[發明專利]光伏發電雙軸跟蹤系統的控制方法

有效

• 申請號: 201410086122.7
• 申請日: 2014-03-11
• 公開（公告）號: CN103809617A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 劉立群;張國梁;田行;葛竹;曹亮;劉春霞
• 申請（專利權）人: 太原科技大學
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12;G05B13/04
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 王思俊

技術領域

本發明屬于太陽能發電技術領域，具體涉及一種光伏發電雙軸跟蹤系統的控制方法。

背景技術

目前，可再生能源的開發和利用日益得到各國政府的關注，在不久的將來通過光伏將太陽能轉換成電能具有很大的開發潛力。據2004年歐盟聯合研究中心預測，到本世紀末，光伏發電在整個世界能源供應中的比率將超過30%。現有的光伏發電系統大多采用固定安裝光伏組件方式，該結構僅能保證在每年的某一天的某一時刻，太陽光以最佳角度照射到光伏組件，所以太陽光的利用率相對較低。如果光伏組件采用雙軸跟蹤方式跟蹤太陽，可以使光伏發電系統發電效率提高30%～50%。但是現有的光伏雙軸跟蹤系統（以下將簡稱為“系統”）大都沒有考慮太陽日升方位角、日落方位角、當地經度與時區經度間的經度差、太陽時角和真太陽時角間的誤差等因素對太陽位置判斷的影響，導致系統跟蹤效率變差，光伏發電系統輸出效率降低。現有的系統大多只關注于系統的結構，而沒有關注系統的跟蹤控制方法，因此導致系統不能準確的跟蹤到實際的太陽位置。因此，研究提供一種可預測太陽運行位置并考慮太陽被部分遮敝（所謂“部分遮敝”，是指太陽光線由于被經過的云、建筑物和樹等部分遮蔽，導致到達光伏組件表面的太陽輻射強度不一致）的跟蹤控制方法是十分必要的。同時由于系統機構運行和公式計算誤差導致預測太陽位置與實際太陽位置存在偏差，因此研究提供一種減小預測太陽位置與實際太陽位置間偏差的控制方法也是十分必要的。

發明內容

本發明目的是提供一種在原有系統結構的基礎上安裝一組光敏電阻的光伏發電跟蹤系統的控制方法，可有效地克服現有技術存在的缺點。

本發明是這樣實現的，如圖1所示，在包括有上部支架1、連接支架2、上部步進電動機和蝸輪蝸桿組合件3、中部支柱4、下部步進電動機和蝸輪蝸桿組合件5、下部支柱6、數據采集和控制模塊7和底座8的太陽位置雙軸跟蹤系統結構基礎上，在上部支架1上安裝有第一、第二、第三、第四光敏電阻9、10、11、12，其特征在于對該系統的控制方法是：首先判斷某一天是一年中的第n天，n為正整數，根據式[1]計算出太陽赤緯角δ，則太陽高度角α_s可由式[2]得到，太陽方位角γ_s可由式[3]得到：

sinα_s=sinφsinδ+cosφcosδcosω???[2]

sinγs=cosδsinωcosαs---[3]]]>

其中φ是當地維度，ω是太陽時角，中午12點為“0°”，上午為負，下午為正，每小時的時角為“15°”。

由于地球圍繞太陽的運行軌道是橢圓形軌道，因此真太陽時角ω_z與太陽時角ω間存在誤差。真太陽時角ω_z可由式[4]～[6]得到，然后將式[2]和式[3]中的太陽時角ω用真太陽時角ω_z代替：

E=9.87sin2B-7.53cosB-1.5sinB???[5]

B=360(n-81)364---[6]]]>