[发明专利]太阳能光伏发电智能跟踪控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能利用领域，特别是一种太阳能光伏发电智能跟踪控制系统。

背景技术

太阳能作为一种情结无污染的能源，发展前景非常广阔，太阳能发电已成为全球发展速度最快的技术，但是太阳能的利用受地形、地势、位置、云雨等自然条件的影响很大，存在间歇性和光照方向、强度随时间不断变化的问题，这就对太阳能的收集和利用提出了更高的要求，目前很多太阳能电池板阵列基本上都是固定的，没有充分利用太阳能资源，发电效率低下，据研究，在太阳能光发电中，相同条件下，采用自动跟踪发电设备要比固定发电设备的发电量提高30%。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种将单片机控制技术、传感器技术、机械传动原理、DA/AD技术、模拟放大及逆变升压技术等综合运用，实现了太阳能电池板对太阳光的自动跟踪和电池板的最大功率输出的太阳能光伏发电智能跟踪控制系统。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种太阳能光伏发电智能跟踪控制系统，包括太阳能电池组件、支撑传动机构、太阳能跟踪控制系统，其特征在于：太阳能跟踪控制系统包括角度驱动单元、方位驱动单元、风速传感器、光控传感器、位置传感器、实时角度计算模块、I/O模块、主控制模块、网络传输模块、指挥控制主机，其中，风速传感器、光控传感器、位置传感器通过I/O模块与主控制模块相连，实时角度计算模块、角度驱动单元、方位驱动单元也分别与主控制模块相连，主控制模块通过网络传输模块与指挥控制主机进行信息交流。

而且，所述的实时角度计算模块主要用于计算出当前最佳水平旋转角度和俯仰角度，采用的方法为主动跟踪、光控相结合的模式，主动跟踪是基于当前的时间和GPS坐标，通过天文学方法计算出太阳的当前位置，进而计算出两轴的最佳角度；光控方法是根据传感器提供的实时太阳光照数据，计算两轴的最佳工作角度。

而且，所述的支撑传动机构采用双轴机械跟踪定位系统，由电池板支架、底座、两转动轴和直流水平驱动电机构成，整个太阳能电池组件和太阳能跟踪控制系统安装在电池板支架上，支撑传动机构可以同时在水平方位角和垂直高度角2个方向上跟踪，根据太阳能跟踪控制系统数据指示，直流水平驱动电机驱动两转动轴转动，可以使电池板在水平方向上的270°和垂直方向上的0~90°自由旋转。

而且，所述的光控传感器采用管式八点半球形光电方位传感器，在传统传感器基础上加不透明挡板以提高光吸收准确度，四个方向各有两个不同方向、高低错开的光敏电阻，以提高传感灵敏度。

本发明的优点和积极效果是：

1、本发明高度集成了角度计算模块、控制模块、I/O模块以及驱动，模块，使故障点、接线工作量大大减少，可靠性显著提高，维护工作量小。

2、本发明系统响应速度因为一体化的结构而大大提高。

3、本发明是一个分布式网络化的控制模块，每组最多可连接60个支撑传动机构，并能够通过现场总线网络实时向指挥控制主机传送支撑传动机构各个轴的实际位置数据，并可通过中央控制计算机对系统进行实时控制，实现分布式集散化的管理。

4、本发明将单片机控制技术、传感器技术、机械传动原理、DA/AD技术、模拟放大及逆变升压技术等综合运用，实现了太阳能电池板对太阳光的自动跟踪和电池板的最大功率输出。

附图说明

图1是本发明的系统结构框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例做进一步详述：

如图1所示，本发明所述的一种太阳能光伏发电智能跟踪控制系统，包括太阳能电池组件、支撑传动机构、太阳能跟踪控制系统，其特征在于：太阳能跟踪控制系统包括角度驱动单元、方位驱动单元、风速传感器、光控传感器、位置传感器、实时角度计算模块、I/O模块、主控制模块、网络传输模块、指挥控制主机，其中，风速传感器、光控传感器、位置传感器通过I/O模块与主控制模块相连，实时角度计算模块、角度驱动单元、方位驱动单元也分别与主控制模块相连，主控制模块通过网络传输模块与指挥控制主机进行信息交流。