[实用新型]自动跟踪太阳光伏发电系统的强风保护装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能光伏发电技术，特别是一种自动跟踪太阳光伏发电系统的强风保护装置。 

背景技术

太阳能光伏发电技术已日趋成熟，不论是离网光伏发电系统还是并网光伏发电系统都有较大规模的应用和实践。上个世纪90年代以来，并网光伏发电系统特别是屋顶并网光伏发电系统的开发和运行成功，使其成为分散式发电系统的一个良好选择，先进国家相继制定了一系列的计划和规划，并颁布了相应的激励政策促进光伏发电技术的推广和应用。普通的自动跟踪太阳光伏发电系统一般包括太阳能电池板，控制系统，电动机和传动系统，它可实现对太阳入射角的自动跟踪，因此可实现光伏系统30％～40％的电能增加。但是，当遇到恶劣天气(如强风)时，光伏发电系统由于不能及时做出反应，发电装置及其支撑结构容易受强风损害而遭到破坏。 

发明内容 

本实用新型的目的是提供一种自动跟踪太阳光伏发电系统的强风保护装置，它可根据天气状况自动调整光伏发电系统的状态，把恶劣天气(如强风)对光伏发电系统的影响减少到最小。 

自动跟踪太阳光伏发电系统的强风保护装置(2)为一特殊风速液位测量计、它主要由储液罐(9)、受风斗(7)、可调流阻器(8)、测量管(11)及浮标(12)和特种电容传感器(13)构成；受风斗(7)位于储液罐(9)的顶部入口，可通过调节管道内流体阻力控制风压大小的可调流阻器(8)在受风斗(7)与储液罐(9)的连通管道内，其作用是强风流入管道后；测量管(11)与储液罐(9)连通，浮标(12)于测量管(11)的内部；特种电容传感器(13)位于测量管(11)上部的外部，并与控制系统(3)电连接；测量管(11)标有调节流阻器为定值后经过风洞标定浮标(12)所在位置对应强 风级别的刻度。当储液罐(9)接受强风信号后，设液位表面压力为P₁，测量管上方与大气相通，设其液位表面压力为P₂(大气压)，在ΔP＝P₁-P₂压力差作用下，测量管液位连同浮标(12)上升，当到达事先设定特种电容传感器(13)位置时发生讯号。 

特种电容传感器(13)测量风压及自动保护原理为：特种电容传感器(13)的两个电极分别为互不接触的两个半环，固定于测量管(11)外壁。该电容的电介质为玻璃管、内部的空气、液体、或者测量管浮标(12)。当测量风速时，受风斗(7)接受强风转化为动压，在压力差作用下引起测量管(11)内的液面相应上升，并推动测量管浮标(12)同步上升。当风速超过一定限值时，液位上升测量管浮标(12)通过电容环所在区域。测量管浮标(12)为环氧树脂，与空气的介电常数相差很大，由于电介质的变化，会导致电容传感器(13)的电容值发生突变，在电容测量上表现为一个尖状波。当控制系统(3)接收到该信号时，即可关闭电动机(4)，并锁死传动系统(5)，避免发电系统设备受到强风作用而损坏。计算原理如下： 

将特种电容传感器等效为平板电容传感器，令该传感器的等效面积为S，等效极板间距为δ₀，则其初始电容可计算为： 

C0=ϵ0Sδ0---(1)]]>

式中：C₀——初始电容值； 

      ε₀——初始介电常数，空气的介电常数＝1； 

      S——等效的平行板电容面积； 

      δ₀——等效的平行板电容极板间距。 

当测量管浮标(12)充满特种电容传感器(13)所在区域时，电容变化为：