[發明專利]一種太陽能自動跟蹤系統及控制方法

在審

• 申請號: 201610186974.2
• 申請日: 2016-03-29
• 公開（公告）號: CN105652900A
• 公開（公告）日: 2016-06-08
• 發明（設計）人: 高素萍
• 申請（專利權）人: 深圳職業技術學院
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 張杰

技術領域

本發明涉及太陽能光伏發電技術應用領域，具體涉及到太陽能自動跟 蹤系統及控制方法。

背景技術

太陽能在新能源中占居著重要的地位，光伏發電是太陽能應用的一種 重要方式，光伏發電技術在近年也得到了突飛猛進的發展和應用。光伏發 電系統主要由太陽能電池板、控制器、逆變器、配電等幾大部分組成，其 中太陽能電池板吸收太陽光輻射的效率是決定光伏發電的關鍵因素，效率 低則成本高，因此提高太陽能電池板接受光輻射效率的方法和措施，即太 陽能跟蹤技術，是光伏發電應用技術的關鍵環節。

經過近幾年的發展，雙軸跟蹤方式已經成為太陽能跟蹤系統的主流控 制方式，其中一種是時空控制方法，是將當地緯度、時間、季節等與太陽 運行軌跡有關的因素綜合考慮，輸入控制器經過數據處理與控制算法，控 制裝置的運行實現在時間和空間上的同步控制，該方法使用性強，但是控 制算法比較復雜實現較難、成本高。

另一種采用雙軸跟蹤方式是光強控制方法，其跟蹤的原理是根據太陽 高度的變化自動跟蹤太陽位置，以使太陽高度最大化，提高太陽能工作效 率，然而，由于季節的變化、天氣變化等的影響，同一太陽能跟蹤系統難 以實現不同氣候下太陽高度的判斷，從而導致太陽能跟蹤控制精度低、效 果差，如何在不同氣候條件下，實現太陽能跟蹤系統的自動跟蹤，成為等 待解決的問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于在不同氣候條件下實現太陽能跟蹤系統 的自動跟蹤，提高太陽能跟蹤系統的自動跟蹤精度。

為此，根據第一方面，本發明實施例提供了一種太陽能自動跟蹤系統， 包括跟蹤裝置，用于驅動太陽能電池板執行相應的動作；照度傳感器，設 置在太陽能電池板上，用于采集太陽光輻射強度；控制器，用于接收各傳 感器信號，并根據這些信號進行相應的數據處理后輸出控制信號，以控制 跟蹤裝置執行相應的驅動動作；控制器還用于判斷照度傳感器采集到的太 陽光輻射強度信號值是否小于照度預設值，如果是，則控制器輸出用于表 征勻速運動的控制信號，以使跟蹤裝置驅動太陽能電池板勻速轉動。

優選地，跟蹤裝置包括：旋轉機構，用于在接收到控制器輸出的用于 表征驅動太陽能電池板饒縱軸旋轉的旋轉控制信號后驅動太陽能電池板饒 縱軸旋轉；翻轉機構，用于在接收到控制器輸出的用于表征驅動太陽能電 池板饒橫軸翻轉的翻轉控制信號后驅動太陽能電池板饒橫軸翻轉。

優選地，太陽能自動跟蹤系統還包括：旋轉機構限位傳感器，設置于 旋轉機構的預設上限位置和下限位置，用于在旋轉機構旋轉至預設上限位 置或下限位置時，向控制器發送上限位信號或下限位信號；控制器在接收 到上限位信號或下限位信號后，向旋轉機構發送用于表征停止旋轉的控制 信號，以使旋轉機構停止旋轉；翻轉機構限位傳感器，設置于翻轉機構的 預設上限位置和下限位置，用于在翻轉機構翻轉至預設上限位置或下限位 置時，向控制器發送上限位信號或下限位信號；控制器在接收到上限位信 號或下限位信號后，向翻轉機構發送用于表征停止翻轉的控制信號，以使 翻轉機構停止翻轉。

優選地，太陽能自動跟蹤系統還包括：多個光電傳感器，分別分布在 太陽能電池板四周的邊緣上，用于采集太陽光輻射信號；光電轉換裝置與 多個光電傳感器連接，任一個光電傳感器在采集到的太陽光輻射信號值大 于或等于光電預設值時，觸發光電轉換裝置向控制器輸出一個對應的開關 量信號，控制器在接收到光電轉換裝置發送的多個開關量信號后，控制器 根據接收到的多個開關量信號的狀態向跟蹤裝置發送相應的運動控制信 號。

優選地，太陽能自動跟蹤系統還包括：太陽能電池板安裝軸，用于安 裝太陽能電池板，并與翻轉機構相連帶動太陽能電池板實現上下翻轉運動； 支撐架，用于安裝固定翻轉機構和太陽能電池板安裝軸，并與旋轉機構相 連帶動太陽能電池板實現旋轉運動；底座，用于安裝固定旋轉機構并對太 陽能電池板起支撐固定作用。

根據第二方面，本發明實施例提供了一種太陽能自動跟蹤控制方法， 包括如下步驟：照度傳感器采集太陽光輻射強度信號并轉換為相應的電信 號傳送給控制器；控制器根據太陽光輻射強度信號判斷太陽光輻射強度信 號值是否小于照度預設值；如果太陽光輻射強度信號值小于照度預設值， 則控制器向跟蹤裝置輸出用于表征勻速運動的控制信號，以使跟蹤裝置驅 動太陽能電池板勻速轉動。