[发明专利]一种移动无人船太阳能电池板自动跟随控制方法

说明书

本发明公开了一种移动无人船太阳能电池板自动跟随控制方法，包括：初始化步骤：初始化太阳能电池板姿态为输出功率最大的姿态；太阳能电池板调节步骤：每X时间段内，通过视日跟踪法计算出使太阳能电池板保持正对太阳的姿态时太阳能电池板需要转动的方向及角度的积分量，使太阳能电池板自动跟随太阳运动；抗干扰步骤：通过读取比较太阳能电池板实时发电功率，判定太阳能电池板是否收到外界干扰，如果出现外界干扰，将太阳能电池板的姿态调整至最优姿态。本发明适用移动和非移动状态下的太阳能电池板，使太阳能电池板接收光能最大，并使其输出功率保持最大。系统完成太阳能自动跟踪时，鲁棒性好，节省系统本身电源消耗。

技术领域

本发明涉及太阳能发电领域，具体涉及一种移动无人船太阳能电池板自动跟随控制方法。

背景技术

随着能源危机日益严重，具有清洁性和经济性等优点的太阳能，是替代化石能源最合适的选择之一。近年来，如何提高太阳能系统的利用效率越来越受到关注。太阳能系统吸收能量的多少很大程度上取决于其太阳能接收板的角度和姿态。目前，在移动无人船航向多变以及太阳能电池板的价格仍然居高不下的情况下，提出具有实用价值的太阳能自动跟踪方法，来降低光伏发电系统成本、提高太阳能发电系统效率，是该领域迫切需要解决的问题。

太阳能电池板发电过程为：当太阳能电池板受到阳光照射时，光与半导体相互作用产生载流子，所产生的电子-空穴对靠半导体内形成的势垒分开到两极，正负电荷分别被上下电极收集，由电荷聚集所形成的电流通过金属导线流向电负载，完成发电。太阳能自动跟踪系统主要包括信号接收系统、控制系统和执行机构三部分。系统工作时，先由信号接收系统接受光照信号，经控制系统计算或判断太阳位置信息，而后输出控制信号，再经过执行机构的具体控制，使工作平台转向期望的对准位置，完成对太阳的跟踪动作。传统的太阳能自动跟踪方法有：光电跟踪系统、基于数字图像处理的跟踪系统和混合跟踪系统。这些方法在实现对太阳的跟踪时，耗费功率、算法复杂、鲁棒性差，而且对于移动状态和阴雨天状态下的太阳能跟踪效果差，还必须加装各类传感器，会对整体输出功率产生影响。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种一种移动无人船太阳能电池板自动跟随控制方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种移动无人船太阳能电池板自动跟随控制方法，其特征在于，包括：

初始化步骤：初始化太阳能电池板姿态为输出功率最大的姿态；

太阳能电池板调节步骤：每X时间段内，通过视日跟踪法计算出使太阳能电池板保持正对太阳的姿态时太阳能电池板需要转动的方向及角度的积分量，通过方向和角度的积分量来驱使电机动作，使太阳能电池板自动跟随太阳运动；

抗干扰步骤：通过读取比较太阳能电池板实时发电功率，判定太阳能电池板是否收到外界干扰，如果出现外界干扰，通过变步长功率比较的方法，将太阳能电池板的姿态调整至最优姿态。

作为优选方式，X时间段设定为一刻钟。

作为优选方式，初始化步骤具体为：

日照时间判断步骤：判断当前时间是否在日照区间内；

水平调节步骤：若当前时间不在日照时间内，自动跟随系统不动作；若当前时间在日照时间内，自动跟随系统动作，此时自动跟随系统按照动作模式一进行动作；自动跟随系统动作模式一：固定太阳能电池板俯仰轴y，使水平旋转轴x动作单位量，通过比较MPPT控制器所检测的太阳能电池板动作前后的输出功率P(t-1)和P(t)，来确定x轴使功率增大的动作方向，该动作方向称为正确的动作方向；

最优姿态调整步骤：在x轴正确的方向上按当前动作量继续动作，如果输出功率增大，x轴动作方向与动作量不变；当出现功率下降时，朝反方向按X1个当前动作量继续动作，当再次出现功率下降时，设定下降前的功率值对应的姿态为x轴的最优姿态；