[发明专利]太阳能电池的自动跟踪控制方法及系统

说明书

技术领域

本发明提供一种太阳能电池的自动跟踪控制方法及系统，特别适合于单、多晶硅太阳能电池板组成的光伏发电系统，属于自动控制领域。

背景技术

目前，由于高纯度单、多晶硅的生产技术垄断在少数几个高科技企业手中，晶体硅的价格高居不下，而太阳能光伏发电系统需要大量的单、多晶硅，因而目前太阳能发电大面积推广应用受阻，国内很多市场都是因为太阳能电池板的价格太贵而无法接受；同时，国内外专家们已经研究发现，晶体硅光伏电池在正常的太阳光强下使用实际上是大材小用，因为光伏电池可以承受更高的光强，发出的电流成比例增加而又不至于影响光伏电池寿命，如果通过几倍甚至几百倍的聚光来提高光伏电池区域的光强，输出相同功率电流的光伏电池面积就能够大幅度缩小，这样一来，太阳能电池板对晶体硅的使用量就能大幅度减少，太阳能电池的价格可以大幅度下降，达到用户能够接收的水平。    

通过聚光提高太阳能发电的效益，国内外已经有过一些工业化尝试。比如利用菲涅尔透镜实现3～7倍的聚光，一种八面体聚光漏斗等等；这些技术都是通过将直射在强聚光太阳能电池板周围的阳光聚集到电池板上达到聚光效果，但是由于地球自转的原因，太阳光的照射时时刻刻都在变化，要想太阳光时时刻刻直射在强聚光太阳能电池板上，就必须设计一种能够自动跟踪太阳的设备，跟着太阳的移动而转动太阳能电池板。但是，地球幅员辽阔，每个地区太阳照射的角度都不一样，每个点需要调节成不同的角度才能做到阳光直射状态，而且不同时间需要进行不同的调节，要做到用一个产品适应全球范围需要，难度非常大，因此，目前市场上急需一种能够解决这个问题的技术。

与此同时，由于强聚光太阳能电池板的面积大幅度缩小，跟踪太阳的精度要求比较高，因而对跟踪器提出了非常高的要求，国内外已经有很多这方面的设计，有根据时间而设计的，也有用人工控制微调半自动化等，目的都是要提供既实用又简单还要便宜的自动跟踪控制系统，但效果都不甚理想。

发明内容

本发明的目的是提供一种太阳能电池的自动跟踪控制方法及系统，其能够始终保持太阳光直射在太阳能电池上，从而可极大提高太阳能电池的发电效率。    

为实现上述目的，本发明提供一种太阳能电池的自动跟踪控制方法，包括步骤如下：

A、启动并初始化自动跟踪控制电路；

B、所述自动跟踪控制电路检测并记录安装在自动控制执行机构上的太阳能电池当前产生的电流值和/或电压值，如果所测的电流值和/或电压值较大，则执行步骤C，否则执行步骤E；

C、所述自动跟踪控制电路调整自动控制执行机构，直至检测并记录到太阳能电池产生最大电流值和/或电压值；

D、所述自动跟踪控制电路实时或定时检测太阳能电池的电流值和/或电压值，如果发现电流值和/或电压值突然变小，则重新调整所述自动控制执行机构，直至恢复到太阳能电池产生最大电流值和/或电压值；若不能恢复到所述最大电流值和/或电压值，则执行步骤E；    

E、所述自动跟踪控制电路开始计时，如果在规定时间内检测到所述太阳能电池产生的电流值和/或电压值突然变大，则返回步骤C，否则执行步骤F；

F、所述自动跟踪控制电路停止驱动自动控制执行机构。

根据本发明的自动跟踪控制方法，所述自动跟踪控制电路包括由单片机构成的单片机电路，所述自动控制执行机构包括驱动太阳能电池转动的第一电机；通过所述单片机电路检测并记录太阳能电池的电流值和/或电压值，并由单片机电路控制第一电机工作。

根据本发明的自动跟踪控制方法，所述步骤C包括：

所述单片机电路启动第一电机来驱动太阳能电池正向转动，单片机电路实时或定时检测和记录当前太阳能电池产生的电流值和/或电压值，并与上一次数据进行比较：如果检测的电流值和/或电压值比上一次数据大，则进一步驱动太阳能电池正向转动；而如果检测的电流值和/或电压值比上一次数据小，则单片机电路停止第一电机正向驱动，并由第一电机驱动太阳能电池反向转动，直至恢复到电流值和/或电压值最大的位置。

根据本发明的自动跟踪控制方法，所述步骤D包括：

如果单片机电路检测到电流值和/或电压值突然变小，则第一电机重新驱动太阳能电池正向转动，并实时或定时检测和比较当前太阳能电池产生的电流值和域电压值，直至恢复到电流值和/或电压值最大的位置。

根据本发明的自动跟踪控制方法，所述步骤F包括：