本发明专利技术提出了一种用于碟式太阳能发电装置的太阳跟踪控制系统及控制方法，该控制系统包括主控制器、RTC模块、GPS模块、传感器模块、模数转换模块、网关、电机以及驱动器模块；所述GPS模块、传感器模块、模数转换模块输出端均连接至所述主控制器输入端，所述RTC模块与所述主控制器双向连接，所述主控制器通过网关与N个驱动器模块双向连接，N为正整数；所述传感器模块包括环境传感器、热电偶传感器和霍尔传感器，所述环境传感器输出端连接主控制器的输入端，所述霍尔传感器输出端连接驱动器模块，所述驱动器模块输出端连接所述电机。本发明专利技术在对太阳的跟踪上具有高精度、高可靠性、低成本的特点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及太阳能发电领域，具体涉及一种。
技术介绍
随着经济社会的发展，人类对能源提出越来越高的要求。当前我们的能源主要依赖煤炭，石油，天然气等化石燃料，一方面其储量有限，据估算，当前世界的石油储量仅够继续开采30年；另一方面化石燃料的燃烧将排出二氧化碳，硫的氧化物等有害气体，对环境造成污染。特别是近几年影响我国大部分地区的雾霾，主要就是由化石燃料的燃烧造成的。基于目前全球能源紧缺的大背景，太阳能作为一种清洁能源，具有储量无限，无污染的优点，受到社会各国的广泛关注。通过理论分析，太阳能跟踪装置与太阳能非跟踪装置相比，前者的能量接收率比后者高出30%以上，因此精确的跟踪太阳方位很大程度上可以提高太阳能发电装置的发电效率，同时该部分对装置的整体成本构成也有重要影响。但是由于大气折射，时间累积误差，机械误差等原因，往往造成开环调整完毕后，装置主光轴未能正对太阳方位，降低了发电装置的工作效率。同时，现有的太阳跟踪控制装置均是单跟踪控制器控制单台发电系统，这种结构在电站的建设中既不利于跟踪装置的组网也增加了建设成本。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的是提供一种，具有高精度、高可靠性、低成本的特点。为了实现本专利技术的上述目的，本专利技术提供了一种用于碟式太阳能发电装置的太阳跟踪控制系统，包括主控制器、RTC模块、GPS模块、传感器模块、模数转换模块、网关、电机以及驱动器模块；所述GPS模块、传感器模块、模数转换模块输出端均连接至所述主控制器输入端，所述RTC模块与所述主控制器双向连接，所述主控制器通过网关与N个驱动器模块双向连接，N为正整数；所述传感器模块包括环境传感器、热电偶传感器和霍尔传感器，所述环境传感器输出端连接主控制器的输入端，所述霍尔传感器输出端连接驱动器模块，所述驱动器模块输出端连接所述电机，所述驱动器模块根据霍尔传感器所发出的信号控制电机停止或转动。GPS模块用来接收本地精确经玮度信息以及时钟信息，校正系统中单个或多个RTC模块，来使整个系统时钟同步。主控制器读取GPS模块数据，对RTC模块进行校正，用以计算太阳当前方位，使太阳能发电装置主光轴对准太阳方位；驱动器模块根据霍尔传感器输入的信息对太阳能发电装置的两轴进行机械调零；模数转换模块将热电偶传感器所采集的数据转换为数字信号给到主控制器，主控制器根据热电偶传感器输出电压的大小，计算得到碟架主光轴与太阳真实方位角偏差，并控制电机对此偏差进行修正；主控制器通过网关对多台太阳能跟踪装置进行控制。该控制系统的精度高，可靠性高，同时一台主控制器可控制多台太阳能跟踪装置，降低了成本。进一步的，所述热电偶传感器圆周等分地排列于太阳能发电装置的发动机气筒壁上，当系统处于闭环状态时，每次系统开环调整完毕，采样热电偶输出模拟电压值，转换为与当前真是方位角的偏移量，实现闭环自反馈控制，消除机械误差，使碟架主光轴正对太阳。热电偶传感器相比于常用的四象限传感器，其具有高可靠性和低成本的优点，特别是在我国西部大温差，强灰尘等恶劣的自然条件下，热电偶传感器更适合于工程应用。进一步的，所述霍尔传感器安装于所述太阳能发电装置每一轴的零点位置以及两轴的极限位置，零点位置即水平角180°和高度角0°，极限位置即水平角45°和315°，俯仰角的-20°和90。ο进一步的，所述环境传感器包括日照强度传感器、风速传感器、雨量传感器、角度传感器和旋转变压器。日照强度传感器模块实时测量当前时刻的太阳光照强度，以便在日照强度不足时使该控制系统自动进入待机或休眠状态；风速传感器模块实时测量当前时刻的风速大小，雨量传感器模块实时测量当前时刻的雨量大小，以便使该控制系统在风暴条件下自动进入风暴保护状态；旋转变压器具有耐高温，严寒，潮湿等优点，更适合用于严酷的环境中，主要将其应用于倾角传感器无法工作的水平轴开环控制过程中的旋转角度跟踪。倾角传感器精度高，价格便宜，用于开环控制过程中的俯仰轴旋转角度跟踪。进一步的，所述电机包括水平轴电机和俯仰轴电机。进一步的，还包括远程采集监控模块，所述远程采集监控模块包括数据采集器和远程PC。该控制系统通过数据采集器实现本地数据的实时采集、存储、传输，支持GPRS、CDMA、无线电台、计算机网络与计算机直连数据传输，并传输到远程PC终端设备，进行远程实时监控。进一步的，还包括人机交互模块，所述人机交互模块包括显示屏、键盘和摇杆，所述显示屏输入端连接所述主控制器输出端，所述键盘输出端连接主控制器输入端，所述摇杆输出端连接主控制器输入端，所述主控制器根据摇杆输入的参数控制电机带动碟架运转。显示屏实时显示该控制系统的运行状态、故障问题以及当前的环境因素数据，使工作人员能直观的知晓该控制系统的工作情况，能直接、快速的对故障进行排除，易于维护。键盘用于人工控制系统的运行，配备有复位按钮，实现系统复位；开始按钮，用于控制系统开始执行选中的功能；确定按钮，用于确认所要选择的任务或功能；中途暂停按钮，实现系统暂时停止运转；紧急停机按钮，在突发情况下实现紧急停机；人工控制模式和自动控制模式切换按钮，实现人工/自动控制模式的切换；时钟校准按钮，用于人工利用GPS对RTC模块进行校正；速度按钮，用于在人工控制模式下电机运行速度的选择。摇杆用于在人工控制模式下控制碟架上下左右运转，当进入人工控制模式后，系统停止跟踪太阳方位，等待工作人员手动控制碟架运转，工作人员通过摇杆来使碟架在不同速度下转向目标位置。本专利技术还提出了一种用于太阳能发电装置的太阳跟踪控制系统的太阳跟踪控制方法，包括以下步骤:SI，太阳跟踪控制系统初始化，设置太阳能发电装置的两轴的调整时间间隔T ;S2，太阳跟踪控制系统进行自检，如系统出现故障，则通知工作人员排除故障，如无故障则进行步骤S3 ;S3，主控制器开启并读取GPS模块数据，对RTC模块进行校正，校正完毕后GPS模块关闭；S4，主控制器通过网关向驱动器发送指令，驱使电机转动，对太阳能发电装置的两轴机械调零；S5，进行开环跟踪:主控制器读取RTC模块数据，计算太阳当前方位，并控制水平轴电机和俯仰轴电机使装置主光轴对准太阳方位；S6，进行闭环跟踪:主控制器通过数模转换模块读取热电偶传感器数据，对热电偶传感器输出电压模拟量采样，主控制器根据热电偶传感器输出电压的大小，计算得到碟架主光轴与太阳真实方位角偏差，并控制电机对此偏差进行修正；S7,主控制器读取雨量传感器数据，如果雨量值高于雨量阈值，则主控制器控制俯仰轴电机进入风暴停止状态，直至雨量值低于雨量阈值时，退出风暴停止状态；如果雨量值低于雨量阈值，执行步骤S8 ;S8,主控制器读取风速传感器数据，如果风速值高于风速阈值，则主控制器控制俯仰轴电机进入风暴停止状态，直至风速值低于风速阈值时，退出风暴停止状态；如果风速值低于风速阈值，执行步骤S9 ;S9，主控制器读取光照强度传感器数据，如果光照强度值低于光照强度阈值，主控制器控制俯仰轴电机偏移一固定角度后停止跟踪，直至光照强度值高于光照强度阈值后恢复角度继续跟踪；如果光照强度值高于光照强度阈值，执行步骤S1 ;S10，主控制器判断是否达到调整时间间隔T，如果没有，则重复执行步骤S7-S9，如果达到调整时间间隔T，则执行步骤S5-S9。本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于碟式太阳能发电装置的太阳跟踪控制系统，其特征在于，包括主控制器、RTC模块、GPS模块、传感器模块、模数转换模块、网关、电机以及驱动器模块；所述GPS模块、传感器模块、模数转换模块输出端均连接至所述主控制器输入端，所述RTC模块与所述主控制器双向连接，所述主控制器通过网关与N个驱动器模块双向连接，N为正整数；所述传感器模块包括环境传感器、热电偶传感器和霍尔传感器，所述环境传感器输出端连接主控制器的输入端，所述热电偶传感器输出端连接模数转换模块的输入端，所述霍尔传感器输出端连接驱动器模块，所述驱动器模块输出端连接所述电机，所述驱动器模块根据霍尔传感器所发出的信号控制电机停止或转动。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：徐鹏，李明，张智博，
申请(专利权)人：张智博，李明，徐鹏，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。