[发明专利]一种提高光伏阵列总辐照度的改进太阳能跟踪方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高光伏阵列总辐照度的方法，尤其是涉及一种提高光伏阵列总辐照度的改进太阳能跟踪方法。

背景技术

太阳辐射包括直射、散射和反射，云遮挡造成直射的衰减。因此，太阳总辐射量晴天直射为主，多云天直射剧烈变化，阴天散射为主。为提高光伏阵列直射辐照度，传统太阳能跟踪方法保持入射角为0°。在多云天或阴天，水平面总辐照度大于倾斜面总辐照度时，会降低光伏效率。而气象资料显示，年散射辐射量可能占总辐射量60％以上。

在《Improvedphotovoltaicenergyoutputforcloudyconditionswithasolartrackingsystem》{KellyNA，GibsonTL.Improvedphotovoltaicenergyoutputforcloudyconditionswithasolartrackingsystem[J].SolarEnergy，2009，83(11)：2092-2102.}中，提出阴天平放光伏阵列能够增加约50％的太阳总辐射量，但没有提出精确求解的方法。在《Modelingandoptimizationoftheglobalsolarirradiancecollectingefficiency》{BurduhosBG，VisaI，NeagoeM，etal.Modelingandoptimizationoftheglobalsolarirradiancecollectingefficiency[J].InternationalJournalofGreenEnergy，2015，12(7)：743-755.}中，提出假设阵列方位角与太阳方位角始终相等，通过计算阵列总辐照度对阵列倾角的导数，求得最优阵列倾角。但是，上述2种方法采用的LiuJordan模型无法准确计算晴天和多云天的光伏阵列散射辐照度。如果采用高精度散射辐照度模型，如Reindl模型、Perez模型等，阵列总辐照度对阵列倾角的导数求解困难。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种延长阵列方位角跟踪电机的使用寿命、不限制总辐照度模型复杂性的提高光伏阵列总辐照度的改进太阳能跟踪方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种提高光伏阵列总辐照度的改进太阳能跟踪方法，该方法区别阵列方位角和阵列倾角对总辐照度的不同影响，以光伏阵列最大的总辐照度为跟踪目标，采用自适应超前滞后跟踪方法通过调节阵列方位角超前滞后跟踪的调节步长来调节阵列方位角，使得阵列方位角与太阳方位角的位置关系重复经历超前、重合和滞后三个过程，直到水平面总辐照度为0W/m²，减少阵列方位角跟踪电机的启停次数；采用遗传算法优化光伏阵列总辐照度，根据优化结果给定参考值调节阵列倾角。

所述的自适应超前滞后跟踪方法根据水平安装的总辐射表测得的水平面的总辐照度和散射辐照度计算水平面的直射辐照度占总辐照度的比值f，按照该比值的不同自动改变阵列方位角超前滞后跟踪的调节步长，在直射辐照度占比小时自动增大阵列方位角超前滞后跟踪的调节步长。

所述的比值f计算式如下：

f=IbhIgh,]]>

其中，I_bh为水平面的直射辐照度；I_gh为水平面的总辐照度。

所述的自动改变阵列方位角超前滞后跟踪的调节步长具体如下：当f值小于0.63时，阵列方位角超前滞后跟踪的调节步长为6°；反之，阵列方位角超前滞后跟踪的调节步长为3°。

所述的自适应超前滞后跟踪方法调节阵列方位角的具体过程如下：