[实用新型]太阳运行轨迹跟踪控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种控制系统，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。

背景技术

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。

实用新型内容

针对现有太阳能发电站控制系统结构功能单一的问题，本实用新型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。

本实用新型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±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LCD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GPS校正模块，当没有GPS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±2分钟/年的时间精度，相当于一年内仅产生±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GPS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。

本实用新型的有益效果是：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LCD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为本实用新型的结构框图。

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LCD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±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。