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太阳光追踪方法、装置及太阳能发电系统制造方法及图纸

技术编号:16471388 阅读:99 留言:0更新日期:2017-10-28 21:34
本发明专利技术实施例公开了一种太阳光追踪方法、装置及太阳能发电系统,通过先获取所述定位结果中所述太阳能发电装置所在的纬度信息和经度信息,基于所述经度信息计算所述太阳能发电装置所在的时区,然后基于所述太阳能发电装置所在的时区和所述经度信息实时获取任意时刻的时间信息,根据所述时间信息和所述纬度信息,实时计算所述太阳能发电装置所在位置的太阳高度角,再根据预设的时间段内每一时刻所述太阳能发电装置所在位置的太阳高度角和时角,控制所述太阳能发电装置上的传动结构,以使得所述太阳能发电装置上的太阳能电池板能随太阳光转动,能实现主动追踪,解决了现有技术采用被动式追踪能耗大、调节精度低的问题,适用性更广,精度更高。

【技术实现步骤摘要】
太阳光追踪方法、装置及太阳能发电系统
本专利技术涉及太阳能领域,尤其涉及一种太阳光追踪方法、装置及太阳能发电系统。
技术介绍
太阳能是最清洁的能源,同时太阳能资源非常丰富,太阳能发电系统是利用光电转换原理使太阳的辐射光通过半导体物质转变为电能的一种新型器械,太阳能发电系统配上功率控制器、储能装置、变换器等就组成了光伏发电系统,在环境污染问题日益严重和不可再生能源日益枯竭的今天,太阳能发电日益受到人们的重视并得到了广泛的应用。但是现有的太阳能发电系统采用被动式的追踪方式,传动机构一直处于被动工作状态,系统内部能耗大而且调节精度低。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的是提供一种太阳光追踪方法、装置及太阳能发电系统,能有效解决现有技术采用被动式追踪能耗大、调节精度低的问题,适用性更广。为实现上述目的,本专利技术实施例提供了一种太阳光追踪方法,包括步骤:根据输入的太阳能发电装置的纬度信息和经度信息,基于所述经度信息计算所述太阳能发电装置所在的时区;基于所述太阳能发电装置所在的时区和所述经度信息实时获取任意时刻的时间信息,根据所述时间信息和所述纬度信息,实时计算所述太阳能发电装置所在位置的太阳高度角;根据预设的时间段内每一时刻所述太阳能发电装置所在位置的太阳高度角和时角,控制所述太阳能发电装置上的传动结构,以使得所述太阳能发电装置上的太阳能电池板能随太阳光转动。与现有技术相比,本专利技术公开的太阳光追踪方法通过先获取所述太阳能发电装置所在的纬度信息和经度信息,基于所述经度信息计算所述太阳能发电装置所在的时区,然后基于所述太阳能发电装置所在的时区和所述经度信息实时获取任意时刻的时间信息,根据所述时间信息和所述纬度信息,实时计算所述太阳能发电装置所在位置的太阳高度角,再根据预设的时间段内每一时刻所述太阳能发电装置所在位置的太阳高度角和时角,控制所述太阳能发电装置上的传动结构,以使得所述太阳能发电装置上的太阳能电池板能随太阳光转动,能实现主动追踪,解决了现有技术采用被动式追踪能耗大、调节精度低的问题,适用性更广,精度更高。作为上述方案的改进,通过以下公式实时计算所述太阳能发电装置所在位置的太阳高度角:sinz=siny*sinb+cosy*cosb*cosw其中,z为所述太阳能发电装置所在位置的太阳高度角,b为所述太阳能发电装置所在的纬度,w为任意时刻T所述太阳能发电装置所在位置的时角,y为当前时刻T对应的太阳直射纬度,且w=(T-12)×15°,T为所述太阳能发电装置所在位置的任意时刻;所述太阳直射纬度通过以下公式获得:其中,y为所述太阳直射纬度,t为当前时刻T所在的公历天数。作为上述方案的改进,所述根据预设的时间段内所述太阳能发电装置所在位置的太阳高度角和时角,控制所述太阳能发电装置上的传动结构,以使得所述太阳能发电装置上的太阳能电池板能随太阳光转动具体为:根据时间前后将所述预设的时间段划分若干控制时段,根据预设的时间段内每一时刻所述太阳能发电装置所在位置的太阳高度角和时角,计算在每一所述控制时段内所述太能发电装置上的太阳能电池板的最优姿态;当判断任意时刻由上一控制时段进入下一控制时段内时,根据所述下一控制时段内所述太能发电装置的最优姿态,控制所述太阳能发电装置上的传动结构以使得所述太阳能发电装置上的太阳能电池板以所述最优姿态固定。作为上述方案的改进,所述方法还包括步骤:通过光照强度探测器检测光照强度,当检测到所述光照强度小于预设的阈值时,控制所述太阳能发电装置上的传动结构进入休眠状态;若所述太阳能发电装置上的传动结构处于休眠状态,且任意时刻检测到所述光照强度大于预设的阈值时,计算当前时刻所处的所述控制时段,根据所述控制时段内所述太能发电装置的最优姿态,控制所述太阳能发电装置上的传动结构重新启动,以使得所述太阳能发电装置上的太阳能电池板进入当前时刻的最优姿态。作为上述方案的改进,所述方法还包括步骤:若任意时刻的时间信息超过所述时间段的下限阈值,则控制所述太阳能发电装置上的传动结构开始进入工作状态,以使所述太阳能发电装置上的太阳能电池板从预设的原始姿态开始转动至相应控制时段内的最优姿态;其中,所述预设的时间段根据所述太阳能发电装置所在经度获得;若任意时刻的时间信息超过所述时间段的上限阈值,则控制所述太阳能发电装置上的传动结构,以使得所述太阳能发电装置上的太阳能电池板回到所述原始姿态,然后使所述传动结构进入停止等待并使传动装置进入停止工作状态。作为上述方案的改进,控制所述太阳能发电装置上的传动结构以使得所述太阳能发电装置上的太阳能电池板以所述最优姿态固定具体为:通过控制高度角伺服电机和时角伺服电机控制所述太阳能电池板的高度角和时角,以使得所述太阳能发电装置上的太阳能电池板以所述最优姿态固定;其中,所述太阳能发电装置上的传动结构包括所述高度角伺服电机和时角伺服电机。本专利技术实施例还提供了一种太阳能发电系统,包括控制模块、光照探测模块,交换机、至少一传动机构以及至少一套太阳能电池板;所述控制模块用于采用上述一项所述的太阳光追踪方法生成控制信号,向所述交换机发送所述控制信号;所述交换机,用于接收所述控制模块的控制信号,并将所述控制信号分发至每一传动机构;所述传动机构,用于根据所述交换机传送的控制信号控制信号,控制所述太阳能电池板以最优姿态固定。作为上述方案的改进,每一所述传动机构还包括高度角伺服电机和时角伺服电机。作为上述方案的改进,所述高度角伺服电机和时角伺服电机均为单轴伺服电机。本专利技术实施例还提供了一种太阳能发电系统,包括控制模块、伺服驱动、伺服电机、光照强度探测器和模拟量转换模块;其中,所述伺服驱动和所述伺服电机连接,控制模块分别与伺服驱动和模拟量转换模块连接,所述光照强度探测器和模拟量转换模块连接;所述控制模块,用于采用上述一项所述的太阳光追踪方法所述的太阳光追踪方法生成控制信号,向所述伺服驱动发送控制信号;所述光照强度探测器,用于感受光照强度来输出模拟量至所述模拟量采集模块;所述模拟量采集模块,用于将所述光照强度探测器105输出的模拟量进一步发送至所述控制模块;所述伺服驱动,用于接受所述控制模块发出的脉冲信号,输出至所述伺服电机做出相应的反应;所述伺服电机,用于控制所述太阳能电池板的转动,以调整太阳能电池板不同的姿态。本专利技术实施例还对应提供了一种太阳光追踪装置,包括:定位模块,用于根据输入的太阳能发电装置的纬度信息和经度信息,基于所述经度信息计算所述太阳能发电装置所在的时区;太阳高度角计算模块,用于基于所述太阳能发电装置所在的时区和所述经度信息实时获取所述太阳能发电装置所在位置的任意时刻的时间信息,根据所述时间信息和所述纬度信息,实时计算所述太阳能发电装置所在位置的太阳高度角;太阳光追踪模块,用于根据预设的时间段内每一时刻所述太阳能发电装置所在位置的太阳高度角和时角,控制所述太阳能发电装置上的传动结构,以使得所述太阳能发电装置上的太阳能电池板能随太阳光转动。附图说明图1是本专利技术实施例1提供的一种太阳光追踪方法的流程示意图。图2是以广州为例一年中太阳高度角随公历天数,每天的时角变化而变化的规律三维曲线。图3是太阳直射纬度随公历天数变化的规律。图4是广州春分日(3月21),上午9:00至9:06时间段内高度角随时间的变化规本文档来自技高网...
太阳光追踪方法、装置及太阳能发电系统

【技术保护点】
一种太阳光追踪方法,其特征在于,包括步骤:根据输入的太阳能发电装置的纬度信息和经度信息,基于所述经度信息计算所述太阳能发电装置所在的时区;基于所述太阳能发电装置所在的时区和所述经度信息实时获取所述太阳能发电装置所在位置的任意时刻的时间信息,根据所述时间信息和所述纬度信息,实时计算所述太阳能发电装置所在位置的太阳高度角;根据预设的时间段内每一时刻所述太阳能发电装置所在位置的太阳高度角和时角,控制所述太阳能发电装置上的传动结构,以使得所述太阳能发电装置上的太阳能电池板能随太阳光转动。

【技术特征摘要】
1.一种太阳光追踪方法,其特征在于,包括步骤:根据输入的太阳能发电装置的纬度信息和经度信息,基于所述经度信息计算所述太阳能发电装置所在的时区;基于所述太阳能发电装置所在的时区和所述经度信息实时获取所述太阳能发电装置所在位置的任意时刻的时间信息,根据所述时间信息和所述纬度信息,实时计算所述太阳能发电装置所在位置的太阳高度角;根据预设的时间段内每一时刻所述太阳能发电装置所在位置的太阳高度角和时角,控制所述太阳能发电装置上的传动结构,以使得所述太阳能发电装置上的太阳能电池板能随太阳光转动。2.如权利要求1所述的太阳光追踪方法,其特征在于,通过以下公式实时计算所述太阳能发电装置所在位置的太阳高度角:sinz=siny*sinb+cosy*cosb*cosw其中,z为所述太阳能发电装置所在位置的太阳高度角,b为所述太阳能发电装置所在的纬度,w为任意时刻T所述太阳能发电装置所在位置的时角,y为任意时刻T对应的太阳直射纬度,且w=(T-12)×15°,T为所述太阳能发电装置所在位置的任意时刻;所述太阳直射纬度通过以下公式获得:其中,y为所述太阳直射纬度,t为当前时刻T所在的公历天数。3.如权利要求2所述的太阳光追踪方法,其特征在于,所述根据预设的时间段内所述太阳能发电装置所在位置的太阳高度角和时角,控制所述太阳能发电装置上的传动结构,以使得所述太阳能发电装置上的太阳能电池板能随太阳光转动具体为:根据时间前后将所述预设的时间段划分若干控制时段,根据预设的时间段内每一时刻所述太阳能发电装置所在位置的太阳高度角和时角,计算在每一所述控制时段内所述太能发电装置上的太阳能电池板的最优姿态;当判断任意时刻由上一控制时段进入下一控制时段内时,根据所述下一控制时段内所述太能发电装置的最优姿态,控制所述太阳能发电装置上的传动结构以使得所述太阳能发电装置上的太阳能电池板以所述最优姿态固定。4.如权利要求3所述的太阳光追踪方法,其特征在于,所述方法还包括步骤:通过光照强度探测器检测光照强度,当检测到所述光照强度小于预设的阈值时,控制所述太阳能发电装置上的传动结构进入休眠状态;若所述太阳能发电装置上的传动结构处于休眠状态,且任意时刻检测到所述光照强度大于预设的阈值时,计算当前时刻所处的所述控制时段,根据所述控制时段内所述太能发电装置的最优姿态,控制所述太阳能发电装置上的传动结构重新启动,以使得所述太阳能发电装置上的太阳能电池板进入当前时刻的最优姿态。5.如权利要求4所述的太阳光追踪方法,其特征在于,所述方法还包括步骤:若任意时刻的时间信息超过所述预设的时间段的下限阈值,则控制所述太阳能发电装置上的传动结构开始进入工作状态,以使所述太阳能发电装置上的太阳能电池板从预设的原始姿态开始转动至相应控制时段内的最优姿态;其中,所述预设的时间段根据所述太阳能发电装置所在经度获得;若任意时刻的时间信息超过所述预设的时间段的上...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘圣旺
申请(专利权)人:刘圣旺
类型:发明
国别省市:广东,44

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