[發明專利]一種分布感測光伏板追日系統

有效

• 申請號: 201910176661.2
• 申請日: 2019-03-08
• 公開（公告）號: CN109828613B
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: 侯邦苧;鄭紅梅;李飛;滕嫻;項恩耀;張煜杰;桑田;莫宇昊;田杰
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: G05D3/20
• 分類號: G05D3/20
• 代理公司: 北京尚鉞知識產權代理事務所(普通合伙) 11723
• 代理人: 王海榮

本發明屬于傳感器技術領域，涉及一種分布感測光伏板追日系統，包括至少三個獨立設置的球形傳感器、矢量擬合器、至少一個光伏板以及方向調節器；其中，矢量擬合器根據球形傳感器輸出的光線入射矢量以及球形傳感器位置關系，獲得光伏板的高度角，根據光伏板的高度角獲得光伏板的方位角；方向調節器根據方位角以及高度角控制光伏板的方向。根據本發明實施例的分布感測光伏板追日系統可實現實時、準確、完整的太陽位置跟蹤，解決了現有傳感器精度不足、存在捕光死角的缺陷，同時，極大地減少了傳感器的使用數量，降低光伏板的調解頻率及超調問題，降低建造、維修成本。

技術領域

本發明屬于傳感器技術領域，涉及一種分布感測光伏板追日系統。

背景技術

太陽能是目前受到重視的綠色能源，各種太陽能收集技術和設備越來越多地被投入使用，同時也出現了各種追日裝置，通過跟蹤太陽使接收器的接收效率大大提高，進而提高了太陽能裝置的太陽能利用率，在太陽光追蹤技術中通常都會采用傳感器來感測太陽光。

目前，現有的傳感器感測系統中，大部分采用單板追蹤的方式，即每個光伏板上均會安裝傳感器，通過在傳感器四周固定了由感光材料制作成的檢測器件，通過檢測器件的變化可以獲得光線變化的信息，傳感器固定于太陽光接收裝置上并及時傳輸給數據處理器，從而獲得追日系統誤差信息，配合適當的控制器使太陽能接收設備跟隨太陽運動。

一方面，傳感器畢竟只是光伏發電系統組成部分中一個小的感測單元，而現有感測系統會因為光伏板數量增加而使用更多的傳感器，變得過于復雜、數量多、占空間。同時在分布式光伏發電廠中會出現制造組裝麻煩、成本高等問題，在地理位置不太平整處更是組裝困難和不易于后期維護。

另一方面，現有傳感器的捕光范圍受到限制，存在捕光死角，分布于傳感器四周的檢測器件在接收感測光時使檢測數據存在差異，同時不能得出準確的光線方向及直射點，使得輸出準確度不夠。

如何通過設計結構簡單、能夠實現同步追蹤的傳感器組成不占空間、容易組裝的感測系統，使其具有無死角、精度高的精準感測功能，使太陽能電池板隨時正對太陽，讓太陽光的光線隨時垂直照射太陽能電池板的接收裝置，顯著提高發電效率，同時降低追日系統的成本和維護難度，成為急需解決的技術問題。

發明內容

為了現有技術的不足，本發明提出一種分布感測光伏板追日系統。

根據本發明的一方面，根據本發明實施例的一種分布感測光伏板追日系統，包括至少三個獨立設置的球形傳感器、矢量擬合器、至少一個光伏板以及方向調節器；其中，矢量擬合器根據球形傳感器輸出的光線入射矢量以及球形傳感器位置關系，獲得光伏板的高度角，根據光伏板的高度角獲得光伏板的方位角；方向調節器根據方位角以及高度角控制光伏板(以下也可稱作“太陽能發電板”)的方向。

根據本發明的示例性實施例，球形傳感器包括內球體、均勻分布在內球體表面的多個光學傳感器、選擇器、面擬合器以及光線入射矢量生成器；其中，選擇器根據光學傳感器的檢測值選擇光學傳感器，面擬合器根據選擇器選擇的光學傳感器擬合與光線入射矢量垂直的面，光線入射矢量生成器根據面擬合器的輸出生成光線入射矢量。

根據本發明的示例性實施例，內球體外側設有透明保護罩。

根據本發明的示例性實施例，所述光學傳感器為光敏電阻。

根據本發明的示例性實施例，所述選擇器為CD4051選擇器。

根據本發明的示例性實施例，球形傳感器還包括球體支撐柱、主控盒以及固定底座，其中，球體支撐柱設置在內球體下方，主控盒設置在球體支撐柱下方，固定底座設置在主控盒的周圍。

根據本發明的示例性實施例，方向調節器為減速電機。