[發明專利]一種高精度太陽光跟蹤系統及其控制方法

有效

• 申請號: 201410658315.5
• 申請日: 2014-11-18
• 公開（公告）號: CN104362947A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 曹敏
• 申請（專利權）人: 西安工程大學
• 主分類號: H02S20/32
• 分類號: H02S20/32;H02S40/30;G05D3/12
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 羅笛

1.一種高精度太陽光跟蹤系統，其特征在于，包括底座(17)和固定在底座(17)上的支柱(16)，所述的支柱(16)上端固定設置有支撐平臺(9)，所述的支撐平臺(9)上設置有相互嚙合的方位角大齒輪(6)和方位角小齒輪(8)，所述的方位角小齒輪(8)與方位角電機(7)連接，且所述的方位角大齒輪(6)固定套裝在所述的方位角轉軸(18)上；

所述的方位角轉軸(18)上端連接有方位角旋轉架(11)，所述的方位角旋轉架(11)上部水平設置有高度角轉軸(10)，所述的高度角轉軸(10)穿過方位角旋轉架(11)，高度角轉軸(10)的兩端分別安裝有光伏組件(1)，所述的高度角轉軸(10)上設置有相互嚙合的高度角大齒輪(4)和高度角小齒輪(5)，所述的高度角大齒輪(4)固定套裝在高度角轉軸(10)上，所述的方位角旋轉架(11)上設置有高度角電機(3)，所述的高度角電機(3)與高度角小齒輪(5)連接；

所述的支撐平臺(9)上設置有方位角光柵尺(12)，在所述的方位角旋轉架(11)的底部設置有方位角讀數頭(13)，所述的方位角光柵尺(12)為圓環形，所述的方位角讀數頭(13)的位置與方位角光柵尺(12)相對應相對應；所述的方位角旋轉架(11)的側面安裝有高度角光柵尺(14)，所述的高度角光柵尺(14)為圓環狀，其中心與高度角轉軸的中心線重合；高度角讀數頭(15)設置在光伏組件(1)上與高度角光柵尺(14)相對應的位置。

2.根據權利要求1所述的一種高精度太陽光跟蹤系統，其特征在于，所述支撐平臺(9)為倒椎體結構。

3.根據權利要求1所述的一種高精度太陽光跟蹤系統，其特征在于，所述光伏組件(1)為太陽能光伏板或者太陽能高倍聚光陣列鏡或其他可以實現光電轉換的組件。

4.根據權利要求1所述的一種高精度太陽光跟蹤系統，其特征在于，還包括運動控制卡(19)，電機驅動器(20)，編碼器(21)和工業控制計算機(22)；所述的工業控制計算機(22)分別與運動控制卡(19)、電機驅動器(20)、光電跟蹤器(2)、高度角讀數頭(15)和方位角讀數頭(13)連接，所述的運動控制卡(19)和電機驅動器(20)連接，電機驅動器(20)與方位角電機(7)和高度角電機(3)分別連接，所述的電機驅動器還與編碼器(21)連接，編碼器(21)與方位角電機(7)和高度角電機(3)連接。

5.一種對權利要求1所述的高精度太陽光跟蹤系統的控制方法，其特征在于，具體按照以下步驟實施：

步驟1，讀取光伏組件(1)的位置信息：由工業控制計算機(22)向光電跟蹤器(2)、方位角讀數頭(13)和高度角讀數頭(15)發出讀取指令，光電跟蹤器讀取光伏組件的目標位置，由方位角讀數頭和高度角讀數頭讀取光伏組件的當前位置；并將這兩組數據輸送至工業控制計算機(22)；

步驟2，位置判斷，工控機將步驟1中得到的數據進行比對，從而將光伏組件的當前位置和目標位置進行比較，判斷兩者之間的關系，當兩者讀數一致，則表明光伏組件位置合適，不需要調節，此時返回步驟1；當兩者讀數不一致時，表明光伏組件的位置需要調節，此時進行步驟3；

步驟3，對光伏組件的位置進行調節，由工業控制計算機(22)向運動控制卡(19)發出調整指令，運動控制卡(19)發出調整指令給電機驅動器(20)，同時，編碼器(21)將電機當前速度反饋給電機驅動器(21)，電機驅動器(21)處理該反饋信號后調整驅動電流，與運動控制卡發出的指令結合，對方位角電機(7)和高度角電機(3)進行控制，從而調節光伏組件的方位和高度，使電機更準確的按照指令以合適的速度和方向轉動，完成調整后，轉步驟1，從而連續的對高精度太陽光跟蹤系統進行控制。