[發(fā)明專利]一種光伏板位置優(yōu)化調(diào)節(jié)系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010523191.5
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN111752311A
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳鵬;孫偉民;杜威;朱天賜
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 許蓮英

本發(fā)明提出了一種光伏板位置優(yōu)化調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括：電壓檢測器、控制器、電機(jī)驅(qū)動器、步進(jìn)電機(jī)、滾動軸承、支撐架、第一光伏板、第二光伏板。本發(fā)明構(gòu)建了光伏壓差模型、步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)向、最大功率輸出的關(guān)系模型；控制器根據(jù)光伏壓差、電壓閾值得到電機(jī)轉(zhuǎn)向控制信號，進(jìn)一步結(jié)合PI調(diào)節(jié)產(chǎn)生電機(jī)脈沖控制信號，將上述兩種信號傳輸至所述電機(jī)驅(qū)動器。所述電機(jī)驅(qū)動器分別對電機(jī)轉(zhuǎn)向控制信號、電機(jī)脈沖控制信號進(jìn)行電流放大得到電機(jī)轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)角驅(qū)動信號，將電機(jī)轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)角驅(qū)動信號傳輸至所述步進(jìn)電機(jī)；所述步進(jìn)電機(jī)根據(jù)電機(jī)驅(qū)動信號轉(zhuǎn)動所述滾動軸承，從而根據(jù)所述支撐架帶動所述移動式太陽能板轉(zhuǎn)動。本發(fā)明能量利用率高、穩(wěn)定性且可靠性好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬新能源供電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種光伏板位置優(yōu)化調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

21世紀(jì)太陽能將成為全球主要能源之一，是最原始的能源，地球上幾乎所有其他能源都直接或間接來自太陽能。太陽能具有資源充足、長壽，分布廣泛、安全、清潔，技術(shù)可靠等優(yōu)點(diǎn)。

光伏發(fā)電是太陽能板直接將光能轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電方式，是當(dāng)今太陽光發(fā)電的主流，根據(jù)調(diào)查單晶硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率為15％左右，最高可達(dá)23％，在太陽能電池中光電轉(zhuǎn)換效率最高，但其制造成本高。多晶硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率為14％到16％，其制作成本低于單晶硅太陽能電池，但多晶硅太陽能電池的使用壽命要比單晶硅太陽能電池要短。太陽能板一般以平鋪式的方式放置在偏遠(yuǎn)地區(qū)，能量的密度低，當(dāng)大規(guī)模使用的時(shí)候，占用的面積會比較大，而且會受到太陽輻射強(qiáng)度的影響。

由于一天內(nèi)太陽的位置不同，而使得裝置在一天內(nèi)無法充分利用光照。為了實(shí)現(xiàn)太陽能板的效率最大化，本研究仿照向日葵的向陽原理，將兩塊太陽能板成角度拼接，和密封式可控滑動軸承一同連接在內(nèi)置步進(jìn)電機(jī)的風(fēng)力發(fā)電裝置的塔柱內(nèi)，PLC姿態(tài)控制系統(tǒng)太陽能板旋轉(zhuǎn)。相比之下，光伏板位置優(yōu)化調(diào)節(jié)系統(tǒng)更加智能化，能夠智能測算出最佳光照射角，提高光能轉(zhuǎn)化的效率。

光伏板位置優(yōu)化調(diào)節(jié)技術(shù)是一種基于大數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)理論，將提供機(jī)理信息的數(shù)學(xué)模型和提供環(huán)境狀態(tài)的傳感信息結(jié)合，達(dá)成機(jī)器對自身運(yùn)行行為的狀態(tài)感知和趨勢感知，這兩種感知再通過網(wǎng)絡(luò)智能技術(shù)與機(jī)器、機(jī)組智能運(yùn)行策略相結(jié)合，完成機(jī)器的自我升級的人工智能機(jī)器進(jìn)化技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在能夠改善風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電裝置太陽能板的相對位置，在太陽能板所處位置安裝密封式可控滑動軸承，會實(shí)時(shí)根據(jù)電壓差反饋光照強(qiáng)度，使得電機(jī)旋轉(zhuǎn)至最佳角，形成一個(gè)負(fù)反饋閉環(huán)系統(tǒng)，通過可編程邏輯控制器旋轉(zhuǎn)控制步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)將太陽能板轉(zhuǎn)至最佳接受太陽光照的位置，提高太陽能板的效率。

本發(fā)明裝置的技術(shù)方案為一種光伏板位置優(yōu)化調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，包括：

電壓檢測器、控制器、電機(jī)驅(qū)動器、步進(jìn)電機(jī)、滾動軸承、支撐架、第一光伏板、第二光伏板；

所述第一光伏板與所述電壓檢測器連接；所述第二光伏板與所述電壓檢測器連接；所述的電壓檢測器、控制器、電機(jī)驅(qū)動器、步進(jìn)電機(jī)依次電連接；所述步進(jìn)電機(jī)與所述滾動軸承通過聯(lián)軸器連接；

所述支撐架垂直于地面；所述滾動軸承固定于地面；所述支撐架的一端固定于所述滾動軸承上；所述的第一光伏板、第二光伏板通過相同長度的一邊焊接于所述支撐架上；所述的第一光伏板、第二光伏板與垂直于地面的支撐架成α角；所述電壓檢測器焊接于所述第一光伏板的背面中心區(qū)域；所述控制器焊接于所述第一光伏板的背面；所述電機(jī)驅(qū)動器固定于所述支撐架上；

所述電壓檢測器用于采集所述第一光伏板輸出的第一電壓模擬信號；

所述電壓檢測器用于采集所述第二光伏板輸出的第二電壓模擬信號；

所述電壓檢測器將第一電壓模擬信號、第二電壓模擬信號傳輸至所述控制器。