[实用新型]带有太阳方位跟踪装置的沙漠地区并网光伏发电系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及光伏发电系统的太阳方位跟踪，特别涉及一种带有太阳方位跟踪装置的沙漠地区并网光伏发电系统。

背景技术

随着我国经济的持续高速发展，能源供应形势日趋紧张，无论是增加国内能源供应还是利用国外资源，都面临巨大压力，能源需求的快速增长对资源的可供量、环境承担能力，以及国家能源安全都提出了严峻的挑战。2007年8月，《中国可再生能源中长期发展规划》( 以下简称《规划》) 颁布实施，《规划》致力于再生能源的利用，全力开发化石能源的替代品。其中，太阳能具有储量丰富、无需运输、无污染三大优点而广受关注，《规划》明确沙漠并网发电为光伏发电的重点；但太阳能也有两个缺点：一是能量密度低；二是强度和方向的不确定性，以及光照固有的间歇性。总之，光伏发电产业化基础较好，亟待解决的是成本过高难题。

并网光伏系统的发电量取决于太阳辐照度、太阳能电池板和逆变器的效率。商品化电池板的转化效率最高为 15.7％ -19.2％，现有技术条件下提高转化率已非常困难；逆变器变换效率高达 90％以上，提升空间有限，采用太阳方位跟踪技术获取尽可能多的太阳能是增加光伏系统发电量的有效途径。

目前，光伏发电系统中使用的太阳方位自动跟踪主要有以下三种方法：光电跟踪，天文跟踪，光电结合天文跟踪。光电跟踪大多采用四象限光敏传感器检测太阳方位，控制跟踪装置追踪太阳，属闭环控制 ；光电跟踪精度高，但多云情况下会出现盲走，而且对光敏传感器的一致性、日常维护、信号处理的长期稳定性等均提出近乎苛刻的要求。天文跟踪根据地球和太阳的相对运动规律，计算太阳运动轨迹进行跟踪，属开环控制 ；天文跟踪无需传感器，但存在累积误差 ；考虑光伏发电装置支承结构的可靠性，采用地平坐标 ( 太阳高度角和方位角 )是天文跟踪方法中公认的主流方案。光电结合天文跟踪则将光电和天文跟踪结合在一起，两种方式互为补充。太阳方位自动跟踪技术的代表性研究成果如下 ：

1.发明专利“大型防风自动跟踪太阳采光装置”( 专利号 ZL02112553.8)，提出太阳高度角和方位角的天文跟踪方法。

2. 发明专利“太阳自动跟踪电路”( 申请号 200610116616.0)，提出采用光敏传感器的光电跟踪方法。

3. 发明专利“一种用于光伏发电的太阳方位自动跟踪方法及装置”( 申请号200910152899.8)，提出光电跟踪和太阳运动轨迹跟踪相结合的全天候二维太阳方位自动跟踪方法。

4. 发明专利“基于无线网络的自动跟踪式光伏发电站监控系 统”(申请号200910153384.x)，提出采用独立的光信号变送器获取太阳光强度、太阳光角度数据，经ZigBee网络分发变送器跟踪数据，ZigBee同时收集光伏发电装置的工作参数，并经 GPRS网络远传至监控中心。