[发明专利]光伏发电机太阳轨迹跟踪方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及跟踪式光伏发电技术，具体涉及一种光伏发电机太阳轨迹跟踪方法及系统。背景技术

在光伏发电领域，按照光伏发电机是否对太阳轨迹进行跟踪，可将其分为固定式和跟踪式两种类型。随着技术的发展，固定式光伏发电机所存在的发电量和土地利用率低下等问题逐渐被暴露出来，于是就出现了跟踪式光伏发电机。依据跟踪形式的不同，跟踪式光伏发电机可分为单轴跟踪和双轴跟踪；其中，单轴跟踪又分为水平单轴跟踪、倾斜单轴跟踪。由于水平单轴跟踪、倾斜单轴跟踪和双轴跟踪这几种跟踪形式均为现有技术，故在此不再赘述。总之，现有的这些跟踪形式大多存在如下共性问题：第一，现有跟踪式光伏发电机主要依靠时间或太阳时角来计算控制光伏发电机帆板旋转的光伏发电机帆板跟踪角，然而，这种方式对太阳位置的跟踪不准确，导致帆板采光面积较低，发电量不高。第二，当光伏发电机帆板跟踪角较大时（即一天中的早、晚时段），光伏发电阵列中相邻光伏发电机帆板之间会产生严重的阴影遮挡现象，对此，光伏发电站的设计者只能通过加大光伏发电机的间距来改善阴影遮挡，从而降低光伏发电站对土地的利用率。

发明内容

本发明旨在提供一种可避免相邻光伏发电机帆板之间产生阴影遮挡的光伏发电机太阳轨迹跟踪方法及系统。

本发明的光伏发电机太阳轨迹跟踪方法，包括的步骤为：

1）根据太阳位置计算得到光伏发电机帆板跟踪角Φ；

2）判断所得跟踪角Φ是否会使相邻光伏发电机帆板之间产生阴影遮挡,

若不产生遮挡，则将所述帆板转至与该跟踪角Φ对应的方向上，再重复步骤1）至2）；

若会产生遮挡，则执行步骤3）；

3）重新确定跟踪角Φ，即

当跟踪角Φ本身为正值时，使Φ=Φ-ζ，其中，0°＜ζ≤5°，然后，返回步骤2）；

当跟踪角Φ本身为负值时，使Φ=Φ+ζ，其中，0°＜ζ≤5°，然后，返回步骤2）。

在本发明的上述方法中，如果参数ζ设定的太小，则会导致系统计算量太大，因此，该方法中将参数ζ设定为≥0.01°为宜。在此基础上，最好将参数ζ设定为0.1°≤ζ≤1°，从而确保系统对跟踪角Φ最适宜的控制精度。

为了实施上述方法，本发明的光伏发电机太阳轨迹跟踪系统具有跟踪与反跟踪相结合的工作模式，在该工作模式下，光伏发电机太阳轨迹跟踪系统包括以下运行步骤：

1）根据太阳位置计算得到光伏发电机帆板跟踪角Φ；

2）判断所得跟踪角Φ是否会使相邻光伏发电机帆板之间产生阴影遮挡,

若不产生遮挡，则将所述帆板转至与该跟踪角Φ对应的方向上，再重复步骤1）至2）；

若会产生遮挡，则执行步骤3）；

3）重新确定跟踪角Φ，即

当跟踪角Φ本身为正值时，使Φ=Φ-ζ，其中，0°＜ζ≤5°，然后，返回步骤2）；

当跟踪角Φ本身为负值时，使Φ=Φ+ζ，其中，0°＜ζ≤5°，然后，返回步骤2）。

根据本发明上述的方法及系统可知，本发明中最终所确定的跟踪角Φ是在相邻光伏发电机帆板之间不产生阴影遮挡的前提下所寻找到的，因此，本发明能够有效的避免相邻光伏发电机帆板之间产生阴影遮挡现象，保证发电效率。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1为光伏发电阵列的工作状态示意图。

图2为图1在A向（即光伏发电机跟踪轴方向）上的示意图。

图3为对比例1与对比例2的跟踪角Φ随时间的变化曲线比较图。

图4为本发明实施例1的跟踪角Φ随时间的变化曲线图。

图5为本发明实施例1的工作流程图。

具体实施方式

下面通过对本发明的光伏发电机太阳轨迹跟踪方法在水平单轴跟踪和倾斜单轴跟踪方式上的具体应用，对本发明的光伏发电机太阳轨迹跟踪方法及系统进行详细说明。