[发明专利]平单轴系统跟踪轨迹计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种平单轴系统跟踪轨迹计算方法。

背景技术

现在的平单轴跟踪方法主要分为视日轨迹跟踪和传感器跟踪。视日轨迹跟踪方式有完全跟踪不考虑阴影遮挡和出现阴影回转一定角度两种跟踪方式，前者会使组件出现大比例阴影遮挡造成功率损失，后者会使系统的入射角太大而使系统不会处于最大发电状态。

现在平单轴系统在光伏电站中的使用越来越多，并且关于平单轴的跟踪轨迹的研究也很多，也有很多专利是关于这方面的研究，并且关于阴影遮挡对组件的影响对光伏电站的影响的文章也很多，如文献[1-3]，文献[1]介绍了不同比例的阴影遮挡情况下组件的功率损失，文献[2]介绍了局部阴影的模型建立方法，文献[3]介绍了阴影对光伏电站的影响。

参考文献

[1]张臻，沈辉，李达.局部阴影遮挡的太阳电池组件输出特性实验研究[J].太阳能学报，2012，33(1):5-12.

[2]张翔，王时胜.局部阴影条件下光伏阵列建模及输出特性研究[J].电源技术，2015，39(1):203-206.

[3]程宇旭，李建泉.局部阴影遮挡对大型并网光伏电站影响的研究.大功率变流技术，2014，(5)；49-53

发明内容

目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种平单轴系统跟踪轨迹计算方法。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种平单轴系统跟踪轨迹计算方法，包括以下步骤：

1)基本计算

(1a)每日赤纬的计算方法

式中n为1月1日至某日的天数；

(1b)每天不同时间的太阳高度角

式中为所在地点纬度，t为每天不同的时间点；

(1c)每天不同时间的时角

ω＝15×(t-12)  (3)

(1d)每天不同时间太阳的水平投影与东西方向的夹角

ω_东西＝|ω+90|  (4)

(1e)每天不同时间太阳在东西方向的投影角度

tanh_投影＝sinh/coshcosω_东西  (5)；

2)设组件上的组件最佳遮挡长度为X，组件的长为L，两块组件之间的间距为m，组件最佳遮挡比率k为

3)计算平单轴系统在日出直到正午时的倾角轨迹，下午的轨迹和上午的倾角轨迹关于正午时分中心对称：

从日出到正午，组件倾角的跟踪轨迹可以分为两个部分：

(1)当太阳的高度角比较小，平单轴系统若保持组件与太阳光线垂直会造成电池片的大比例阴影遮挡，平单轴系统调整角度使组件处于最佳遮挡状态，即：

当时，

(2)当太阳高度角比较大，时，组件的表面一直与太阳光垂直，后一排组件的电池片不会被遮挡，平单轴系统会保持组件与太阳光线一直垂直，即：

当时，β＝90-h_投影  (7)。

有益效果：本发明提供的平单轴系统跟踪轨迹计算方法，使平单轴系统在太阳高度很低时可以产生小比例的阴影遮挡并让组件的倾角增大，并分析不同比率遮挡情况下平单轴系统的发电量，并讨论平单轴系统的最佳遮挡比例，这样可以增加平单轴系统的发电量。(1)计算平单轴系统的跟踪轨迹时可以根据平单轴系统组件在小比例遮挡情况下功率损失情况来找到组件的最佳遮挡比率，然后可以根据公式计算出平单轴系统每日的跟踪轨迹。(2)当平单轴系统太阳高度很低时可以让平单轴系统处于最佳遮挡比率下，一定程度下增加了平单轴系统的倾角，这样可以增加平单轴系统接受到的辐射量，由于小比率遮挡情况下，平单轴系统的功率损失很小，所以只要找到平单轴系统的最佳遮挡比率即可以找到平单轴系统的最佳跟踪轨迹。

附图说明

图1为组件的示意图；

图2和图3分别为不同太阳高度角时的组件示意图；

图4为组件的跟踪轨迹图；

图5为使用PVsyst中的阴影模型；

图6为单块电池被遮挡的百分比和组件功率损失百分比的关系图；

图7为组件在小比例遮挡时的功率损失情况。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明。

如图1所示，一种平单轴系统跟踪轨迹计算方法，

1.基本计算

(1)每日赤纬的计算方法