[实用新型]太阳能斜单轴跟踪系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及光伏技术领域，具体涉及一种太阳能斜单轴跟踪系统。

背景技术

随着能源和环境问题的日益突出，可再生能源的开发突显重要，太阳能以其清洁、方便利用等突出优点已成为人们广泛关注的问题。目前采用固定式支架支撑电池板为多数，此方法使电池板接收太阳光辐射强度大大降低，一天之间只有少数时间得到高的辐射量，因而大大降低了太阳能系统的发电量。大量研究表明，太阳能电池板安装在跟踪太阳的支架上比安装在固定式支架上的发电量能提高15～35％，又由于目前太阳能电池板价格昂贵，从而更有效的提高电池板的辐射量成为人们研究的重点。

根据中国气象科学院研究员王炳忠算法如图2所示得到：斜面上得到直接辐射量的表达式为：Eβn＝Enβncosθ。其中：Enβn为斜面上的总辐射量，Eβn为斜面上的直接辐射量，θ0为太阳光线的入射角，从上面的公式中可以看出，当入射角θ0＝0时，即为太阳光垂直照射在斜面上，此时斜面上得到的直接辐射量最大。

又根据美国亚利桑那州凤凰城23183气象站公布的1961～1990的测试数据。太阳能跟踪器收到的辐射量远大于固定平面的接受量，下面是其公布的各种不同运行方式下所收集的数据：

从上表可以得出：固定倾斜角斜面上的辐射量比水平面的辐射量增加14％

单轴水平跟踪面上的辐射量比水平面的辐射量增加40％

单轴倾纬度角斜面上的辐射量比水平面的辐射量增加50.8％

双轴跟踪斜面上的辐射量比水平面的辐射量增加56％

从以上分析得出结论：

(1)双轴跟踪装置结构复杂、成本高；

(2)单轴水平跟踪只适合30°以下的低纬度地区；

(3)单轴倾纬度角跟踪适合30°以上的纬度地区；

因此，采用哪种跟踪方式根据地区的不同而定。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种太阳能斜单轴跟踪系统。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

本实用新型实施例提供一种太阳能斜单轴跟踪系统，该系统包括控制箱、若干个支架，所述支架包括回转支撑机构、回转轴、前柱、后柱、后支撑柱，所述前柱、后柱均设置在地面，所述前柱顶部通过回转支撑机构与回转轴的一端连接，所述后柱顶部与后支撑柱的一端连接；所述回转轴的另一端与后支撑柱的另一端连接，并且两者之间呈角度；所述回转轴上平行设置有若干个栅条，所述若干个栅条上设置有若干个太阳能电池组件；所述控制箱与每个支架的回转支撑机构连接；所述前柱顶部连接有第一限位开关、第二限位开关；所述第一限位开关与第一接近开关连接，所述回转支撑机构连接有第二接近开关。

上述方案中，所述回转支撑机构为一直流电机。

上述方案中，所述控制箱设置在若干个支架中任意一个支架的前柱的一侧。

上述方案中，所述控制箱内设置有PLC可编程逻辑控制器、倾角传感器、继电控制器，所述倾角传感器采集支架的偏转角度θ₁，所述偏转角度θ₁经数据处理后通过通讯方式送至PLC可编程逻辑控制器中，再经数据处理与预先设置的太阳角β₁进行比较，根据比较结果吸合或断开所述继电控制器，所述继电控制器输出控制直流电机正转或停止的信号到直流电机。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

1)本实用新型的支架设计抗风能力强，当风速大于设定值时，跟踪系统具有保护功能以确保整个支架系统的风荷载最小。

2)本实用新型现场安装拆卸方便，不需要现场焊接。

3)本实用新型能够自动跟踪太阳角的变化，与固定式支架方案比较，能很大程度提高太阳能电池板的转换效率。

4)本实用新型采用了PLC可编程逻辑控制器作为控制核心，它与单片机相比具有高可靠性、简单易懂、程序语言通用性好、便于维护，其更突出的优点在于比单片机的抗干扰能力强。

5)本实用新型将两个接近开关分别装在起始跟踪角和支架处于水平(0°)位置，早上起始跟踪角是一个接近开关来确定，当支架跟踪至水平位置再用另一个接近开关来校准，消除前段运行的误差。

6)本实用新型设有两个限位开关，起到支架的机械保护作用，分别装在东西旋转的最大角度处。

7)本实用新型用一个PLC可编程逻辑控制器控制多个支架的方式，大大降低了成本，而且确保支架的转动角度均保持一致。