[發明專利]光伏跟蹤支架的安全低電壓自供電方法及裝置

在審

• 申請號: 202211465040.4
• 申請日: 2022-11-17
• 公開（公告）號: CN115580213A
• 公開（公告）日: 2023-01-06
• 發明（設計）人: 陳維;宋悅
• 申請（專利權）人: 深圳市中旭新能源有限公司;江蘇旭邁思電源科技有限公司
• 主分類號: H02S20/32
• 分類號: H02S20/32;H02S40/38;H02J7/35;H02J7/00;H02M3/04
• 代理公司: 深圳珠峰知識產權代理有限公司 44899
• 代理人: 黃偉

本發明公開了光伏跟蹤支架的安全低電壓自供電方法，所述光伏跟蹤支架的安全低電壓自供電方法是從光伏跟蹤支架上的光伏組件串內的一個或數個光伏組件取電，接入方式是取電的所述光伏組串內的一個或數個光伏組件接入同一個光伏功率優化器的輸入端。本發明還公開了光伏跟蹤支架的安全低電壓自供電裝置，所述光伏跟蹤支架的安全低電壓自供電裝置包括光伏發電單元、光伏功率優化器、供電DC?DC變換器、蓄電池。本發明不需要另外架設電源或從高電壓光伏組串取電，安全低電壓，應用在光伏跟蹤系統中，具有能夠低成本、高可靠性、高效率的給光伏跟蹤支架的驅動提供直流低電壓的安全供電的優點。

技術領域

本發明涉及光伏發電技術領域，特別是涉及一種光伏跟蹤支架的安全低電壓自供電方法及裝置的技術。

背景技術

光伏跟蹤支架廣泛應用于地面大中型的太陽能光伏發電領域，其功能是通過調整跟蹤支架的工作角度，使支架上安裝的光伏組件跟蹤太陽的空間位置，達到最大化接收太陽輻照能量的目的。

為了實現對太陽位置的跟蹤，通常采用電動機驅動光伏跟蹤支架的機械機構，因此太陽跟蹤支架都需要配備具有一定輸出功率，能夠驅動電動機的供電系統。電動機驅動光伏跟蹤支架動作的方式分為連續與間歇兩種動作方式，連續動作是指在大風等異常情況下為了快速將跟蹤支架復位，電動機將驅動光伏跟蹤支架連續動作，此時跟蹤支架的動作角速度遠大于太陽位置變化的角速度，支架最大動作速度通常是太陽運動速度的數十倍，跟蹤支架從最大位置旋轉至復位位置的連續動作時間通常用時不超過4分鐘；間歇動作是指在光伏跟蹤支架正常跟蹤太陽工作時，跟蹤支架按照角度允許誤差設定范圍而間歇動作，以南北軸式平單軸光伏跟蹤支架為例，跟蹤支架的動作速度為每分鐘15度，太陽平均運行速度為每分鐘0.25度，允許誤差為±0.5度。則跟蹤支架的動作規律為：平均4分鐘動作一次，每次動作4秒。在間歇動作的情況下，依據支架跟蹤角度精度和范圍不同，平單軸光伏跟蹤支架通常每日間歇動作調整次數在200以內。

為了實現對太陽位置的跟蹤，通常采用電動機驅動太陽跟蹤支架的機械機構，因此太陽跟蹤支架通常需要配備具有一定輸出功率，能夠驅動電動機的供電系統。當前光伏跟蹤支架的供電通常有以下三種方式：廠用電低電壓交流集中供電、外設的獨立光伏組件就地供電、光伏組串高電壓自供電。這三種供電方式都存在各自的問題，其中廠用電低電壓交流集中供電方式需要把低電壓220VAC交流再轉換24VDC直流再給電機供電，需要在光伏電站廠內敷設大量供電電纜，送電距離長，成本高，施工復雜，且不利于后期運維，供電轉換效率低及浪費電能等問題；外設的獨立光伏組件就地供電方式，這種供電方式做法是在跟蹤支架控制器附近外設的獨立安裝的小型光伏組件，采用外設小型的光伏組件的電能輸提供電機的驅動電能。雖然這種供電方式不存在高電壓風險，安全性高，然而獨立光伏組件獲取的電能不太穩定，需要配備大容量電池，用于確保在太陽輻照不足而小型的光伏組件發電量不足時，跟蹤系統具有足夠電能將跟蹤支架回轉復位到第二天的發電位置，或者在極端天氣下無法發電時將跟蹤支架旋轉至復位位置，由于需要較大容量的儲能裝置與外設的獨立光伏組件發電裝置，該方式會增加供電系統的成本，以及浪費光伏組件及其安裝空間；光伏組串高電壓自供電方式，這種方式的做法是直接從光伏直接的光伏組串高電壓取電，雖然不再需要外設獨立的光伏組件，

專利CN 212379765 U提出一種自供電平單軸跟蹤支架控制器，通過超高電壓隔離開關電源把光伏組串高達500V以上甚至高達1500V直流電壓轉換成24V的電機供電電壓供電，這種供電方式需要進行超高的降壓比的功率變換，工作效率偏低，同時存在把500V以上直流高電壓引入24V電機驅動回路的風險，對超高電壓隔離開關電源裝置、項目的施工安裝與運維都提出了更高的要求，供電方式整體成本仍然偏高，亦存在高電壓觸電的安全隱患，同時光伏組串直接取電也會對光伏逆變器的MPPT跟蹤的精度造成影響，進一步降低系統的整體效率。