[發明專利]一種太陽能跟蹤系統及方法

在審

• 申請號: 201910178550.5
• 申請日: 2019-03-11
• 公開（公告）號: CN111240368A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 劉桂英;危厚琴;王忠禮;山傳文;馬惜平;張海一;孫繼元;李云峰
• 申請（專利權）人: 北華大學
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 杜陽陽

本發明公開一種太陽能跟蹤系統及方法。該跟蹤系統包括：太陽能電池板、均勻分布在太陽能電池板周圍的多個雙軸平面反射鏡以及安裝在太陽能電池板中央和\或邊緣的多個太陽光入射角檢測元件；太陽光入射角檢測元件用于檢測太陽光相對于太陽能電池板的入射角；雙軸平面反射鏡用于通過角度調整將太陽光反射到太陽能電池板。本發明的太陽能跟蹤系統及方法，能夠降低跟蹤過程中的能量消耗。

技術領域

本發明涉及太陽能發電領域，特別是涉及一種太陽能跟蹤系統及方法。

背景技術

在太陽能發電系統中，為使太陽能電池板實現太陽跟蹤，通常在太陽能電池板上安裝太陽光雙軸跟蹤系統來大幅提高太陽能電池板表面照度，增加太陽能電池板的發電量。但雙軸跟蹤系統需要承載太陽能電池板重量，使得系統重量大，跟蹤過程中能量消耗較大。

發明內容

本發明的目的是提供一種太陽能跟蹤系統及方法，降低跟蹤過程中的能量消耗。

一種太陽能跟蹤系統，包括：太陽能電池板、均勻分布在所述太陽能電池板周圍的多個雙軸平面反射鏡以及安裝在所述太陽能電池板中央和\或邊緣的多個太陽光入射角檢測元件；所述太陽光入射角檢測元件用于檢測太陽光相對于所述太陽能電池板的入射角；所述雙軸平面反射鏡用于通過角度調整將太陽光反射到所述太陽能電池板。

可選的，所述雙軸平面反射鏡的第一轉軸與所述太陽能電池板所在平面垂直，第二轉軸與所述雙軸平面反射鏡所在的所述太陽能電池板的邊緣平行，所述雙軸平面反射鏡在第一電機的驅動下繞所述第一轉軸轉動，在第二電機的驅動下繞所述第二轉軸轉動。

可選的，所述控制器的輸入端與各所述太陽光入射角檢測元件連接，輸出端連接到各所述雙軸平反射鏡的第一電機和第二電機，用于根據各所述太陽光入射角檢測元件檢測的太陽光的入射角對各個第一電機和第二電機的轉動角度進行控制。

可選的，所述太陽能電池板的形狀為矩形；所述雙軸平面反射鏡的數量為4個，4個所述雙軸平面反射鏡分布在所述太陽能電池板的四個邊。

可選的，所述太陽光入射角檢測元件的數量為5個，5個所述太陽光入射角檢測元件分別分布在所述太陽能電池板的中央和邊緣。

可選的，位于所述太陽能電池板的中央的所述太陽光入射角檢測元件的形狀為圓柱形。

本發明還公開一種太陽能跟蹤方法，應用于上述的太陽能跟蹤系統，該跟蹤方法包括：

獲取太陽光入射角檢測元件檢測到的太陽光入射角；

根據所述太陽光入射角計算太陽光相對于各雙軸平面反射鏡起始位置的入射角；所述雙軸平面反射鏡起始位置包括沿第一轉軸轉動的起始位置和沿第二轉軸轉動的起始位置；所述沿第一轉軸轉動的起始位置為使雙軸平面反射鏡所在平面與鏡斑連線平行的位置，所述沿第二轉軸轉動的起始位置為使雙軸平面反射鏡所在平面與鏡斑連線垂直的位置；所述鏡斑連線為所述雙軸平面反射鏡的鏡面中心與太陽能電池板上預匯聚斑點之間的連線；

結合太陽光相對于各雙軸平面反射鏡起始位置的入射角以及所述鏡斑連線與所述太陽能電池板之間的夾角計算各雙軸平面反射鏡的第一轉軸的第一待旋轉角度和第二轉軸的第二待旋轉角度；所述第一轉軸的第一待旋轉角度為所述第一轉軸從所述沿第一轉軸轉動的起始位置轉動到使太陽光照射到所述預匯聚斑點上時的旋轉角度；所述第二轉軸的第二待旋轉角度為所述第二轉軸從所述沿第二轉軸轉動的起始位置轉動到使太陽光照射到所述預匯聚斑點上時的旋轉角度；

根據所述第一待旋轉角度和所述第二待旋轉角度分別對各雙軸平面反射鏡的第一電機和第二電機進行控制，使第一電機和第二電機驅動各雙軸平面反射鏡按對應的待旋轉角度進行旋轉。

可選的，所述結合太陽光相對于各雙軸平面反射鏡起始位置的入射角以及所述鏡斑連線與所述太陽能電池板之間的夾角計算各雙軸平面反射鏡的第一轉軸的第一待旋轉角度和第二轉軸的第二待旋轉角度，具體包括：