[发明专利]用于将太阳能电池板定位成具有光谱调整辐照度追踪的太阳能电池板阵列的系统及其方法

说明书

本发明涉及一种太阳能追踪系统，其包括：多个太阳能电池板模块，其形成太阳能电池板模块栅格，其中所述多个太阳能电池板模块可彼此独立地相对于太阳能源移动；及控制系统，其经配置以基于性能模型使所述多个太阳能电池板模块中的每一者彼此独立地相对于所述太阳能源定向以优化来自所述太阳能电池板模块栅格的能量输出，其中所述性能模型基于含有所述太阳能电池板模块栅格的区域的地形及所述太阳能电池板模块中的每一者本地的天气条件来预测来自所述太阳能电池板模块栅格的能量输出。

技术领域

本公开涉及能量转换系统。更特定来说，本公开涉及控制太阳能追踪系统高效捕获太阳辐射用于转换为电能。

背景技术

随着人们日益认识到燃烧化石燃料对环境的影响及相关联成本，太阳能已成为一种有吸引力的替代者。太阳能追踪系统追踪太阳的轨迹以更高效捕获辐射，辐射接着转换为电能。太阳能追踪系统在天气条件改变时或在其未考虑减少光捕获量的本地地形时效率较低。

发明内容

根据本公开的原理，太阳能追踪系统由全局性能模型基于太阳能追踪系统本地的天气及地形及由包括太阳能电池阵列的太阳能电池板使用的光伏技术的光谱响应来控制。

本公开的一个方面涉及一种太阳能追踪系统，其包含形成太阳能模块栅格的多行可旋转太阳能模块，其中所述多行可旋转太阳能电池板模块可彼此独立地相对于太阳能源移动。所述太阳能追踪系统还包含控制系统，其经配置以基于性能模型使所述多行太阳能电池板模块中的每一者彼此独立地相对于所述太阳能源定向以优化来自所述太阳能电池板模块栅格的能量输出，其中所述性能模型基于所述多行太阳能电池板模块中的每一者相对于所述太阳能源的定向及包含所述多行太阳能电池板模块中的每一者本地的天气条件的第一数据来预测来自所述太阳能电池板模块栅格的能量输出。此方面的其它实施例包含记录于一或多个计算机存储装置上的对应计算机系统、设备及计算机程序，其各自经配置以执行方法的动作。

实施方案可包含以下特征中的一或多者。在所述太阳能追踪系统中，所述控制系统将所述多行太阳能电池板中的一或多者移动到其中所述一或多行太阳能电池板产生比其可鉴于太阳的瞬时位置产生的最大能量小的能量的位置。在所述太阳能追踪系统中，所述一或多个多行太阳能电池板的所述位置经确定以消除所述多行太阳能电池板的遮蔽。在所述太阳能追踪系统中，所述控制系统包含自供电控制器。在所述太阳能追踪系统中，所述控制系统进一步包含与所述多行可旋转太阳能模块中的至少一者无线通信的至少一个网络控制单元。在所述太阳能追踪系统中，所述控制系统进一步包含各自与所述多行可旋转太阳能模块中的至少一者无线通信的多个网络控制单元，所述多个网络控制单元彼此通信且形成网格网络。在所述太阳能追踪系统中，所述控制系统进一步包含彼此无线通信的多个自供电控制器(SPC)及多个网络控制单元(NCU)，所述SPC向所述NCU提供有关由所述SPC经历的遮蔽的实时信息。所述太阳能追踪系统进一步包含远程主机，其中所述远程主机从所述控制系统接收通信。在所述太阳能追踪系统中，所述远程主机检索天气数据且产生性能模型。在所述太阳能追踪系统中，所述性能模型是基于直接法向辐照度(DNI)、总水平辐照度(GHI)或漫射水平辐照度(DHI)中的一或多者。在所述太阳能追踪系统中，所述性能模型是基于所述太阳能模块栅格的拓扑。在所述太阳能追踪系统中，所述天气包含预报天气及瞬时天气。在所述太阳能追踪系统中，所述性能模型由监视控制与数据采集(SCADA)装置执行。在所述太阳能追踪系统中，所述SCADA包含所述太阳能模块栅格的拓扑模块。在所述太阳能追踪系统中，所述SCADA包含经配置追踪太阳能电池板模块在其位置处的斜率的行对行追踪模块。在所述太阳能追踪系统中，所述行对行追踪模块与漫射角调整器通信且向所述漫射角调整器发送目标追踪角数据。在所述太阳能追踪系统中，所述SCADA包含DHI-GHI模块。所述太阳能追踪系统进一步包含天气查找模块，所述天气查找模块与所述DHI-GHI模块通信且向所述DHI-GHI模块及所述漫射角调整器提供天气数据。在所述太阳能追踪系统中，所述漫射角调整器与SPC通信。在所述太阳能追踪系统中，所述SCADA进一步包含与NCU本地传感器通信以从所述太阳能模块栅格提供本地传感器数据的本地传感器数据模块。所描述技术的实施方案可包含硬件、方法或过程或计算机可存取媒体上的计算机软件。