉，以使所述位置與處理單元計算并發送至電控制模塊的太陽方位角和太陽高度角一致；

C、光電傳感器探測太陽光的光強，將所述光強發送至電控制模塊，電控制模塊將所述光強與最低的光強閾值進行比對，如果所述光強大于所述最低的光強閾值，則電控制模塊驅動電機運轉，以使太陽能接收單元時刻對準太陽，反之，則執行步驟A的操作。

步驟A中，所述平板式晶硅電池單元根據地理緯度以一定的傾角固定于地面上。

本發明與現有技術相比，具有如下優點：本發明除了將時控跟蹤和光控跟蹤結合之外，又把非跟蹤和跟蹤相結合起來，加入了平板式晶硅電池單元，通過將自身的電信號傳給電控制模塊，有效調整太陽有云遮擋、陰雨天及雨過天晴等惡劣天氣情況下光伏發電系統的狀態，使得光伏發電系統的發電量最大化，而自身跟蹤轉動所消耗的最小化，并且非跟蹤部分的電能可以作為用來驅動跟蹤部分的電源，充分的利用了能量。

附圖說明

圖1是本發明全自動太陽能跟蹤裝置的結構示意圖；