[發明專利]用于太陽能電池板組件與太陽高度角檢測的系統及方法

在審

• 申請號: 202011388782.2
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN112527021A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 胡波;趙長虎
• 申請（專利權）人: 上海港旺新能源科技有限公司
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12;G01C1/00;H02S20/32
• 代理公司: 北京盛凡智榮知識產權代理有限公司 11616
• 代理人: 黃玉清

1.用于太陽能電池板組件與太陽高度角檢測的系統，其特征在于包括外殼，具有無線通信模塊、陀螺儀傳感器的攝像機組件，毛玻璃蓋、下端為尖錐形的細棒、GPS模塊，外殼安裝在太陽能電池板組件附近；所述攝像機組件、GPS模塊和跟蹤太陽光照系統的數據輸入端經有線或無線中的一種實現信息交互；所述毛玻璃蓋密封安裝在外殼上端，攝像機組件安裝在外殼內下端中部且其攝像頭向上，毛玻璃蓋上端中部有一個開孔，細棒的中部密封安裝在開孔內；所述攝像機組件內置有圖像數據預處理模塊、圖像數據測量處理模塊、攝像頭放大倍數自標定模塊應用軟件；所述圖像數據預處理模塊具有如下功能，(1)：圖像獲取，控制攝像機組件以設定的時間間隔定期進行拍照，(2)圖像預處理，將獲取到的圖像進行裁剪、濾波、二值化處理，得到一個由陰影部分為完全黑色，其它部分為完全白色的黑白圖像；所述圖像數據測量處理模塊應用中，根據經圖像處理軟件模塊獲取的二值化黑白圖像，再依據攝像機組件的攝像頭像素數據，能測量出獲取的頂部毛玻璃蓋出細棒陰影的長度值；所述攝像頭放大倍數自標定模塊應用中，根據獲取的二值化黑白圖像，可以計算出頂部細棒陰影的寬度。

2.根據權利要求1所述的用于太陽能電池板組件與太陽高度角檢測的系統，其特征在于，細棒的軸線與外殼的軸線保持重合一致，外殼暴露于陽光下時，頂部的細棒會在毛玻璃上的表面上投射出陰影，外殼內底部的攝像機組件的攝像頭能拍攝到投射到毛玻璃上的陰影。

3.根據權利要求1所述的用于太陽能電池板組件與太陽高度角檢測的系統，其特征在于，攝像機組件的攝像頭能不變形地拍攝到外殼頂部毛玻璃處的圖像，并通過有線方式或無線方式將數據發送到太陽能總系統控制中心的跟蹤太陽光照系統，攝像機組件中自帶的陀螺儀傳感器，可以感知自身的空間位置信息，可以為矯正自身的空間位置提供糾錯信息。

4.根據權利要求1所述的用于太陽能電池板組件與太陽高度角檢測的系統，其特征在于，GPS模塊用于獲取太陽能電池板組件安裝位置的經緯度坐標，跟蹤太陽光照系統可根據此經緯度坐標計算當地的日出時間、日落時間、太陽的高度角和太陽的方位角，為實現跟蹤太陽光照系統的精確控制太陽能電池板組件跟蹤太陽光提供必要的數據參考。

5.根據權利要求1至4任一所述的用于太陽能電池板組件與太陽高度角檢測的系統，其特征在于應用方法如下，步驟A：攝像機組件初次上電運行后，對其內部的應用軟件進行每天喚醒和休眠時間運行參數設置，在攝像機組件安裝完成后，首先會進入其內部應用軟件參數設置過程，需要設置的參數如下，S1：一年之中，在太陽能電池板組件安裝地點每天的日出時間；S2：一年之中，在太陽能電池板組件安裝地點每天的日落時間；步驟B：攝像機組件初次上電運行后進行其攝像頭圖像放大倍數的整定，整定過程中首先確保在進行攝像頭圖像放大倍數的整定時，陽光照射條件處于良好狀態，根據圖像數據預處理模塊獲取的立柱陰影圖像，采用攝像頭放大倍數自標定模塊測量計算出立柱陰影的寬度值；步驟C：等待攝像機組件被喚醒，攝像機組件在自身系統的運行時間到達太陽落山時，會進入休眠狀態，而當自身系統時間到達第二天太陽升起時間時，攝像機組件則會被喚醒；步驟D：由攝像機組件內置的程序實時計算太陽的高度角，計算攝像頭組件會在每天的日出時間被喚醒，然后圖像數據預處理模塊按照特定的時間間隔控制攝像機進行拍照，圖像數據測量處理模塊進行處理后可獲取立柱的陰影圖像，經圖像數據測量處理模塊可以計算出頂部細棒陰影的長度；步驟E：由攝像機組件內置的圖像數據測量處理模塊、攝像頭放大倍數自標定模塊計算太陽的高度角；步驟F：攝像機組件將實時計算得到的太陽高度角數據同步傳輸到跟蹤太陽光照系統，為所有太陽能電池板組件的跟蹤太陽光照系統跟蹤太陽的高度角提供依據，跟蹤太陽光照系統的電機基于同步太陽高度角數據，控制太陽能電池板對準太陽的高度角：步驟G；攝像機組件的應用軟件查詢其內部時鐘數據，如果時間到達了太陽落山時間，則攝像機組件進入休眠狀態。