[發(fā)明專利]繞旋轉(zhuǎn)軸線定向的單軸太陽能追蹤器和控制其定向的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201680037999.4
• 申請日: 2016-06-30
• 公開（公告）號: CN107710098B
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 熱羅姆·阿里奧德;阿德里安·克呂西菲;菲利普·勃朗
• 申請（專利權(quán)）人: 耐克斯特拉克爾有限公司
• 主分類號: G05D3/10
• 分類號: G05D3/10;G01S3/786;H02S20/32
• 代理公司: 北京市萬慧達(dá)律師事務(wù)所 11111
• 代理人: 朱鳳成;張劼

1.一種用于控制能夠繞旋轉(zhuǎn)軸線定向的單軸太陽能追蹤器的定向的方法，所述方法包括：

觀測所述太陽能追蹤器上方的云覆蓋以獲得觀測到的云覆蓋；

將觀測到的云覆蓋與不同的云覆蓋模型比較，每個云覆蓋模型與所述太陽能追蹤器的一個定向設(shè)定點值相關(guān)聯(lián)；

將觀測到的云覆蓋與一個云覆蓋模型匹配；

通過應(yīng)用與所述云覆蓋模型相關(guān)聯(lián)的定向設(shè)定點值來伺服控制所述太陽能追蹤器的定向；以及

根據(jù)不同的仰角(θi)，將觀測到的云覆蓋轉(zhuǎn)化為太陽能亮度的映射，

其中將觀測到的云覆蓋與不同的云覆蓋模型比較的步驟包括將所述映射上的太陽能亮度分布與不同的云覆蓋模型中的太陽能亮度分布進(jìn)行比較。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中每個云覆蓋模型與一個取決于所述云覆蓋模型的云層的構(gòu)成的定向設(shè)定點值相關(guān)聯(lián)，所述構(gòu)成取決于以下參數(shù)中的至少一個：云的數(shù)目、云的覆蓋表面、云的厚度、云的位置、云的類型。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述云覆蓋模型包括：

至少一個零云覆蓋模型，所述零云覆蓋模型與一個根據(jù)由太陽的位置的天文計算確定的直接傾斜角的定向設(shè)定點值相關(guān)聯(lián)；以及

至少一個廣泛云覆蓋模型，所述廣泛云覆蓋模型與一個根據(jù)最佳傾斜角的的定向設(shè)定點值相關(guān)聯(lián)，所述最佳傾斜角不與所述直接傾斜角一致。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述最佳傾斜角對應(yīng)于一個與所述太陽能追蹤器的水平設(shè)定相關(guān)聯(lián)的角。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述云覆蓋模型還包括至少一個細(xì)小云覆蓋模型，所述細(xì)小云覆蓋模型與對應(yīng)于所述直接傾斜角和與所述太陽能追蹤器的水平設(shè)定對應(yīng)的角之間的預(yù)定中間角的定向設(shè)定點相關(guān)聯(lián)。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述云覆蓋模型還包括至少一個不規(guī)則云覆蓋模型，所述不規(guī)則云覆蓋模型與所述直接傾斜角對應(yīng)的定向設(shè)定點值相關(guān)聯(lián)。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中：

所述至少一個零云覆蓋模型對應(yīng)于一個云覆蓋模型，其中在所述直接傾斜角附近低于30度的角扇區(qū)內(nèi)太陽能亮度至少等于最大值的80％；以及

所述至少一個廣泛云覆蓋模型對應(yīng)于一個云覆蓋模型，其中在大于150度的角扇區(qū)內(nèi)，太陽能亮度具有一個低值和一個高值，其中在所述低值和所述高值之間的差值低于所述高值的50％，其中所述高值低于最大值的50％且其中所述高值與偏離所述直接傾斜角至少20度的仰角相關(guān)聯(lián)。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述細(xì)小云覆蓋模型對應(yīng)于一個云覆蓋模型，其中在大于150度的角扇區(qū)內(nèi)，太陽能亮度具有低值和高值，其中所述低值和所述高值之間的差值低于所述高值的50％且其中所述高值與位于距所述直接傾斜角小于20度處的仰角相關(guān)聯(lián)。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述不規(guī)則云覆蓋模型對應(yīng)于一個云覆蓋模型，其中在所述直接傾斜角附近小于30度的角扇區(qū)內(nèi)太陽能亮度至少等于最大值的50％，并且在另一個傾斜角附近小于30度的角扇區(qū)內(nèi)至少等于最大值的20％。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中觀測所述云覆蓋包括：

通過圖像拍攝設(shè)備拍攝天空圖像；

通過光敏電池測量太陽能亮度；以及

根據(jù)所述太陽能追蹤器上方的天空獲得衛(wèi)星圖像。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括在所述觀測到的云覆蓋應(yīng)用頻率加權(quán)的步驟，所述頻率加權(quán)取決于用于觀測所述云覆蓋的觀測系統(tǒng)的頻率響應(yīng)和太陽能收集器的頻帶。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括：在沒有云覆蓋模型與觀測到的云覆蓋匹配的情況下，通過應(yīng)用對應(yīng)于直接傾斜角的所述定向設(shè)定點值來伺服控制所述太陽能追蹤器的定向。

13.一種能夠繞旋轉(zhuǎn)軸線定向的單軸太陽能追蹤器，包括：

用于錨固到地面的固定結(jié)構(gòu)；

能夠支撐至少一個太陽能收集器的平臺，所述平臺通過致動系統(tǒng)繞所述旋轉(zhuǎn)軸線在所述固定結(jié)構(gòu)上可旋轉(zhuǎn)地可致動；

用于觀測所述太陽能追蹤器上方的云覆蓋的觀測系統(tǒng)；

存儲云覆蓋模型的數(shù)據(jù)庫，每個云覆蓋模型與一個用于所述太陽能追蹤器的定向設(shè)定點值相關(guān)聯(lián)；以及

控制器，其被連接到所述觀測系統(tǒng)以接收觀測數(shù)據(jù)，被連接到所述數(shù)據(jù)庫且被連接到所述致動系統(tǒng)以控制所述平臺的旋轉(zhuǎn)，其中所述控制器被配置為：

將觀測到的云覆蓋與存儲在數(shù)據(jù)庫中的云覆蓋模型比較，每個云覆蓋模型與所述太陽能追蹤器的一個定向設(shè)定點值相關(guān)聯(lián)；

將觀測到的云覆蓋與一個云覆蓋模型匹配；

通過應(yīng)用與所述云覆蓋模型相關(guān)聯(lián)的定向設(shè)定點值來伺服控制所述太陽能追蹤器的定向；以及

根據(jù)不同的仰角(θi)，將觀測到的云覆蓋轉(zhuǎn)化為太陽能亮度的映射，

其中將觀測到的云覆蓋與不同的云覆蓋模型比較的步驟包括將所述映射上的太陽能亮度分布與不同的云覆蓋模型中的太陽能亮度分布進(jìn)行比較。