[发明专利]一种双轴太阳能光伏阵列发电系统的无阴影跟踪方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能光伏领域，尤其涉及一种双轴太阳能光伏阵列发电系统的无阴影跟踪方法。

背景技术

对于高效的太阳能光伏系统来说，对日跟踪器必不可少。能够精确地跟踪太阳且价格低廉的对日跟踪装置一直是研究热点之一。对日跟踪器分为单轴跟踪和双轴跟踪。单轴跟踪一般分为水平轴旋转结构或极轴旋转结构，随着太阳能跟踪系统的成熟与稳定，双轴跟踪光伏系统的装机容量所占比例越来越大。

双轴跟踪光伏系统有它明显的优点就是能够提高发电效率，比固定式光伏系统可以提高30％-40％，但它也有很大的缺点：由于跟踪太阳，在早上和下午太阳高度角较小的时候，前一排的系统会在后一排系统上产生阴影，为减少或避免阴影现象，现在的光伏阵列采用的方式是加大跟踪系统的间距。如图1所示，以长度a为6m的支架安装面为例，支架安装面跟随着光线2旋转保证光线垂直照射在支架安装面101、102的表面，如果设计俯仰方向最大跟踪角度为25°，太阳能光伏系统的阵列间距b即第一支架安装面101和第二支架安装面102之间的距离需要达14m，占地面积很大。支架安装面101、102在俯仰角达到25°后停止俯仰方向运行。即当太阳高度角低于25°时，产生阴影。此时，由于电池板串联，整个发电系统发电量大大降低。以北京39.9°纬度为例，上午9点和下午3点时，太阳高度角只有12.38°。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种双轴太阳能光伏阵列发电系统的无阴影跟踪方法，当跟踪光伏阵列产生阴影时，所有的支架安装面俯仰方向向上运行，即支架安装面向趋于水平的方向运行，这样，前一排的跟踪系统顶部下降，而后一排的底部上升，去除阴影。

为了达到上述目的，本发明提供了一种双轴太阳能光伏阵列发电系统的无阴影跟踪方法，所述太阳能光伏阵列发电系统包括多个呈矩阵固定排列的太阳能发电装置，所述太阳能发电装置包括固定在地面上的立柱以及安装在所述立柱上用于安装太阳能电池的支架安装面，所述立柱上设有用于调整所述支架安装面的调整机构及控制机构，当矩阵阵列中任意一太阳能发电装置的控制机构判断出其所在的支架安装面被与其相邻的太阳能发电装置的支架安装面遮挡产生阴影时，所述矩阵阵列中的所有太阳能发电装置的控制机构控制调整机构来调整所述支架安装面趋向水平方向运行直至阴影消除。

上述无阴影跟踪方法，所述控制机构采用精确天文算法来判断其所在的支架安装面是否被与其相邻的太阳能发电装置的支架安装面遮挡产生阴影。

上述无阴影跟踪方法，所述控制机构根据设置在所述支架安装面边角上的光敏器件的光敏信号来判断其所在的支架安装面是否被与其相邻的太阳能发电装置的支架安装面遮挡产生阴影。

上述无阴影跟踪方法，所述光敏器件为光敏电池、光敏电阻或光敏二极管。

上述无阴影跟踪方法，所述调整机构包括一垂直调整机构与一水平调整机构。

相对于现有的太阳能光伏阵列发电系统的跟踪方法，本发明的优势在于：当矩形跟踪光伏阵列产生阴影时，所有的支架安装面俯仰方向向上运行，即支架安装面向趋于水平的方向运行，这样，前一排的跟踪系统顶部下降，而后一排的底部上升，去除阴影。本发明的阵列跟踪方法，一方面可以保证整个光伏阵列一直保持最大发电量，另一方面在布局跟踪阵列时能够大大缩小每个太阳能发电装置的支架安装面的间距，从而可以在有限的面积内布置更多的太阳能发电装置。

附图说明

通过下面结合附图对其示例性实施例进行的描述，本发明上述特征和优点将会变得更加清楚和容易理解。

图1是太阳高度角为25°时双轴太阳能光伏阵列发电系统中支架安装面间距示意图；

图2是本发明双轴太阳能光伏阵列发电系统的无阴影跟踪方法示意图；

图3是本发明根据太阳能发电装置间距和太阳轨迹天文算法进行阵列驱动的计算原理图；

图4是本发明光敏器件驱动的支架安装面示意图，其中，光敏器件固定在支架安装面的四个角A1、A2、A3和A4；

图5是本发明根据太阳能发电装置间距和太阳轨迹天文算法进行阵列驱动的流程图。

附图符号说明：

101-第一支架安装面，102-第二支架安装面，

2-光线，            3-光敏器件。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。