[发明专利]基于双电池板差分检测的单轴光伏跟踪支架反阴影系统

说明书

本发明公开了基于双电池板差分检测的单轴跟踪支架反阴影控制系统，包括内含MCU的光伏跟踪控制器，两个参数相同的自供电光伏电池板，两个自供电光伏电池板分别安装在跟踪支架两侧，在给跟踪控制器供电的同时还作为遮挡检测传感器，在太阳高度角较低，跟踪支架间相互发生遮挡时，跟踪控制器可以通过两块自供电光伏电池板的输入能量差检测到阴影遮挡，并进行反阴影动作，从而规避阴影的影响。本发明同时解决光伏跟踪支架的供电问题和遮挡阴影的闭环检测问题，达到简化单轴光伏跟踪支架的施工调试，并提高反阴影控制系统准确性和可靠性的目的。

技术领域

本发明属于太阳跟踪装置技术领域，涉及一种基于双电池板差分检测的 单轴光伏跟踪支架反阴影系统。

背景技术

跟踪式光伏支架是承载光伏电池板，跟踪太阳运动提升光伏电池板发电 量的专用设备。拥有一个旋转轴，只在一个方向上跟踪太阳运动的跟踪式光 伏支架被称为单轴光伏跟踪支架。阵列式密集安装的单轴光伏跟踪支架，在 早晚太阳高度角比较低的时段，迎向太阳的前排跟踪支架上部会对后排跟踪 支架下部造成遮挡。被遮挡的光伏跟踪支架下部电池板表面由于没有太阳直 射光线，会出现因遮挡而形成的阴影区域。

光伏电池板组件之间，以及光伏电池板组件内部各个光伏电池片之间， 均采用串联结构，通过串联形成高压直流电源。高压光伏组件串中，被遮挡 的电池片不但不能发电，还会成为其它电池片的耗能负载，严重影响光伏组 件串的整体发电量输出。因此在单轴光伏跟踪支架的跟踪角度控制过程中， 要求跟踪控制器在可能发生阴影遮挡的工作时段，切换到减小跟踪角度，避 免阴影遮挡的控制方法。这种控制方法俗称为“反阴影控制”。

传统的单轴光伏跟踪支架反阴影控制是一个开环的控制系统，控制器不 对跟踪支架是否发生遮挡阴影进行反馈检测，只是通过数学推导的方法计算 阴影是否生成，并根据计算结果进行反阴影控制。

传统的单轴光伏跟踪支架反阴影控制系统，首先需要现场调试人员依据 实际测量结果，手动设定跟踪支架旋转轴之间的间距D和高度差H参数。 然后在反阴影时间段，由跟踪控制器根据太阳光线入射高度角、跟踪支架宽 度L，开环计算出不产生阴影的跟踪支架旋转轴目标角度，然后将旋转轴控 制到该目标角度，实现反阴影控制。

传统反阴影控制系统的问题是，现场安装、设定跟踪支架旋转轴间距D 和高度差H参数的工作量大，增加了设备安装调试的复杂度。同时大规模的 人工测量很容易出现错误，尤其是在坡地和丘陵地带，人工测量旋转轴间距 D和高度差H的准确度难以保证。由于没有闭环检测的手段，传统的开环反 阴影控制系统一旦控制参数设置不准确，就会直接影响反阴影的效果，要么 形成阴影显著影响发电量，要么浪费土地资源，不能充分接收太阳辐射能量。

光伏跟踪支架的控制器需要外部工作电源，其工作电源有多种来源可供 选择，包括外部电网电源集中供电、高压组串供电和独立电池板自供电等多 种选择。所谓独立电池板自供电是指在光伏跟踪控制器附近，安装与电网脱 离的小型的专用光伏电池板为光伏跟踪控制器提供电源。由于不依赖电网供 电，这种供电方式称为独立光伏电池板自供电。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于双电池板差分检测的单轴光伏跟踪支架 反阴影系统，同时解决光伏跟踪支架的供电问题和遮挡阴影的闭环检测问题， 达到简化单轴光伏跟踪支架的施工调试，并提高反阴影控制系统准确性和可 靠性的目的。