[发明专利]太阳跟踪智能化系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳跟踪智能化系统。

背景技术

当前人们使用的电能的发电来源大部分是石化类燃料，如煤炭、石油、天然气等，在产生电能的同时，也带来污染环境。为了保护环境、减少大气污染，发展清洁能源是必经之路。在能源领域，很多国家已将发展光伏能源列为国家的能源战略，太阳能光伏能源产业已提升到国家之间竞争的战略高度。提升太阳能光伏发电效率，是当今世界光伏领域的重要研究技术之一，提升光伏发电效率的途径一是提升光伏电池板的发电效率，二是在工程应用中，调整光伏电池板与太阳的照射角度使光伏板获取最大能量以提升发电效率。

当前，在太阳跟踪领域，广泛采用的技术是水平单轴跟踪、倾纬度角斜单轴跟踪和垂直单轴跟踪等技术。当前技术存在的缺陷是在对太阳进行跟踪时缺乏灵活性，不能快速准确地调整光伏电池板与太阳光之间的角度，不能实现太阳跟踪的智能化控制，从而限制了光伏电池板发电效率的提高。另外，世界上通用的太阳能跟踪系统都需要根据安放点的经纬度等信息计算一年中的每一天的不同时刻太阳所在的角度，将一年中每个时刻的太阳位置存储到PLC、单片机或电脑软件中，靠计算该固定地点每一时刻的太阳位置以实现跟踪。采用电脑数据理论，需要地球经纬度地区的数据和设定，一旦安装，就不便移动或装拆，每次移动完就必须重新计算参数、设定数据和调整各个参数。

发明内容

为了克服现有技术中所存在的缺陷，本发明提供一种能够对太阳进行智能化自动跟踪、可以随机转换控制模式、使光伏电池板始终处于与太阳光保持最佳角度的太阳跟踪智能化系统。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

一种太阳跟踪智能化系统，包括：由传感器、控制器、方位驱动部分、仰俯角度驱动部分、方位限位开关、仰俯角度限位开关组成的电气部分，以及由光伏电池支架、水平机械驱动单元、垂直机械驱动单元、整体机构组成的机械部分，其中

所述传感器包含适用于实时跟踪太阳运行轨迹的太阳跟踪传感器，以及适用于感测风速的风速传感器；

所述控制器与所述传感器、所述方位驱动部分、所述仰俯角度驱动部分、所述方位限位开关、所述仰俯角度限位开关相连接，适用于依据从所述传感器接收到的信号来控制太阳跟踪智能化系统不同模式之间的转换，以及依据从所述方位限位开关、所述仰俯角度限位开关接收到的信号来控制所述方位驱动部分、所述方位前驱动部分的运行；

所述方位驱动部分包含方位驱动电机，适用于依据所述控制器的输出驱动所述水平机械驱动单元，以控制所述光伏电池支架与太阳水平方向的夹角；

所述仰俯角度驱动部分包含俯仰角驱动电机，适用于依据所述控制器的输出驱动所述垂直机械驱动单元，以控制所述光伏电池支架与太阳垂直方向的夹角；

所述方位限位开关包含东限位开关和西限位开关，适用于限制所述光伏电池支架与太阳水平方向的位移；

所述仰俯角度限位开关包含上限位开关和下限位开关，适用于限制所述光伏电池支架与太阳垂直方向的位移；

所述光伏电池支架用于固定光伏电池，并通过所述水平机械驱动单元和所述水平机械驱动单元来分别实现水平方向和垂直方向的转动。

进一步地，所述不同模式包括：

光控模式，通过安装在光伏电池上的所述太阳跟踪传感器感测到的太阳运行轨迹来控制所述光伏电池支架与太阳的夹角；

时控模式，通过编程根据时间变化控制所述光伏电池支架与太阳的夹角；

保护模式，所述方位驱动部分和所述仰俯角度驱动部分关闭。

进一步地，所述控制器在太阳跟踪传感器感测到太阳光时控制所述太阳跟踪智能化系统自动进入光控模式，在太阳跟踪传感器感测不到太阳光时控制所述太阳跟踪智能化系统自动进入时控模式，以及在风速传感器感测到风速达到设定值时控制所述太阳跟踪智能化系统自动进入保护模式。

进一步地，当所述光伏电池支架在转动过程中触碰到所述方位限位开关和所述仰俯角度限位开关中任一限位开关时，所述控制器根据从所述任一限位开关接收到的信号停止所述光伏电池支架继续向其对应方向转动。

进一步地，当所述光伏电池支架卡住导致所述驱动电机或所述俯仰角驱动电机过载时，所述驱动电机或所述俯仰角驱动电机自动跳闸，待故障排除后重新启动电源，所述太阳跟踪智能化系统恢复原始状态。

进一步地，所述水平机械驱动单元和所述垂直机械驱动单元采用无极调速。

进一步地，所述太阳跟踪智能化系统进一步包括手动控制开关。