[发明专利]一种太阳跟踪器跟踪角度偏差测量方法与装置

说明书

技术领域

本发明涉及太阳跟踪技术领域，尤其涉及一种太阳跟踪器跟踪角度偏差测量方法与装置。

背景技术

在聚光太阳能发电系统中，尤其是高倍聚光条件下，如果太阳入射方向稍微偏离聚光器轴向,太阳电池表面光斑的光强分布会迅速偏移甚至衰降，以500倍菲涅耳透镜为例,如果入射角偏离±0.47°,光学效率将降为90％。在大型聚光发电系统中，发电组件结构部件尺寸巨大，组件光照面容易在外界环境(例如风沙、积雪等)作用下发生振动和轻微变形，随着服役时间的增长，结构件会产生塑形变形，且变形量极有可能会进一步扩大,使得发电组件光照面的光照投影面积减小，为使得发电效率最大，则需要调整相应的方位角和高度角，使发电组件光照面的光照强度最大化。综上所述，太阳跟踪器的太阳光偏差角度对发电效率影响很大，因此太阳跟踪器跟踪角度的监测非常必要。一方面，现有的太阳光偏差角度通常是单点检测，在发电组件结构变形的情况下，单点检测装置无法得到发电组件光照面最佳调整角度；另一方面，当太阳光偏差监测装置安装位置发生变形时，其所测得的偏差角度包含了结构部件变形引起的角度误差，当太阳跟踪器根据该偏差数据调整发电组件的太阳偏差角度时，可能会使得发电组件其他部分太阳偏差角度加大，从而降低太阳能发电系统整体发电效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中太阳能发电组件结构变形导致发电效率低下的缺陷，提供一种太阳跟踪器跟踪角度偏差测量方法与装置，可监测太阳能发电组件结构变形，得到精确的太阳跟踪器跟踪角度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：首先提供一种太阳跟踪器跟踪角度偏差测量方法，该方法包括以下步骤，1)设置在太阳能发电组件上的太阳跟踪器通过其太阳光偏差传感器，检测太阳跟踪器的方位角偏差角度和高度角偏差角度；2)通过激光测量模块获取太阳能发电组件发生形变所引起的太阳跟踪器的方位角测量误差偏角和高度角测量误差偏角；3)获取受太阳能发电组件发生形变影响的太阳跟踪器的方位角偏差角度数据C和高度角偏差角度数据D；4)太阳能发电组件发生形变后，计算太阳能发电组件边的两侧结构变形后与结构变形前的偏角角α和角β，获取太阳能发电组件光照面的偏差角度调整量(α-β)/2；获取太阳能发电组件发生形变后，其侧边的方位角调整量E和高度角调整量F；5)获得太阳能跟踪器的方位角总偏差X＝C+E，高度角总偏差Y＝D+F。

按上述技术方案，所述步骤2)，具体包括，在太阳能发电组件无形变情况下，太阳光偏差传感器的标定光线方向与激光测量模块的测量激光方向垂直，且激光测量模块的发射端与接收测量端之间距离为m；太阳能发电组件发生形变情况下，接收测量端测得激光光斑的偏移距离为k，且激光测量模块的发射端与接收测量端之间距离为n，激光测量模块接收测量端的传感器接收到的激光初始光斑点与激光器之间距离为m，由太阳能发电组件发生形变引起的方位角测量误差偏角和高度角测量误差偏角为：

当激光光斑移动方向相对初始点接近太阳入射方向，Δ＝90°-arccos((n²+k²-m²)/(2nk)；

当激光光斑移动方向相对初始点远离太阳入射方向，Δ＝-90°+arccos((n²+k²-m²)/(2nk)。

按上述技术方案，太阳能发电组件在风载作用下发生振动形变时，所引起的太阳跟踪器的方位角测量误差偏角和高度角测量误差偏角，分别首先进行含时平均处理，再进行运算。

按上述技术方案，所述太阳跟踪器的4个太阳光偏差传感器(201、202、203、204)分别安装在太阳能发电组件的光照面的4个顶角，8组激光测量模块均匀设置在太阳能发电组件的光照面的4条侧边，激光测量模块包括发射端(211、221、231、241、251、261、271、281)与接收测量端(212、222、232、242、252、262、272、282)；所述步骤1)具体为，太阳光偏差传感器(201、202、203、204)检测得到太阳跟踪器的方位角偏差角度{x201，x202，x203，x204}和高度角偏差角度{y201，y202，y203，y204}；所述步骤2)具体包括，太阳能发电组件4个顶点发生形变所引起的太阳跟踪器的方位角测量误差偏角和高度角测量误差偏角分别为，