一种光伏发电自动跟踪控制方法及光伏发电自动跟踪装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及光伏发电技术领域，特别是涉及一种光伏发电自动跟踪控制方法及光伏发电自动跟踪装置；控制器包括处理模块、采集模块和控制模块；采集模块用于采集光强度传感器的电流或电压信息且转换成对应的光强度信息；处理模块接收光强度信息，当光强度信息小于预设光强度阈值时，处理模块调整为粗调模式，并向控制模块输出粗调控制指令；当光强度信息大于等于预设光强度阈值时，处理模块调整为微调模式，并向控制模块输出微调控制指令；控制模块根据接收到的粗调或微调控制指令控制驱动电机转动，驱动电机带动对应的牵引绳缠绕收放实现光伏发电组件方位角和俯仰角的调节。本发明专利技术具有降低自动跟踪过程中的能耗的作用。具有降低自动跟踪过程中的能耗的作用。具有降低自动跟踪过程中的能耗的作用。

【技术实现步骤摘要】
一种光伏发电自动跟踪控制方法及光伏发电自动跟踪装置


[0001]本专利技术涉及光伏发电
，特别是涉及一种光伏发电自动跟踪控制方法及光伏发电自动跟踪装置。

技术介绍

[0002]太阳能是一种清洁无污染的能源，太阳能发电已成为全球解决能源危机的重要途径。由于太阳能的能量密度低、随机性大，太阳的光照方向和强度随时间不断变化，并且受自然条件的影响，所以不能充分利用太阳辐射能量。要想在太阳能光伏阵列的单位面积上获得最大的辐照量，提高太阳能的利用率，就必须使用太阳定位及自动跟踪技术。
[0003]在太阳东升西落的周期运行过程中，其运行的方位角和俯仰角随时间发生变化。现有技术采用双轴驱动系统实现太阳能发电装置分别水平方位角和竖直俯仰角的调整，如专利号为CN102778896B名称为一种太阳自动跟踪装置的专利技术专利，其技术方案公开了利用信息反馈模块获取太阳能光伏阵列的实际位置信息，并采用双轴联动模式，太阳能光伏阵列跟踪器方位调节组件采用平面一次包络多头环面蜗杆蜗轮结构，俯仰调节组件采用弧齿锥齿轮结构。
[0004]现有技术采用双轴联动模式在调整太阳能装置的过程中，整个太阳能装置需要共同转动，这势必要增加驱动过程中的能耗，且驱动调节装置结构复杂，不便于维护；同时现有技术采用对太阳方位角和俯仰角的实时高精度跟踪，但在实际使用过程中，太阳光的光照强度是随时间和天气的变化而变化的，在太阳光强度不强的情况下，还继续对太阳光实时高精度跟踪，同样会增加在跟踪过程中的能耗。
[0005]因此，针对现有技术存在的问题，如何提供一种能够实现太阳能装置在对太阳自动跟踪的过程中便于进行角度的调节以及能够根据太阳光强度选择不同的调节模式以降低驱动能耗的自动跟踪控制方法和装置是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种光伏发电自动跟踪控制方法及光伏发电自动跟踪装置，通过对光伏发电组件的角度直接进行调节实现在自动跟踪的过程中能耗的降低，结构简单便于维护；同时采用粗调模式和微调模式相结合，在太阳光强度较弱时采用粗调模式，在太阳光达到一定强度时采用高精度的微调模式跟踪，进而减少在自动跟踪过程中的能耗。
[0007]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
[0008]一种光伏发电自动跟踪控制方法，所述光伏发电自动跟踪控制方法用于光伏发电自动跟踪装置，所述光伏发电自动跟踪装置包括光伏发电组件、万向节组件、牵引驱动组件和控制器；所述光伏发电组件与所述万向节组件转动连接；所述光伏发电组件包括光伏发电板和支撑架，所述光伏发电板板面的中部和四周边缘均安装有光强度传感器；所述牵引驱动组件包括环形支架、驱动电机、缠绕轮和牵引绳，所述环形支架内壁沿周向均布有四个
所述驱动电机，所述驱动电机输出轴贯穿所述环形支架内壁且与所述缠绕轮传动连接；四根所述牵引绳一端与所述缠绕轮一一对应缠绕连接，且其另一端与所述支撑架四个顶角对应连接；所述控制器包括处理模块、采集模块和控制模块，所述光强度传感器与所述采集模块电连接；所述控制模块与所述驱动电机电连接；
[0009]所述光伏发电自动跟踪控制方法包括以下步骤：所述采集模块用于采集所述光强度传感器的电流信息且转换成对应的光强度信息；所述处理模块接收所述光强度信息，当所述光强度信息小于预设光强度阈值时，所述处理模块调整为粗调模式，并向所述控制模块输出粗调控制指令；当所述光强度信息大于等于预设光强度阈值时，所述处理模块调整为微调模式，并向所述控制模块输出微调控制指令；所述控制模块根据接收到的粗调或微调控制指令控制所述驱动电机转动，所述驱动电机带动对应的所述牵引绳缠绕收放实现所述光伏发电组件方位角和俯仰角的调节。
[0010]本专利技术的有益效果是：万向节组件对光伏发电组件起到支撑作用，且光伏发电组件与万向节组件连接能够实现任意方向的自由转动；牵引驱动组件与光伏发电组件通过四根牵引绳连接通过牵引的方式进行方位角和俯仰角的调节，具体的，当左侧的驱动电机转动时，通过缠绕轮带动牵引绳缠绕实现左侧牵引绳长度方向的缩减，对应的右侧的牵引绳通过对应的驱动电机反转实现其长度的增加，从而通过左侧牵引绳和右侧牵引绳的联动实现光伏发电组件的向左转动，同样的方式，能够分别实现光伏发电组件向右或向上或向下的角度调节，即实现其水平方位角和竖直俯仰角的调节；相比于采用双轴驱动的调节方式，采用四根牵引绳能够直接对光伏发电组件的角度进行调节，在光伏发电组件转动的过程中，能够避免双轴驱动过程中整个装置均需进行旋转造成的能耗的浪费，即本专利技术的自动跟踪装置具有驱动能耗低的优点，便于实现光伏发电组件角度的调节，且结构简单，驱动电机集中在环形支架内，便于后期维护；同时本专利技术的自动跟踪控制方法采用粗调和微调两种模式配合实现自动跟踪的过程，粗调和微调模式的调换根据的太阳光强度的检测值大于预设阈值，粗调模式的跟踪精度小于微调模式的跟踪精度，从而在太阳升起或落下以及天气不好的情况下，采用精度低的粗调模式，在太阳强度比较高的中午采用高精度的微调模式，能够在保证光伏发电板发电效率的前提下，尽可能降低一直采用高精度调节模式造成的能耗增加，且能够增加牵引驱动组件的使用周期，即本专利技术的控制方法具有降低自动跟踪能耗以及提高自动跟踪装置使用周期的有益效果。
[0011]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
[0012]进一步，所述粗调模式为所述处理模块根据预设的方位角矩阵和俯仰角矩阵，向所述控制模块输出对应的方位角度值和俯仰角度值；所述方位角矩阵为根据太阳光的运行方位角信息预设的与时间关联的方位角度范围，太阳光的运行方位角沿自东向西的方向为0
°
－180
°
，将其根据时间段划分为所述方位角度范围，且在不同的时间段内预设有对应的调节频次；所述俯仰角矩阵为根据太阳光的运行俯仰角信息预设的与时间关联的俯仰角度范围，太阳光的运行俯仰角自水平向竖直方向为0
°
－90
°
，将其根据时间段划分为所述俯仰角度范围，且在不同的时间段范围内预设有对应的调节频次。
[0013]采用上述进一步方案的有益效果是：根据一天中的不同时间段划分太阳运行的方位角范围值和俯仰角范围值，以太阳升起的东方方位角为0
°
，以太阳落下的西方方位角为180
°
，以太阳升起或落下的俯仰角为0
°
，以中午太阳的最大俯仰角为90
°
；根据时间段划分
角度范围，通过根据时间段预设调节频次，比如可以在中午的时间段增加调节频次，从而在粗调模式也能够适应太阳光在中午时间段强度相对较高的现象，保证在粗调模式下的光伏发电组件的发电效率。
[0014]进一步，所述处理模块预设有所述微调模式下的微调调节角度和微调时间间隔；所述处理模块根据所述光伏发电板中部的光强度检测值与其四周边缘的光强度检测值进行对比，且向所述控制模块输出微调控制指令；所述控制模块根据接收到的微调控制指令控制所述驱动电机转动，并带本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光伏发电自动跟踪控制方法，其特征在于，所述光伏发电自动跟踪控制方法用于光伏发电自动跟踪装置，所述光伏发电自动跟踪装置包括光伏发电组件(1)、万向节组件(2)、牵引驱动组件(3)和控制器；所述光伏发电组件(1)与所述万向节组件(2)转动连接；所述光伏发电组件(1)包括光伏发电板(11)和支撑架(12)，所述光伏发电板(11)板面的中部和四周边缘均安装有光强度传感器(5)；所述牵引驱动组件(3)包括环形支架(31)、驱动电机(32)、缠绕轮(33)和牵引绳(4)，所述环形支架(31)内壁沿周向均布有四个所述驱动电机(32)，所述驱动电机(32)输出轴贯穿所述环形支架(31)内壁且与所述缠绕轮(33)传动连接；四根所述牵引绳(4)一端与所述缠绕轮(33)一一对应缠绕连接，且其另一端与所述支撑架(12)四个顶角对应连接；所述控制器包括处理模块、采集模块和控制模块，所述光强度传感器(5)与所述采集模块电连接；所述控制模块与所述驱动电机(32)电连接；所述光伏发电自动跟踪控制方法包括以下步骤：所述采集模块用于采集所述光强度传感器(5)的电流或电压信息且转换成对应的光强度信息；所述处理模块接收所述光强度信息，当所述光强度信息小于预设光强度阈值时，所述处理模块调整为粗调模式，并向所述控制模块输出粗调控制指令；当所述光强度信息大于等于预设光强度阈值时，所述处理模块调整为微调模式，并向所述控制模块输出微调控制指令；所述控制模块根据接收到的粗调或微调控制指令控制所述驱动电机(32)转动，所述驱动电机(32)带动对应的所述牵引绳(4)缠绕收放实现所述光伏发电组件(1)方位角和俯仰角的调节。2.根据权利要求1所示一种光伏发电自动跟踪控制方法，其特征在于，所述粗调模式为所述处理模块根据预设的方位角矩阵和俯仰角矩阵，向所述控制模块输出对应的方位角度值和俯仰角度值；所述方位角矩阵为根据太阳光的运行方位角信息预设的与时间关联的方位角度范围，太阳光的运行方位角沿自东向西的方向为0
°
－180
°
，将其根据时间段划分为所述方位角度范围，且在不同的时间段内预设有对应的调节频次；所述俯仰角矩阵为根据太阳光的运行俯仰角信息预设的与时间关联的俯仰角度范围，太阳光的运行俯仰角自水平向竖直方向为0
°
－90
°
，将其根据时间段划分为所述俯仰角度范围，且在不同的时间段范围内预设有对应的调节频次。3.根据权利要求1所示一种光伏发电自动跟踪控制方法，其特征在于，所述处理模块预设有所述微调模式下的微调调节角度和微调时间间隔；所述处理模块根据所述光伏发电板(11)中部的光强度检测值与其四周边缘的光强度检测值进行对比，且向所述控制模块输出微调控制指令；所述控制模块根据接收到的微调控制指令控制所述驱动电机(32)转动，并带动所述光伏发电组件(1)向对应方向调节预设的所述微调调节角度；直到所述光伏发电板(11)中部的光强度检测值大于等于所述光伏发电板(11)四周边缘的光强度检测值时，完成一次微调；并经过预设的所述微调时间间隔进行下一次微调。4.根据权利要求3所示一种光伏发电自动跟踪控制方法，其特征在于，所述处理模块根
据所述光伏发电板(11)中部的光强度检测值与其四周的光强度检测值进行对比，且向所...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯晓璐，王钜坤，熊道均，汪德胜，周露，
申请(专利权)人：华能新疆能源开发有限公司新能源东疆分公司，
类型：发明
国别省市：