[发明专利]一种太阳能自动跟踪系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能光伏发电技术应用领域，具体涉及到太阳能自动跟 踪系统及控制方法。

背景技术

太阳能在新能源中占居着重要的地位，光伏发电是太阳能应用的一种 重要方式，光伏发电技术在近年也得到了突飞猛进的发展和应用。光伏发 电系统主要由太阳能电池板、控制器、逆变器、配电等几大部分组成，其 中太阳能电池板吸收太阳光辐射的效率是决定光伏发电的关键因素，效率 低则成本高，因此提高太阳能电池板接受光辐射效率的方法和措施，即太 阳能跟踪技术，是光伏发电应用技术的关键环节。

经过近几年的发展，双轴跟踪方式已经成为太阳能跟踪系统的主流控 制方式，其中一种是时空控制方法，是将当地纬度、时间、季节等与太阳 运行轨迹有关的因素综合考虑，输入控制器经过数据处理与控制算法，控 制装置的运行实现在时间和空间上的同步控制，该方法使用性强，但是控 制算法比较复杂实现较难、成本高。

另一种采用双轴跟踪方式是光强控制方法，其跟踪的原理是根据太阳 高度的变化自动跟踪太阳位置，以使太阳高度最大化，提高太阳能工作效 率，然而，由于季节的变化、天气变化等的影响，同一太阳能跟踪系统难 以实现不同气候下太阳高度的判断，从而导致太阳能跟踪控制精度低、效 果差，如何在不同气候条件下，实现太阳能跟踪系统的自动跟踪，成为等 待解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于在不同气候条件下实现太阳能跟踪系统 的自动跟踪，提高太阳能跟踪系统的自动跟踪精度。

为此，根据第一方面，本发明实施例提供了一种太阳能自动跟踪系统， 包括跟踪装置，用于驱动太阳能电池板执行相应的动作；照度传感器，设 置在太阳能电池板上，用于采集太阳光辐射强度；控制器，用于接收各传 感器信号，并根据这些信号进行相应的数据处理后输出控制信号，以控制 跟踪装置执行相应的驱动动作；控制器还用于判断照度传感器采集到的太 阳光辐射强度信号值是否小于照度预设值，如果是，则控制器输出用于表 征匀速运动的控制信号，以使跟踪装置驱动太阳能电池板匀速转动。

优选地，跟踪装置包括：旋转机构，用于在接收到控制器输出的用于 表征驱动太阳能电池板饶纵轴旋转的旋转控制信号后驱动太阳能电池板饶 纵轴旋转；翻转机构，用于在接收到控制器输出的用于表征驱动太阳能电 池板饶横轴翻转的翻转控制信号后驱动太阳能电池板饶横轴翻转。

优选地，太阳能自动跟踪系统还包括：旋转机构限位传感器，设置于 旋转机构的预设上限位置和下限位置，用于在旋转机构旋转至预设上限位 置或下限位置时，向控制器发送上限位信号或下限位信号；控制器在接收 到上限位信号或下限位信号后，向旋转机构发送用于表征停止旋转的控制 信号，以使旋转机构停止旋转；翻转机构限位传感器，设置于翻转机构的 预设上限位置和下限位置，用于在翻转机构翻转至预设上限位置或下限位 置时，向控制器发送上限位信号或下限位信号；控制器在接收到上限位信 号或下限位信号后，向翻转机构发送用于表征停止翻转的控制信号，以使 翻转机构停止翻转。

优选地，太阳能自动跟踪系统还包括：多个光电传感器，分别分布在 太阳能电池板四周的边缘上，用于采集太阳光辐射信号；光电转换装置与 多个光电传感器连接，任一个光电传感器在采集到的太阳光辐射信号值大 于或等于光电预设值时，触发光电转换装置向控制器输出一个对应的开关 量信号，控制器在接收到光电转换装置发送的多个开关量信号后，控制器 根据接收到的多个开关量信号的状态向跟踪装置发送相应的运动控制信 号。

优选地，太阳能自动跟踪系统还包括：太阳能电池板安装轴，用于安 装太阳能电池板，并与翻转机构相连带动太阳能电池板实现上下翻转运动； 支撑架，用于安装固定翻转机构和太阳能电池板安装轴，并与旋转机构相 连带动太阳能电池板实现旋转运动；底座，用于安装固定旋转机构并对太 阳能电池板起支撑固定作用。

根据第二方面，本发明实施例提供了一种太阳能自动跟踪控制方法， 包括如下步骤：照度传感器采集太阳光辐射强度信号并转换为相应的电信 号传送给控制器；控制器根据太阳光辐射强度信号判断太阳光辐射强度信 号值是否小于照度预设值；如果太阳光辐射强度信号值小于照度预设值， 则控制器向跟踪装置输出用于表征匀速运动的控制信号，以使跟踪装置驱 动太阳能电池板匀速转动。