[实用新型]太阳能斜单轴追踪控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种在光伏发电站或太阳能热水中太阳能追踪控制系统，尤其适用于斜单轴太阳能追踪系统。

背景技术

太阳能跟踪系统是光热和光伏发电过程中，最优化太阳光使用，达到提高光电转换效率的机械及电控单元系统。目前的太阳能跟踪有光电跟踪和根据视日运动轨迹跟踪两种方式。光电跟踪是由光电传感器件根据入射光线的强弱变化产生反馈信号到计算机，计算机运行程序调整采光板的角度实现对太阳的跟踪。光电跟踪的优点是灵敏度高，结构设计较为方便，缺点是受天气的影响很大，如果在稍长时间段里出现乌云遮住太阳的情况，会导致跟踪装置无法跟踪太阳，甚至引起执行机构的误动作。而视日运动轨迹跟踪的优点是能够全天候实时跟踪，采用双轴、斜单轴跟踪的方式。双轴利用步进电机双轴驱动，通过对跟踪机构进行水平、俯仰两个自由度的控制，实现对太阳的全天候跟踪。双轴的跟踪精度最高，太阳板做到的转换效率提升最大，但是控制算法复杂，机械结构安装复杂，器件的多样化带来整个控制系统的稳定性不高，能耗加大，维护麻烦。斜单轴跟踪方式，虽然在跟踪精度上没有双轴高，成本却不会比固定式的基础上增加很多，转换效率跟双轴相比只是低了少许，其结构简单，稳固，受环境的影响大大降低，维护上比双轴结构负担少了很多，因此性价比十分可观，在实际中能得到广泛应用。

现有的斜单轴跟踪方式，其传感电路、控制电路、机械结构设计和转动控制设计复杂，成本高昂，技术及施工要求复杂，难实现，加之太阳能板的低密度功率使得太阳能的追踪系统在现实工程中无法大量运用，尤其是在房顶等特定地基基础上更无法实现。

发明内容

本实用新型解决的就是目前的太阳能斜单轴跟踪装置传感电路、控制电路、机械结构设计和转动控制设计复杂的问题，提供一种太阳能斜单轴跟踪控制系统，优化了控制系统和机械系统的组合，利用计算机控制和网络技术，以最佳的方式、最易普及、最低的成本实现太阳能的自动追踪。

本实用新型的太阳能斜单轴追踪控制系统，该系统包括上位计算机、网络、主控板、从从控板、电机驱动器和推杆电机，其中：

主控板通过网络与上位计算机联接，接受上位计算机传送的调整参数，并分控各从控板，主控板和从控板经由485网线组网；

从控板上设置三个继电器，继电器受从控板控制，一个继电器控制推杆电机电源的接通，另二个继电器分别用作电机步进控制和电机回程控制。

所述的上位机计算机传送的调整参数，包括起始追踪时间、终止追踪时间、电机追踪步长、电机回程时间。

系统控制板平时只计时，对太阳的追踪电路部分工作在mW级，触发控制时才接通推杆电机电源，步进时长由参数设定实现，此时工作功率50W，工作1~3秒，回程电机工作50秒，视选配推杆电机而定。完成一天的追踪后再指定时间，控制电机回转，以做好第二天的追踪工作。为控制推杆电机供电，选用一般室外软护套线1.5mm²~2.5mm²，若串接的从控制板过多，则采用分时启动控制，确保控制功率承载不超500W。

本实用新型特点是该控制系统与设计的机械系统优化组合，利用计算机控制和网络技术，以最佳的方式、最易普及、最低的成本实现太阳能的自动追踪控制。设计的控制板单片成本不足50元，配合网络控制软件，可实现太阳能追踪控制系统的低成本化。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型从控板与推杆电机电路连接结构示意图。

具体实施方式

实施例1：太阳能斜单轴追踪控制系统，具体如下：

（1）主控板经WIFI和因特网与远端的上位计算机联网，主控制CPU采用STC89C51。

（2）以网络参数设置改变主控制板起始追踪时间、终止追踪时间、电机追踪步长、电机回程时间，以满足太阳纬度的变化，具体如下：

太阳季度的变化，有两个方面的变化，一个是南北倾向的变化，一个是昼夜时长的变化，倾向的变化另行处理，本实用新型以设置主控制板上启动初始时间和结束追踪时间加计算电机步进步长的方式解决。

一年的时长变化存在上位计算机中，每天为保证所有控板的启动一致，都要对每块控板的时间进行校准，这样控板元件和电路的一致性要求将相应就降低，以下是两个不同时间的昆明地区的工作参数：