[实用新型]新型向日自动跟踪装置无效
申请号: | 200820222581.3 | 申请日: | 2008-11-25 |
公开(公告)号: | CN201345057Y | 公开(公告)日: | 2009-11-11 |
发明(设计)人: | 孟玲;欧阳小平;顾长生;朱雪锋 | 申请(专利权)人: | 西安杰西电子科技发展有限责任公司 |
主分类号: | G05D3/10 | 分类号: | G05D3/10 |
代理公司: | 暂无信息 | 代理人: | 暂无信息 |
地址: | 710075陕西省西安市高*** | 国省代码: | 陕西;61 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 新型 自动 跟踪 装置 | ||
技术领域
本发明涉及一种新型向日自动跟踪装置,尤其涉及一种新型的两轴、低能耗、长寿命的自动向日跟踪装置,可广泛用于光伏发电、多倍、高倍聚光发电技术。
背景技术
随着世界能源短缺的加剧和环境保护意识的提高,石油价格的高位攀升,太阳能、风能等可再生能源的利用成为世界各能源消费大国能源战略和经济发展关注的焦点之一。太阳能作为一种清洁的可再生能源,具有取之不尽用之不竭的特点,为人类生存、永久性解决能源危机提供了可能。
太阳光强随时间,地点,季节,经纬度变化剧烈,随机性大,因此造成太阳光不一定总是都能垂直照射到太阳能电池板上,这样造成太阳能光伏器件光电转换效率远远低于直射情况,从而导致了整个太阳能发电系统效率低,严重制约着太阳能的大规模使用。
目前,市场上的太阳能跟踪装置或者是单轴的固定,或者是单轴转动还有双轴转动。单轴固定的,就是把太阳能发电组件安装在上面,因为太阳实时在动的,因此太阳光照射到发电组件上的角度也是随时间变化,这样发电效率低。单轴转动的跟踪装置,是东西方向转动,南北方向上不转动。这样太阳在一定的经纬度上可以垂直照射发电组件上,然而随着时间的变化,太阳的经纬度也随着变换,太阳又不能垂直照射到发电组件上,发电效率又低了。目前市场上的双轴转动采用的是利用光传感器,时刻感应光强度,随着光强让跟踪装置随着太阳转动,然而这种传感器容易受到外界的影响,比如下雨,大雾,沙尘等恶劣天气,影响到传感器的精度,这样就大大降低发电的效率。
同时现有的一维或二轴跟踪装置大多采用伺服电机或步进电机,控制成本高、功耗高,太阳能光伏发电系统所转换的电能大多被驱动跟踪装置所消耗,得不偿失,同样造成了发电效率低下。
目前,虽然太阳自动跟踪系统方法取得了很大进展,但有待推广应用,同时在某些方面还不能完全满足低成本光伏发电技术发展的需要。主要存在如下需要改进的元素:
(一)、跟踪精度不高,目前市场上的太阳能自动跟踪器多采用光控方式,将太阳的移动与太阳能电池之间的夹角变成电信号,经继电器来控制电机转动,电机在推动太阳能电池板转动,这样使太阳能电池板正对着太阳,完成对太阳的跟踪。如果遇到恶劣天气比如大风、下雨、下雪、沙尘等恶劣天气,太阳的光线强度就会大大减弱,这样就会使光敏二极管产生较大误差,大大影响了传感器对太阳光线的感应能力,因此也就影响了系统跟踪的效率。如果阴雨天有干扰光源(信号弹、礼花炮、高层建筑霓虹灯等强光),光敏二极管可能就感应干扰源的光线强度,光敏二极管可能就让系统产生转动信号,使跟踪器向着干扰源强光的方向转动,这样就产生误差,大大降低了系统发电的效率。
(二)、成本高,功耗高,现在市场上太阳能跟踪器控制装置大多采用光电传感器,系统电路设计复杂,机械结构也比较复杂,大大增加了系统成本,电路复杂也大大增加了系统的功耗,降低了系统发电的效率。跟踪装置大多采用伺服电机或步进电机,控制成本高、功耗高,太阳能光伏发电系统所转换的电能大多被驱动跟踪装置所消耗,得不偿失,同样造成了发电效率低下。
(三)、机械结构复杂强度低,故障率高,维护困难。目前市场上的跟踪器采用的光传感器比较多,光传感器比较精密,外界的恶劣天气很容易影响光传感器的使用寿命,因此系统的故障率高,维护成本也比较高,系统电路和机械结构复杂,机械强度也比较低,维护和使用困难。
发明内容
本发明目的是提供一种跟踪精度高,成本低,结构简单可靠,功耗低,高性价比跟踪系统装置,其解决了现有技术太阳跟踪装置跟踪精度低,成本高,结构复杂,功耗高技术问题。
本发明的技术解决方案为:
一种新型跟踪太阳跟踪装置,包括控制器、两轴驱动装置、太阳能跟踪支架组件。
控制器的特征在于采用智能模糊控制理论,而不是采用现在的光风等传感器跟踪技术,因此不怕恶劣天气影响设备的工作。
智能模糊控制理论其特征在于利用太阳和地球的运动轨迹与时间的关系,自动计算不同时间太阳入射光线和地球地理位置(经纬度)的在方位和俯仰两个方向上的偏差角,由单片机控制驱动装置驱动跟踪支架组件运动,实现对太阳的跟踪,保证在一定的时间内,太阳光始终垂直入射到太阳能电池组件上,保证太阳光能最大程度的转化为电能。相对于固定装置,光电转换效率高达150%到200%。
驱动装置采用小功率直流直线电机,形成直线推动,根据三角形计算关系,推动不同的距离即能形成不同的夹角,采用单片机对分别对俯仰方向和水平方向的直线电机推动距离的进行控制,即能实现太阳能跟踪支架上电池安装面上方位角和俯仰角的方向控制,实现对太阳的自动跟踪。
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