[發明專利]用于確定太陽跟蹤平臺的跟蹤誤差的修正的方法、適配為執行該方法的中央處理單元以及包括該中央處理單元的太陽跟蹤器

無效

• 申請號: 201380073740.1
• 申請日: 2013-12-18
• 公開（公告）號: CN105074347A
• 公開（公告）日: 2015-11-18
• 發明（設計）人: 巴勃羅·諾列加吉爾;胡安·安東尼奧·佩雷斯加西亞德卡斯特羅
• 申請（專利權）人: 阿文戈亞太陽能新技術公司
• 主分類號: F24J2/38
• 分類號: F24J2/38;F24J2/40;G01S3/786
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 楊靜

技術領域

本發明解決了一種用于確定太陽跟蹤平臺的修正的方法，其主要能夠補償跟蹤器的方位角偏差和傾斜。根據本發明的實施例，還能夠執行附加的仰角修正。

根據各實施例，本發明具有對驅動裝置進行操作的中央處理單元，所述中央處理器單元提供考慮到計算的修正的命令，以生成驅動裝置適用的設定值，從而實現平臺的正確定向。

背景技術

在現有技術中存在不同的控制策略，這些控制策略的目的在于，在任意給定時間都確保太陽跟蹤器的正確朝向。

這種測量的一個示例基于閉環控制。該系統的操作基于每個時刻的跟蹤誤差的反饋，通常要使用輔助設備。控制裝置解釋并使用所述設備的測量，繼而控制裝置對太陽跟蹤平臺的驅動裝置進行操作，以使平臺保持正確朝向。

輔助設備的一個示例是利用位于一個平面上且分布在一個點附近的、對太陽輻射敏感的多個區域的跟蹤傳感器；以及位于所述點上方、與平面有一定距離，用于在敏感區域所處的平面上投下陰影的不透明單元。當對太陽輻射敏感的區域所處的平面的朝向與輻射垂直時，位于該平面上方的單元的陰影在附近分布有敏感區域的點上投下陰影，而不會意識到敏感區域的輻射讀數下降。與此相反，當平面不在與輻射方向垂直的朝向時，陰影將覆蓋一些敏感區。根據哪個敏感區被完全覆蓋或被部分覆蓋，能夠確定該附加設備的平面的朝向的偏差程度。

閉環控制策略基于使用輔助設備的反饋，具有多個缺點。首先，設備上的污物可能使讀數波動，這是因為可能生成被解釋為設備朝向偏差的陰影。不太大的一個顆粒可能阻礙整個太陽能收集模塊的正確朝向，并且其可能安裝在不容易或不能立即被獲取的位置。

這種策略的另一個缺點是，輔助設備測量的是其相對于光線入射方向的朝向誤差，而不是整個系統的朝向誤差。因此，必須保證跟蹤傳感器和跟蹤器的朝向相同。即使如此，受安裝誤差的影響，這種一方相對于另一方的朝向并非一始終理想，并且由于諸如結構單元的形變或不對齊的問題，其可能被修改。

另一方面，存在一種混合控制策略，其操作基于開環控制，其中在開環控制中，每次移動前，通過對從太陽星歷(epherimides)計算得到的理論位置應用修正因子，執行一系列數學操作，以生成修正的參考位置。通過基于一個或多個跟蹤器校準的數學模型的求解獲得修正因子。因為這些模型是高度非線性的，所以必須使用通過迭代方法來求解非線性方程組的高級算法，一般地，算法不保證收斂，還隱含著更多的計算開銷，并且一般需要更多數量的校準來實現可接受的結果。

本發明是一種確定太陽跟蹤平臺的跟蹤誤差的修正的方法，例如由結構變形、松動、安裝誤差等引起的跟蹤誤差。被認為恒定的仰角和方位角偏差通常在英語術語中稱其為“offset”(偏移)，即仰角偏移和方位角偏移。貫穿本說明書，術語“偏差”或者“誤差”的使用應被解釋為具有與本發明技術領域中使用的英語術語“offset”(偏移)相同的含義。

本發明的方法使得能夠，根據基于太陽星歷計算的初始參考位置來生成修正參考位置，使得即使存在上述偏差，平臺也具有合適的朝向。本發明建立了一種確定誤差修正的方法。根據本發明的某些實施例，一旦建立新的修正參考位置，就得到基于混合控制策略的控制系統，其中不需要求解非線性數學模型來獲得修正因子，從而能夠實質上利用各種校準相對于開環控制提高性能。

發明內容

本發明是一種用于確定太陽跟蹤器的平臺的跟蹤誤差的修正的方法。

被確定修正的設備是一種太陽跟蹤器，包括：

a)平臺的結構支撐單元，布置在固定基座上，其中所述固定基座與z軸優選朝向天頂的第一正交坐標系(x，y，z)相關聯；

理想情況下，優選考慮固定基座是與地面對應的表面，繼而用于建立第一坐標系，也稱為第一坐標系(x，y，z)。默認下，坐標系是笛卡爾坐標系并且正交歸一。存在提供例如球面坐標的朝向值的裝置。在這些情形中，可以理解，通過坐標的改變，可以在笛卡爾坐標系中表示相同向量。即使坐標系不正交歸一，也同樣如此：足以建立基的改變，以在正交歸一系(x，y，z)中表示相同向量。為方便起見，盡管本發明不嚴格必須如此，可以使用坐標x和y對應于平行于地面的軸且坐標z朝向天頂的坐標系。此外，優選示例采用朝向南方對應于坐標x的軸以及朝向東方對應于坐標y的軸。

b)通過連接件連接結構單元的平臺，連接件在其特定角度位置的朝向上相對于所述結構單元具有沿一個或多個旋轉軸E_j，j＝1，2，...的一個或多個自由度γ_j，j＝1，2，...；