[發(fā)明專利]用于將太陽能電池板定位成具有光譜調(diào)整輻照度追蹤的太陽能電池板陣列的系統(tǒng)及其方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201980056813.3
• 申請日: 2019-08-28
• 公開（公告）號: CN112640296A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發(fā)明（設計）人: 玉·東·馬;弗朗切斯科·博雷利;艾倫·達利;劉洋
• 申請（專利權）人: 耐克斯特拉克爾有限公司
• 主分類號: H02S20/32
• 分類號: H02S20/32;F24S50/20;F24S50/40;F24S50/60;H02S20/10;F24S50/80
• 代理公司: 北京律盟知識產(chǎn)權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 范海云

本發(fā)明涉及一種太陽能追蹤系統(tǒng)，其包括：多個太陽能電池板模塊，其形成太陽能電池板模塊柵格，其中所述多個太陽能電池板模塊可彼此獨立地相對于太陽能源移動；及控制系統(tǒng)，其經(jīng)配置以基于性能模型使所述多個太陽能電池板模塊中的每一者彼此獨立地相對于所述太陽能源定向以優(yōu)化來自所述太陽能電池板模塊柵格的能量輸出，其中所述性能模型基于含有所述太陽能電池板模塊柵格的區(qū)域的地形及所述太陽能電池板模塊中的每一者本地的天氣條件來預測來自所述太陽能電池板模塊柵格的能量輸出。

技術領域

本公開涉及能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。更特定來說，本公開涉及控制太陽能追蹤系統(tǒng)高效捕獲太陽輻射用于轉(zhuǎn)換為電能。

背景技術

隨著人們?nèi)找嬲J識到燃燒化石燃料對環(huán)境的影響及相關聯(lián)成本，太陽能已成為一種有吸引力的替代者。太陽能追蹤系統(tǒng)追蹤太陽的軌跡以更高效捕獲輻射，輻射接著轉(zhuǎn)換為電能。太陽能追蹤系統(tǒng)在天氣條件改變時或在其未考慮減少光捕獲量的本地地形時效率較低。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本公開的原理，太陽能追蹤系統(tǒng)由全局性能模型基于太陽能追蹤系統(tǒng)本地的天氣及地形及由包括太陽能電池陣列的太陽能電池板使用的光伏技術的光譜響應來控制。

本公開的一個方面涉及一種太陽能追蹤系統(tǒng)，其包含形成太陽能模塊柵格的多行可旋轉(zhuǎn)太陽能模塊，其中所述多行可旋轉(zhuǎn)太陽能電池板模塊可彼此獨立地相對于太陽能源移動。所述太陽能追蹤系統(tǒng)還包含控制系統(tǒng)，其經(jīng)配置以基于性能模型使所述多行太陽能電池板模塊中的每一者彼此獨立地相對于所述太陽能源定向以優(yōu)化來自所述太陽能電池板模塊柵格的能量輸出，其中所述性能模型基于所述多行太陽能電池板模塊中的每一者相對于所述太陽能源的定向及包含所述多行太陽能電池板模塊中的每一者本地的天氣條件的第一數(shù)據(jù)來預測來自所述太陽能電池板模塊柵格的能量輸出。此方面的其它實施例包含記錄于一或多個計算機存儲裝置上的對應計算機系統(tǒng)、設備及計算機程序，其各自經(jīng)配置以執(zhí)行方法的動作。

實施方案可包含以下特征中的一或多者。在所述太陽能追蹤系統(tǒng)中，所述控制系統(tǒng)將所述多行太陽能電池板中的一或多者移動到其中所述一或多行太陽能電池板產(chǎn)生比其可鑒于太陽的瞬時位置產(chǎn)生的最大能量小的能量的位置。在所述太陽能追蹤系統(tǒng)中，所述一或多個多行太陽能電池板的所述位置經(jīng)確定以消除所述多行太陽能電池板的遮蔽。在所述太陽能追蹤系統(tǒng)中，所述控制系統(tǒng)包含自供電控制器。在所述太陽能追蹤系統(tǒng)中，所述控制系統(tǒng)進一步包含與所述多行可旋轉(zhuǎn)太陽能模塊中的至少一者無線通信的至少一個網(wǎng)絡控制單元。在所述太陽能追蹤系統(tǒng)中，所述控制系統(tǒng)進一步包含各自與所述多行可旋轉(zhuǎn)太陽能模塊中的至少一者無線通信的多個網(wǎng)絡控制單元，所述多個網(wǎng)絡控制單元彼此通信且形成網(wǎng)格網(wǎng)絡。在所述太陽能追蹤系統(tǒng)中，所述控制系統(tǒng)進一步包含彼此無線通信的多個自供電控制器(SPC)及多個網(wǎng)絡控制單元(NCU)，所述SPC向所述NCU提供有關由所述SPC經(jīng)歷的遮蔽的實時信息。所述太陽能追蹤系統(tǒng)進一步包含遠程主機，其中所述遠程主機從所述控制系統(tǒng)接收通信。在所述太陽能追蹤系統(tǒng)中，所述遠程主機檢索天氣數(shù)據(jù)且產(chǎn)生性能模型。在所述太陽能追蹤系統(tǒng)中，所述性能模型是基于直接法向輻照度(DNI)、總水平輻照度(GHI)或漫射水平輻照度(DHI)中的一或多者。在所述太陽能追蹤系統(tǒng)中，所述性能模型是基于所述太陽能模塊柵格的拓撲。在所述太陽能追蹤系統(tǒng)中，所述天氣包含預報天氣及瞬時天氣。在所述太陽能追蹤系統(tǒng)中，所述性能模型由監(jiān)視控制與數(shù)據(jù)采集(SCADA)裝置執(zhí)行。在所述太陽能追蹤系統(tǒng)中，所述SCADA包含所述太陽能模塊柵格的拓撲模塊。在所述太陽能追蹤系統(tǒng)中，所述SCADA包含經(jīng)配置追蹤太陽能電池板模塊在其位置處的斜率的行對行追蹤模塊。在所述太陽能追蹤系統(tǒng)中，所述行對行追蹤模塊與漫射角調(diào)整器通信且向所述漫射角調(diào)整器發(fā)送目標追蹤角數(shù)據(jù)。在所述太陽能追蹤系統(tǒng)中，所述SCADA包含DHI-GHI模塊。所述太陽能追蹤系統(tǒng)進一步包含天氣查找模塊，所述天氣查找模塊與所述DHI-GHI模塊通信且向所述DHI-GHI模塊及所述漫射角調(diào)整器提供天氣數(shù)據(jù)。在所述太陽能追蹤系統(tǒng)中，所述漫射角調(diào)整器與SPC通信。在所述太陽能追蹤系統(tǒng)中，所述SCADA進一步包含與NCU本地傳感器通信以從所述太陽能模塊柵格提供本地傳感器數(shù)據(jù)的本地傳感器數(shù)據(jù)模塊。所描述技術的實施方案可包含硬件、方法或過程或計算機可存取媒體上的計算機軟件。