[发明专利]用于光伏发电设备的太阳跟踪方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能技术领域，具体的说是涉及一种基于视频流处理的用于光伏发电设备的太阳跟踪方法及装置。

背景技术

目前大部分太阳能发电系统中所安装的太阳能电池板均采用固定安装位置和角度的方式，然而由于太阳光光照方向和强度随着时间不断变化，这就使得太阳光资源没有得到充分的利用。因此，要想提高太阳能发电系统的能量转换效率，就要使用太阳跟踪技术。尤其在聚光太阳能发电系统中，实现对太阳的高精度实时跟踪是至关重要的。

目前主流的太阳跟踪器，其跟踪机制是使用两边安装有感光器件的平直挡板，利用两边感光器件输出值的差分实现跟踪，类似的差动法太阳跟踪器亦可以通过其他方式实现。在公开号为CN201335551Y的中国专利中，采用油压千斤顶及其中的缸体、升降杆、压力杆和调节阀构成一种压差式自动跟踪器。在公开号为CN201274018Y的中国专利中，采用金属管及其中的工质、C型管构成一种温差式太阳光跟踪装置。

然而，差动法跟踪机制对系统的安装精度要求很高，造成安装难度较大，因此部分产品甚至带有GPS定位系统以辅助安装，从而造成跟踪系统成本的大幅上升。此外，该类跟踪系统在后续运行中的调校也较为困难。并且，传感器件的老化程度的不一致也会影响到跟踪精度。

发明内容

本发明所要解决的，就是针对上述传统太阳跟踪装置存在的问题，提出了一种能精确地跟踪太阳位置的跟踪方法及装置。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：用于光伏发电设备的太阳跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.通过图像采集装置1实时采集太阳光图像信息，并将采集到的图像信息发送到处理器2；

b.处理器2根据接收到的图像信息获取太阳实时位置坐标，并根据太阳实时位置坐标判断是否需要进行跟踪控制，若是，则进入步骤c，若否，则回到步骤a；

c.处理器控制跟踪模块3进行转动，带动太阳能电池组件4，使太阳能电池组件4中的太阳能电池板表面与太阳光线垂直。

具体的，步骤a中通过图像采集装置1实时采集太阳光图像信息的具体方法为：

图像采集装置1包括滤光片5、小孔和图像传感器6，太阳光通过滤光片5后再通过小孔照射到图像传感器6上，图像传感器6采集从小孔中透出的太阳光斑图像。

具体的，步骤b还包括以下步骤：

b1.处理器2将采集得到的太阳光斑图像的每个像素均与灰度阀值进行比较，大于等于灰度阀值的标记为目标类，小于灰度阀值的标记为背景类，对标记为目标类的像素进行积分，得到太阳实时坐标（X，Y）；

b2.将太阳实时坐标（X，Y）与图像传感器6中心坐标（X1，Y1）进行比较，得出坐标差（ΔX,ΔY）；

b3.判断坐标差（ΔX,ΔY）是否为0，若是，则回到步骤a，若否，则进入步骤c。

具体的，所述灰度阀值具体算法为：

假设图像f(x,y)灰度级范围为[0,L],当灰度值为T时，将图像分为两类C₀＝[0，T]和C₁＝[T+1，L-1]，概率分别为W₀和W₁，则整体图像的平均灰度值t＝W₀.μ₀+W₁.μ₁，其中μ₀,μ₁为两类图像的平均灰度值，方差δ²_（t）＝W₀(μ₀-μ)²+W₁(μ₁-μ)²使δ²_（t）取最大值的T，为灰度阀值。

具体的，步骤c中处理器2控制跟踪模块3进行转动的具体方法为：

所述跟踪模块3包括水平旋转模块和竖直旋转模块，所述水平旋转模块和竖直旋转模块均包括步进电机，所述步进电机每步转过的距离为（ΔX',ΔY'），根据坐标差（ΔX,ΔY）得出步进电机转动的步数（m,n）,其中m为水平旋转模块转动步数，n为水平旋转模块转动步数，处理器2将步进电机需要转动的步数（m，n）转换为脉冲信号发送到步进电机，控制步进电机转动。