太阳运行轨迹跟踪控制系统技术方案

太阳运行轨迹跟踪控制系统，主要解决现有控制系统结构功能单一的问题，包括微控制器，微控制器通过光电隔离连接光伏聚焦传感接收器、风速信号接收器、限位信号接收器和通讯接口，同时微控制器还设有LCD显示装置、缓冲电路、时间校正模块和手动输入装置，该控制系统可以保证发电站对太阳在空间的非线性运动跟踪精度达到1度，能够获得太阳最大光照能量，比固定安装的光伏系统提高发电量40％以上，使太阳能发电成本下降30％以上，同时提供智能化操作，增加跟踪器的实用性。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种控制系统，具体地说是一种太阳能发电站使用的跟踪太阳运 行轨迹的控制系统。
技术介绍
传统的燃料能源正在一天天减少，对环境造成的危害日益突出，同时全球还有20 亿人得不到正常的能源供应。这个时候，全世界都把目光投向了可再生能源，希望可再生能 源能够改变人类的能源结构，维持长远的可持续发展。这之中太阳能以其独有的优势而成 为人们重视的焦点。丰富的太阳辐射能是重要的能源，是取之不尽、用之不竭的、无污染、廉 价、人类能够自由利用的能源。因此太阳能光伏发电以及光热系统是一个重要的发展方向； 但对于某一个固定地点的太阳能光伏光热系统，一年春夏秋冬四季、每天日升日落，阳光日 照角度时刻都在变化，如果系统帆板能够时刻正对太阳，效率才会达到最佳状态，所以现在 很多太阳能电站都会设置太阳能跟踪控制系统。普通太阳能发电站使用的控制系统主要是驱动执行机构完成控制动作，结构功能 比较单一，影响太阳能电站的发电效率。
技术实现思路
针对现有太阳能发电站控制系统结构功能单一的问题，本技术提供了一种新 型的多功能智能太阳能发电站用的控制系统，该控制系统可以保证发电站对太阳在空间的 非线性运动跟踪精度达到1度，能够获得太阳最大光照能量，比固定安装的光伏系统提高 发电量40%以上，使太阳能发电成本下降30%以上。本技术采用的具体技术方案是太阳运行轨迹跟踪控制系统，包括微控制器， 其特征是所述的微控制器设有光伏聚焦传感接收器、风速信号接收器、限位信号接收器和 时间校正模块，光伏聚焦传感接收器、风速信号接收器、限位信号接收器分别经光电隔离后 与微处理器接口连接，时间校正模块与微处理器接口连接，光伏聚焦传感器可以用于聚光 型跟踪电站的高精度跟踪，阴天或多云天气情况下通过时间校正模块实现对太阳能电池板 角度的校正，无需人工干涉，控制系统通过设置光伏聚焦传感接收器，接收光伏聚焦传感器 发送的信号；光伏控制跟踪误差小于士0. 1度，风速信号接收器可以用于对风速的测量，当 地风速高于18m/S时，电站会自动将面向太阳的电池板放置于水平位置，将损害降至最小； 限位信号接收器可以接收太阳能电池板的限位信号，通过在太阳能板上设置限位信号，可 以保护设备不受损坏，提高了太阳能电池板的安全性。所述的微控制器设有IXD显示装置、缓冲电路、通讯接口和手动输入装置，通过 LCD显示装置可以快速显示太阳能电池板的工作情况，缓冲电路可以减少驱动电流突变对 微控制器的干扰，通讯接口可以将当前光伏系统的运行状态实时反馈给监控中心，手动输 入装置可以实现对设备安装的手动调试。所述的时间校正模块设有精确定位校正模块，当没有精确定位校正模块时，控制器自带的时钟系统在工业环境下可提供误差为士2分钟/年的时间精度，相当于一年内仅 产生士0. 5度的时控误差，不能满足控制精度时需要人工进行校正。在这里精确定位校正 模块可以提供非常精确的当地所处经纬度与时间数据，每隔一段时间会自动对控制器进行 修正，省去了人工校正的麻烦。所述的缓冲电路设有连锁逻辑电路，缓冲电路与光耦继电器相连，光耦继电器与 SSR固态继电器相连，SSR固态继电器直流12v信号控制220V交流功率负载，光耦继电器实 际上是带有光电隔离的场效应管，可以驱动不超过30V500mA的交直流负载，在本设计中驱 动小型交流固态继电器来完成设备的控制，与普通电磁继电器相比，其优点是响应速度快、 不存在开关寿命和电弧干扰问题，整体提高了控制系统的抗干扰能力。本技术的有益效果是该太阳运行轨迹跟踪控制系统通过设置光伏聚焦传感 接收器、风速信号接收器、限位信号接收器和时间校正模块，能够获得太阳最大光照能量， 比固定安装的光伏系统提高发电量40%以上，使太阳能发电成本下降30%以上，通过IXD 显示装置、缓冲电路、通讯接口和手动输入装置来完成对太阳能电站控制系统的智能操作， 同时也便于人工维护，增加控制系统的实用性。附图说明附图1为本技术的结构框图。具体实施方式如图1所示，太阳运行轨迹跟踪控制系统，包括微控制器，微控制器通过光电隔离 连接光伏聚焦传感接收器、风速信号接收器、限位信号接收器和通讯接口，同时还设有IXD 显示装置、缓冲电路、时间校正模块和手动输入装置。光伏聚焦传感器可以用于聚光型跟踪电站的高精度跟踪，阴天或多云天气情况下 通过时间校正模块实现对太阳能电池板角度的校正，无需人工干涉，控制系统通过设置光 伏聚焦传感接收器，接收光伏聚焦传感器发送的信号；光伏控制跟踪误差小于士0.1度，由 于信号易受外界干扰所以该传感器通过光电隔离由微控制器在单位时间内对脉冲个数进 行计数从而准确测量传感器的输出信号，抗干扰能力强。风速信号接收器可以用于对风速的测量，当地风速高于18m/s时，电站会自动将 面向太阳的电池板放置于水平位置，将损害降至最小。限位信号接收器可以接收太阳能电池板的限位信号，限位信号可以设置X轴和Y 轴的初始限位、终止限位和保护限位，每天正常情况下光伏系统均要从X，Y轴的初始限位 开始运转，结束于Χ，γ轴的终止限位；意外情况下(如电机换相失败等原因)当运转至位置 限位时却未停止继续运转至X或Y轴保护限位，控制器将强制停止X或Y轴继续运转，保护 设备不受损坏提高了安全性。通过IXD显示装置可以快速显示各项控制与运行参数，方便用户使用与维护。缓冲电路设有连锁逻辑电路，缓冲电路与光耦继电器相连，光耦继电器与SSR固 态继电器相连，SSR固态继电器直流12ν信号控制220V交流功率负载，光耦继电器实际上 是带有光电隔离的场效应管，可以驱动不超过30V500mA的交直流负载，在本设计中驱动小 型交流固态继电器来完成设备的控制，与普通电磁继电器相比其优点是响应速度快、不存在开关寿命和电弧干扰问题，整体提高了控制系统的抗干扰能力。通讯接口可以使用RS485接口，RS485通讯接口可将当前光伏系统的运行状态实 时反馈给监控中心，本例中采用光电隔离的方式可有效防止MCU受到来自外界通信线上的 干扰。时间校正模块设有精确定位校正模块，当没有精确定位校正模块时，控制器自带 的时钟系统在工业环境下可提供误差为士2分钟/年的时间精度，相当于一年内仅产生 士0. 5度的时控误差，当不能满足控制精度时需要人工进行校正。在这里精确定位校正模 块可以提供非常精确的当地所处经纬度与时间数据，每隔一段时间会自动对控制器进行修 正，省去了人工校正的麻烦。该太阳运行轨迹跟踪控制系统通过设置光伏聚焦传感接收器、风速信号接收器、 限位信号接收器和时间校正模块，能够获得太阳最大光照能量，比固定安装的光伏系统提 高发电量40%以上，使太阳能发电成本下降30%以上，通过IXD显示装置、缓冲电路、通讯 接口和手动输入装置来完成对太阳能电站控制系统的智能操作，同时也便于人工维护，增 加控制系统的实用性。其他未描述的内容为已有技术，在此不再赘述。本文档来自技高网...

【技术保护点】
太阳运行轨迹跟踪控制系统，包括微控制器，其特征是：所述的微控制器设有光伏聚焦传感接收器、风速信号接收器、限位信号接收器和时间校正模块，光伏聚焦传感接收器、风速信号接收器、限位信号接收器分别经光电隔离后与微处理器接口连接，时间校正模块与微处理器接口连接。

【技术特征摘要】
1.太阳运行轨迹跟踪控制系统，包括微控制器，其特征是所述的微控制器设有光伏 聚焦传感接收器、风速信号接收器、限位信号接收器和时间校正模块，光伏聚焦传感接收 器、风速信号接收器、限位信号接收器分别经光电隔离后与微处理器接口连接，时间校正模 块与微处理器接口连接。2.根据权利要求1所述的太阳运行轨迹跟踪控制系统，其特征是所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾涤非，徐剑，高峰，
申请(专利权)人：山东华艺阳光太阳能产业有限公司，
类型：实用新型
国别省市：88