[发明专利]一种漂浮式太阳能发电单轴跟踪系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能发电领域，尤其是一种漂浮式太阳能发电单轴跟踪系统及其控制方法。

背景技术

太阳能是一种无污染、可再生的清洁能源。

水库、湖泊、江河和海洋等水上建设漂浮式太阳能发电装置，可以充分利用占地球表面71％的水上日照面积，有利于太阳能发电技术的推广应用。

现有技术中已将太阳能发电单轴跟踪系统应用到太阳能发电技术中，通过实时跟踪太阳运动轨迹，提高太阳能发电装置所接收到太阳辐射量，从而提高太阳能发电装置的发电效率。传统的太能跟踪系统包括单轴自动跟踪系统、步进式自动跟踪系统及双轴跟踪系统。在专利号为CN102637041中公开了一种百叶窗双轴跟踪太阳能光伏发电系统，在该系统中只能实现单个控制系统控制单个或数个光伏发电组件。要控制整个光伏发电系统太阳板需要设置多个跟踪系统，成本极高；依赖大量机械转动元件，整体可靠性低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种低成本、高可靠性的漂浮式太阳能发电单轴跟踪系统及其控制方法。

本发明采用以下技术方案实现：一种漂浮式太阳能发电单轴跟踪系统，包括漂浮动力平台及自动跟踪控制系统；所述自动跟踪控制系统安装在所述漂浮动力平台上；所述漂浮动力平台顶部承载一个或多个固定式太阳能发电装置；所述漂浮动力平台在水平维度自主转动或移动自动跟踪太阳方位角；所述漂浮动力平台包括：

一浮力结构子系统，所述浮力结构子系统包括一个或多个浮力结构单元，所述多个浮力结构单元间通过一连接结构连接；

一动力子系统，所述动力子结构包括一个或多个水下驱动器，所述水下驱动器与所述浮力结构子系统连接；

一锚定子系统，所述锚定子系统包括一个或多个定位锚及定位锚牵引装置，所述定位锚的锚链与定位锚牵引装置的输出端连接，所述定位锚牵引装置安装在浮力结构子系统顶部或内部；

一外部连接子系统，所述外部连接子系统的一端与所述漂浮动力平台转动中心连接，其另一端与陆地或其他漂浮动力平台连接；

所述自动跟踪控制系统包括：

一主控子系统，所述主控子系统包括一个或多个主控计算处理模块，安装在所述漂浮动力平台顶部或内部；

一卫星定位子系统，所述卫星定位子系统包括多个卫星定位数据采集模块，所述卫星定位数据采集模块安装在所述漂浮动力平台的顶部；所述多个卫星定位数据采集模块分别测量所在点绝对地理坐标数据和时间，并将该数据传送至所述主控子系统；

一岸基测距定位子系统，所述岸基测距定位子系统包括多个测距定位数据采集模块及一个或多个岸基定位点，所述测距定位数据采集模块安装在所述漂浮动力平台的顶部，所述岸基定位点固定安装在岸基上；所述多个测距定位数据采集模块分别测量所在点与所述一个或多个岸基定位点之间相对地理坐标数据，并将该数据传送至所述主控子系统；

一传感采集子系统，所述传感采集子系统包括一个或多个光线传感采集模块及一个或多个风向风速传感采集模块；所述光线传感采集模块安装在所述漂浮动力平台顶部，所述风向风速传感采集模块安装在所述漂浮动力平台顶部；所述光线传感采集模块实时测量所处环境的太阳光照数据，并将该数据传送至所述主控子系统，由主控子系统得出太阳入射角和方位角；所述风向风速传感采集模块实时测量所处环境的风向和风速数据，并将该数据传送至主控子系统；

一动力控制子系统，所述动力控制子系统包括一个或多个动力驱动模块，安装在所述漂浮动力平台顶部或内部，所述动力驱动模块实时采集一个或多个所述定位锚牵引装置及所述水下驱动器运行数据；并将该数据传送至主控子系统；所述动力驱动模块根据接收到的指令数据实时控制所述一个或多个水下驱动器的驱动动力强度及驱动方向，推动所述漂浮动力平台转动或移动到目标方位对太阳方位角的实时跟踪；所述动力驱动模块根据接收到的下锚指令控制所述一个或多个定位锚牵引装置将所述一个或多个定位锚下沉至水底；所述动力驱动模块根据接收到的起锚指令时控制所述一个或多个定位锚牵引装置将所述定位锚升起；