[发明专利]基于制图模型来控制太阳能追踪器的定向的方法

说明书

本发明涉及一种用于控制能够绕旋转轴线(A)定向的单轴太阳能追踪器(1)的定向的方法，所述方法重复地完成相继的控制阶段。根据本发明，在每个控制阶段中执行以下相继的步骤：a)观测所述太阳能追踪器(1)上方的云覆盖；b)将观测到的云覆盖与存储在数据库中的云覆盖模型比较，每个云覆盖模型与所述太阳能追踪器的一个定向设定点值相关联；c)将观测到的云覆盖与一个云覆盖模型匹配；以及d)通过应用与在步骤c)期间保留的所述云覆盖模型相关联的定向设定点值来控制所述太阳能追踪器的定向。本发明适合于在太阳能追踪器领域中使用。

相关申请

本发明是申请日为2016年6月30日、申请号为201680037999.4、发明名称为“基于制图模型来控制太阳能追踪器的定向的方法”专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种控制单轴太阳能追踪器的定向的方法，以及一种被设计成实施这样的方法的单轴太阳能追踪器。

本发明涉及太阳能追踪器(也被称为追踪器支撑系统)领域，该太阳能追踪器被设置成支撑通常为光伏面板类型的太阳能收集器。

更具体地，本发明涉及单轴类型的(换言之，能够根据单个主旋转轴线定向的)太阳能追踪器，以实现允许在太阳从东到西升起和下降期间追踪太阳的旋转。应该注意的是，这样的主旋转轴线通常水平地延伸并且大体上平行于锚固太阳能追踪器的地面。

在此领域中，通常基于太阳位置的天文计算来伺服控制太阳能追踪器的定向，以面向太阳实时定位。

然而，此伺服控制类型因在某些气象条件下提供不足的产率而具有一个主要缺陷，我们将有利地参考图1来进行解释；此图1包括四个图解(1a)、图解(1b)、图解(1c)和图解(1d)，每个图解显示了在不同气象条件下的两个太阳能追踪器ST，其中太阳SO一直在相同的位置处并且其中太阳能追踪器ST一直面向太阳定向。

图解(1a)显示了不存在云的理想气象条件，且太阳能追踪器ST面向太阳SO定向，以从最大直接太阳能辐射Rdir受益。在这些具有零云覆盖的最佳条件下，根据太阳SO的位置的伺服控制提供了最大操作；这样的伺服控制对应于根据由太阳能追踪器处的直接太阳能辐射Rdir的方向限定的称为直接倾斜角的倾斜角对太阳能追踪器的定向的伺服控制。

图解(1b)、图解(1c)和图解(1d)显示了劣化的气象条件，其中不同的云覆盖具体地取决于多云表面或阴天表面、存在的云NU的类型、太阳SO前面的云NU的数目和位置。

在这样的多云条件下，当不考虑漫射太阳能辐射Rdif时，根据太阳SO的位置的伺服控制可能不提供最佳产率。当直接太阳能辐射Rdir在云NU和大气颗粒中分散时，漫射太阳能辐射Rdif出现。漫射太阳能辐射Rdif是由云NU和大气中悬浮的多种分子对光的衍射引起的。因此，漫射太阳能辐射Rdif不一定遵循在地球表面处的观测点的方向上由太阳SO限定的方向。

因此，在多云条件下，为了关于这些条件获得最大产率，可以优选是，根据漫射太阳能辐射Rdir的方向以称为间接或漫射定向的定向来定向太阳能追踪器ST，所述漫射太阳能辐射Rdir的方向不一定对应于直接太阳能辐射Rdir的方向；这样的伺服控制对应于根据由太阳能追踪器处漫射太阳能辐射Rdif的方向限定的称为漫射倾斜角的倾斜角对太阳能追踪器的定向的伺服控制。

在图解(1b)、图解(1c)和图解(1d)中，所有太阳能追踪器ST根据直接倾斜角(面向太阳)定向，而根据漫射倾斜角的定向将提供更好的产率。

因此，本领域的技术人员将倾向于根据对应于最大太阳能辐射的最佳倾斜角来实时地伺服控制太阳能追踪器的定向。不存在云时，最佳倾斜角将对应于直接倾斜角，且存在多云覆盖且甚至在太阳前面存在单个云时，最佳倾斜角将对应于漫射倾斜角。出于此目的，测量不同方向(或不同的倾斜角)的辐射的幅度并且确定对应于最大幅度的方向，以推导出最佳倾斜角将足够了。