[发明专利]太阳指向双轴全自动跟踪控制发电设备

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能发电领域，具体涉及一种太阳指向双轴全自动跟踪控制发电设备。

背景技术

我国能源资源以煤炭为主，人均能源资源不足世界平均水平的一半。要实现2020年国内生产总值比2000年翻两番的目标，全面建设小康社会，全国能源消费量将至少比2000年翻一番，能源供需矛盾将进一步加剧。我国太阳能资源丰富，取之不尽，用之不竭，无论从能源安全的长远战略角度出发，还是从调整和优化能源结构需求考虑，大力发展光伏发电都是保障我国能源安全的重要战略措施之一。解决边远地区供电还是要靠光电。

我国太阳能资源丰富，分布普遍。同其它技术，如小水电、风力发电、紫油发电等相比，尽管光伏发电的成本在目前还比较高，但光伏发电资源普遍，设备结构简单，体积小且轻，运行维护简单，清洁安全、无噪声、可靠性高、寿命长，经济性有比较优势，对解决边远地区供电具有不可替代的作用，因此在“光明工程”先导项目、西藏阿里项目和“送电到乡”工程中，光伏发电都被作为主要技术设备。

根据国家提倡应用新能源的有关标准、规范和政策，如《中华人民共和国可再生能源法》等，需要大力开发太阳能发电设备。现在的太阳能发电控制设备采用太阳能电池组成固定的太阳能电池组阵列，但是随着太阳照射方向的不同，该太阳能电池阵列的发电能力不同，不能使得该太阳能电池发电效率最大化。

发明内容

本发明提供一种太阳指向双轴全自动跟踪控制发电设备，能够提高太阳能电池阵列的发电效率。

为了实现这一目的，本发明的方案如下：一种太阳指向双轴全自动跟踪控制发电设备，包括太阳能电池阵列，该太阳能电池阵列的输出端与逆变控制单元的输入端连接，逆变控制单元的输出端与逆变器的输入端连接，逆变器的输出端与负载连接，其特征在于该太阳能电池阵列通过俯仰回转装置安装在横轴上，横轴与竖轴连接，竖轴通过水平回转装置与机架连接，该俯仰回转装置和水平回转装置均与控制单元连接。控制单元包括设备主控板，该设备主控板的输入端与GPS模块和传感器模块连接，该主控板还与嵌入式GUI监控界面连接，主控板的输出端分别与方位电机驱动模块和俯仰电机驱动模块的输入端连接，方位电机驱动模块的输出端与方位电机连接，方位电机还通过编码器与方位电机驱动模块连接，方位电机与水平回转装置连接，俯仰电机驱动模块的输出端与俯仰电机连接，俯仰电机还通过编码器与俯仰电机驱动模块的反馈端连接，俯仰电机与俯仰回转装置连接。

主控制板根据GPS模块和传感器模块检测到的光强做最优化滤波得到俯仰角和方位角，将该俯仰角和方位角发送给俯仰电机驱动模块和方位电机驱动模块，从而通过俯仰电机和方位电机控制俯仰回转装置和水平回转装置转到设定角度，同时传感器模块中的安装在水平回转装置和俯仰回转装置上的磁强方位计和倾角仪将检测到的实际方位和实际倾角返回给控制主控制板。俯仰和方位角由GPS和光强做最优化滤波得出，在GPS或光强出现故障时，不至于做出错误判断。而实际方位和俯仰角则由增量编码器和磁强方位计和倾角仪做最优化滤波得出，给设备运行提供可靠的保证。本发明的优点在于充分利用纯天然太阳能资源，全面采用绿色环保技术，设备结构简单，体积小且轻，运行维护简单，清洁安全、无噪声、可靠性高、寿命长、供电可靠，且太阳能电池阵列可根据GPS和光强来作适应性转动，从而提高发电效率。

附图说明

图1为本发明一实施例的结构框图

图2为本发明另一实施例的结构框图

图3为控制单元的框图

图4为设定俯仰角和方位角的流程图

具体实施方式

一种太阳指向双轴全自动跟踪控制发电设备，包括太阳能电池阵列1，该太阳能电池阵列1的输出端与逆变控制单元2的输入端连接，逆变控制单元2的输出端与逆变器3的输入端连接，逆变器3的输出端与负载4连接，其特征在于该太阳能电池阵列1通过俯仰回转装置6安装在横轴5上，横轴5与竖轴7连接，竖轴7通过水平回转装置8与机架9连接，该俯仰回转装置6和水平回转装置8均与控制单元10连接。