[发明专利]用于太阳能设备的控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1、11和14前序部分所述的用于太阳能设备的控制系统，该太阳能设备具有至少一个能围绕至少一个旋转轴偏转的太阳能模块。

背景技术

DE202004018286U1公开了一种用于太阳能设备的控制系统，其中为可偏转设置的太阳能模块分配驱动装置。该驱动装置一方面包括驱动电机作为驱动单元，另一方面具有用于控制该驱动电机的控制单元。该驱动单元使得可以依据太阳位置来制导太阳能模块，从而该太阳能模块一直设置在与太阳射线成最佳角度的方向上。但是随着太阳能模块的数量增加，控制费用也在增加。

所述驱动单元例如可以包括异步电机，该异步电机相对鲁棒和可靠地设计。但是该异步电机始终只有唯一的一个转数，从而在紧急驱动情况下、也就是在出现飓风和暴雨的时候太阳能模块的下降会持续较长时间，这可能导致太阳能模块的损坏。此外还需要比较费事的备用发电机组，以便在电流故障时将太阳能模块偏转到例如水平的安全位置。

DE102005013334A1公开了一种用于太阳能设备的控制系统，该太阳能设备具有可围绕至少一个旋转轴偏转的太阳能模块，向该太阳能模块分配驱动装置以依据太阳位置来制导该太阳能模块，该驱动装置具有由两个驱动电机组成的驱动单元以及用于控制这些驱动电机的控制单元或控制模块。该控制模块与传感器单元耦合，该传感器单元提供依据气候的传感器数据，如风速、温度等。依据气候的传感器数据将在控制模块中经过处理并且实现对已设置在该控制模块中的预定数据的依据状况的实时影响，该预定数据用于控制驱动单元，从而该太阳能模块在正常运行时始终被控制或调节为与太阳位置的方向成正确的角度。这种公知控制系统的缺点是，控制花费相对较高，因为驱动装置必须为每个太阳能模块提供专门的控制模块。此外太阳能模块的制导精度有限，因为驱动装置的驱动电机是通过控制模块直接控制的。

发明内容

因此，本发明的任务是扩展用于太阳能设备的控制系统，使得改进在制导太阳能模块时的精度，有利地降低控制花费，并且降低控制的难度。

为了解决该任务，本发明具有权利要求1的特征。

根据本发明，控制单元具有变流器，借助该变流器可以精确控制驱动单元的一个或多个电机。此外，借助电池单元和连接到供电网的充电装置来提供电能可以可靠而且长时间稳定地向至少一个驱动单元和控制单元供电。尤其是，由此可以与通过太阳能模块产生电能并行地分流出小的充电电流。不需要按照以下方式切换该控制系统，即在正常运行时将控制单元和驱动单元连接到供电网以及在紧急运行时连接到备用发电机组。根据本发明，与运行类型(正常运行，紧急运行)无关地始终在电池单元和充电装置之间存在电气连接。在紧急运行时，例如在供电网出现故障时，电池单元可以保持太阳能模块的继续运行所需要的运行电压。通过以预定的充电周期近似连续地借助充电装置对电池单元充电，避免了在相应的供电企业那里相对昂贵的电流峰值的降低。由此可以降低成本。

根据本发明一优选实施方式，充电装置具有控制装置，使得电池单元可以在长久持续的充电周期期间充电。优选的，在此过程中流过相对较小的充电电流，从而可以避免电流吸取峰值。

根据本发明一优选实施方式，这样构成充电装置的控制装置，即由电池单元输出的电池电压与预定的阈值进行比较。如果该电池电压等于或大于该阈值，则电池单元不被充电。如果该电池电压小于该阈值，则对电池单元充电。通过选择相对较高的阈值，实现了充电周期相对较长而充电电流相对较小的控制。由此可以避免不期望的电流吸取峰值。

根据本发明一扩展方案，驱动单元具有第一驱动电机，用于将太阳能模块围绕垂直的旋转轴偏转，还具有第二驱动电机，用于将太阳能模块围绕水平的旋转轴偏转。此外，驱动单元可以具有第三电机，用于在高度上相对于与地固定连接的太阳能模块支架对太阳能模块进行线性移位。优选的，由此可以在高度上对太阳能模块进行调节，使得通过对特定白昼的位置说明或者通过其它太阳能模块来避免该太阳能模块平面上的不期望阴影。

根据本发明一扩展方案，驱动单元具有传动装置，该传动装置设置在一方是第一驱动电机和/或第二驱动电机和/或第三驱动电机以及另一方是太阳能模块的支架之间。有利的，由此可以结合由变流器引导的电机来改善太阳能模块的定位精度。这尤其可以在基于透镜的太阳能模块的情况下改善，在该太阳能模块中通过光学元件(透镜)来对太阳射线聚焦。角精度有利地可以改善到小于1°。