[实用新型]一种新型高精度双轴太阳能电站自动跟踪控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种新型高精度双轴太阳能电站自动跟踪控制装置。

背景技术

太阳能是一种环保的绿色能源，而且是巨量的、可再生的，因此在对新能源的开发利用上，太阳能发电有着巨大的优势。当前市场上太阳能电池板的转换效率相差甚微，而由于技术条件限制，光伏发电的转换效率很低，严重制约了太阳能发电的发展与普及，因此，在现有条件下，寻求一种使用的方式去提高太阳能的发电效率是非常必要的。实践证明，太阳能的发电效率和太阳能电池板与太阳光线的角度有很大关系，太阳能发电中，太阳能电池板实时和太阳光线保持垂直能在很大程度上提高太阳能的发电效率。

而阳光日照角度每时每刻都在变化，一年四季变化的规律也有所不同。如何控制自动跟踪电站，使其高精度的跟踪太阳运行角度，成为提高太阳能发电效率的关键。

普通的太阳能发电站的发电转换效率很低，运动跟踪精度不是很高，而且在室外工作，其各个部件容易受到雨水和潮湿空气的影响。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为解决上述问题，提出一种新型高精度双轴太阳能自动跟踪电站控制装置及其跟踪方法，该装置可以不受天气和季节变化影响，始终控制太阳能电站跟踪太阳运行角度，且跟踪误差不超过0.1度。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种新型高精度双轴太阳能自动跟踪电站控制装置，包括微控制器和电机驱动器，所述微控制器包含光伏聚焦传感器、风力测速计、限位信号接收器、时间校正模块，微控制器通过光电隔离分别与光伏聚焦传感器、风力测速计、限位信号接收器连接，微控制器与时间校正模块相连；所述电机驱动器包括防水盒和电路板两个部分，其中电路板位于防水盒内部，其中电路板用于接收主控板发送的控制信号，驱动电机转动，实现对太阳运行轨迹跟踪。

所述微控制器还包含LCD显示装置、缓冲电路、通讯接口和手动输入装置，微控制器通过光电隔离与通讯接口连接，微控制器与LCD显示装置、缓冲电路、手动输入装置连接。

所述时间校正模块设有GPS校正模块。

所述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。

光伏聚焦传感器用于需要高精度跟踪太阳运行轨迹的场合，优点是可达到0.1度以内的跟踪精度，缺点是跟踪角度小，在阴雨或多云天气因素的影响下超过跟踪角度的范围（±7度）时容易跟丢，因此只适合于晴朗天气下的精细跟踪。

在本控制器中以数据计算理论根据当地经纬度以及精确时间等信息计算一年中每一天的不同时刻太阳所在的高度和方位角实现跟踪，精度保证在1度以内，对于普通系统的应用可完全满足要求（如平板光伏电站，非聚光的光热系统）。但对于特殊的高精度聚光型光伏发电以及光热系统精度则不适用，此时辅以光伏聚焦传感器配合使用取长补短则完全可以满足要求。

所述时间校正模块，用于自动修正控制器运行时钟与经纬度的偏差，可保证常年时控精度小于±1度。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，当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。

所述风力测速计，用于风速检测，当地风速高于18m/s时，电站会自动将面向太阳的帆板放置于水平位置，将损害降至最小。

在不使用上述可选组件的情况下控制器的运行时钟在－40～85℃下可保证年±2分钟的时控误差，用户可根据自己实际情况使用标准配备的操作面板对时钟进行校正。

所述限位信号接收器，列举出了4个位置限位与2个保护限位，具有冗余保护功能。每天正常情况下光伏系统均要从X,Y轴的初始限位开始运转，结束于X,Y轴的停止限位；意外情况下（如电机换相失败等原因）当运转至位置限位时却未停止继续运转至X或Y轴保护限位，控制器将强制停止X或Y轴继续运转，保护设备不受损坏，提高了安全性。

所述LCD显示装置，主要显示控制器的各项控制与运行参数，方便用户操作与维护。