一种光伏发电跟踪机构及光伏发电控制系统技术方案

本发明专利技术提供一种光伏发电跟踪机构及光伏发电控制系统，太阳能光伏板在内框内部沿着Y向翻转；太阳能光伏板在外框内沿着X向翻转；X向定位线和Y向定位线呈十字交叉，交叉点位于太阳能光伏板的重心点。太阳能光伏板在安装过程中预设好重心位置，在沿着X向和Y向摆动时，重心可以控制在一定的范围内，驱动太阳能光伏板摆动时，不需要驱动太阳能光伏板整体摆动，仅仅可以基于X向或Y向的摆动来进行控制，并输出功率，而且太阳能光伏板的重心移动控制在一定的范围内，驱动电机的输出功率较小，接收系统的能耗，提高太阳能发电效率，从而节省发电成本。还可监控ARM控制芯片的工作状态，进一步保障太阳能发电效率，提升太阳能发电效率。

A Photovoltaic Power Generation Tracking Mechanism and Photovoltaic Power Generation Control System

The invention provides a photovoltaic power generation tracking mechanism and a photovoltaic power generation control system. The solar photovoltaic board flips along the Y direction inside the inner frame; the solar photovoltaic board flips along the X direction inside the outer frame; the X direction positioning line and the Y direction positioning line cross, and the intersection point is located at the center of gravity of the solar photovoltaic board. During the installation of solar photovoltaic panels, the position of the center of gravity is preset. When the center of gravity swings along the X and Y directions, the center of gravity can be controlled in a certain range. When driving the solar photovoltaic panels to swing, the whole swing of the solar photovoltaic panels need not be driven. It can only be controlled based on the swing of the X or Y directions, and output power. Moreover, the movement of the center of gravity of the solar photovoltaic panels can be controlled in a Within the scope, the output power of the driving motor is small, the energy consumption of the receiving system is low, and the efficiency of solar power generation is improved, thus the cost of power generation is saved. It can also monitor the working status of the ARM control chip, further guarantee the efficiency of solar power generation and improve the efficiency of solar power generation.

【技术实现步骤摘要】
一种光伏发电跟踪机构及光伏发电控制系统
本专利技术涉及太阳能发电领域，尤其涉及一种光伏发电跟踪机构及光伏发电控制系统。
技术介绍
太阳能光发电是指无需通过热过程直接将光能转变为电能的发电方式。它包括光伏发电、光化学发电、光感应发电和光生物发电。光伏发电是利用太阳能级半导体电子器件有效地吸收太阳光辐射能，并使之转变成电能的直接发电方式。光伏发电系统主要由太阳能电池、蓄电池、控制器和逆变器组成。目前太阳能光发电多采用固定安装的太阳能光伏板接收光能转化为电能进行存储，但由于各地纬度不同，使得不同区域，不同位置的太阳直射角不同，而且每天太阳能光发电装置获取的太阳直射角不同，随着时间变化，这样导致太阳能发电效率通常在15％X向，太阳能发电转换效率较低。目前如申请号为CN2018102302786一种光伏系统，该专利技术通过利用GPS定位器收集安装位置的地理纬度信息，利用PLC控制器内编译的程序进行太阳直射角计算，利用蓝牙传输模块获取移动终端上的时间与季节信息，使太阳能电池板的放置角度可随时间和太阳光照角度的变化而变化，以便最大程度的接收太阳能进行转换发电，提高了太阳能光伏系统的利用率。该方案中利用多种感应装置获取太阳光照角度，位置信息，时间及季节信息多重考虑，如果某一数据不准，获取某一感应装置出现故障等等容易造成太阳光照角度获取不准影响太阳能发电效率。而且基于根据太阳光照角度来调整太阳能光发电机构的整体运行，需要具有一定的稳定性，而且还需要能够实现移动精准，保证太阳能光伏板与的角度，来提高太阳能发电效率，如何实现提高太阳能发电效率，以及太阳能光发电机构的整体长期运行稳定是当前丞待解决的技术问题。而且，保持实现提高太阳能发电效率，以及太阳能发电机构的整体长期运行稳定，还必须要使太阳能光伏板旋转过程，减少外部支撑的承重力，提高外部支撑的使用寿命，并能使既能减轻外部构件重量，还能保障太阳能发电机构稳定运行，这也是当前丞待解决的技术问题。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中的不足，本专利技术提供一种光伏发电跟踪机构，包括：外框，X向拉杆以及机构本体；外框套设在机构本体外部；机构本体包括：太阳能光伏板、内框以及Y向拉杆；内框套设在太阳能光伏板外部，Y向拉杆将太阳能光伏板和内框连接到一起，Y向拉杆与太阳能光伏板连接，并与内框转动连接，实现太阳能光伏板在内框内部沿着Y向翻转；内框的两端分别设置有定位杆，内框的两端通过定位杆与外框转动连接；X向拉杆与其中一根定位杆连接，实现通过移动X向拉杆使内框带动太阳能光伏板在外框内沿着X向翻转；定位杆在太阳能光伏板上的形成X向定位线和Y向拉杆在太阳能光伏板上的Y向定位线，X向定位线和Y向定位线呈十字交叉，交叉点位于太阳能光伏板的重心点。优选地，支架支撑外框；外框内部设有多个机构本体，机构本体并排设置在外框内部；X向拉杆分别与每个机构本体其中的一根定位杆连接，实现通过移动X向拉杆使每个机构本体的内框带动太阳能光伏板在外框内翻转。优选地，所述Y向拉杆包括U型杆、纵杆、横杆，纵杆一端连接U型杆，另一端连接横杆，U型杆两端分别穿过内框边缘与太阳能光伏板连接；所述X向拉杆包括相互连接的L型杆、T型杆；内框上端通过定位杆与外框连接，内框下端通过L型杆与外框连接；所述U型杆上的U型杆片、纵杆上的纵杆片作为被转构件，通过转轴连接；所述纵杆上的T型块与横杆上的U型块轴连接；所述T型杆上设有框型槽，L型杆插入框型槽内实现与T型杆配合连接。一种具有光伏发电跟踪机构的光伏发电控制系统，包括：光照角度采集装置，陀螺仪传感器，光伏发电跟踪机构，X向拉杆驱动电机，X向拉杆驱动电机驱动模块，Y向拉杆驱动电机以及Y向拉杆驱动电机驱动模块；陀螺仪传感器与光照角度采集装置的ARM控制芯片连接，ARM控制芯片通过陀螺仪传感器获取太阳能光伏板的当前角度；光照角度采集装置的ARM控制芯片通过X向拉杆驱动电机驱动模块连接X向拉杆驱动电机；ARM控制芯片通过Y向拉杆驱动电机驱动模块连接Y向拉杆驱动电机；光照角度采集装置用于根据光敏电阻组件获取的当前太阳光照角度以及太阳能光伏板的当前角度，当当前太阳光照角度与太阳能光伏板当前角度之差大于阈值时，ARM控制芯片通过控制X向拉杆驱动电机和Y向拉杆驱动电机运行，调节太阳能光伏板的当前角度，使太阳能光伏板的当前角度与当前太阳光照角度之差在阈值范围内。优选地，ARM控制芯片还用于通过控制X向拉杆驱动电机控制X向拉杆运行，使内框带动太阳能光伏板在外框内沿着X向翻转；通过控制Y向拉杆驱动电机控制Y向拉杆运行，实现太阳能光伏板在内框内部沿着Y向翻转；内框带动太阳能光伏板在外框内沿着X向翻转过程中，太阳能光伏板的重心点沿着竖直方向的移动位移范围为：以太阳能光伏板在初始水平状态为基准，向上移动10cm及向下移动10cm范围内；太阳能光伏板在内框内部沿着Y向翻转过程中，太阳能光伏板的重心点沿着竖直方向的移动位移范围为：以太阳能光伏板在初始水平状态为基准，向上移动10cm及向下移动10cm范围内。优选地，光照角度采集装置包括：壳体，壳体上设有太阳光入射孔；壳体内部设有太阳光照角度获取板；太阳光照角度获取板上设有ARM控制芯片和光敏电阻组件；光敏电阻组件与ARM控制芯片连接；太阳光通过太阳光入射孔照射在光敏电阻组件上，光敏电阻组件的光敏电阻获取不同角度的太阳光照射，被照射的光敏电阻阻值低于预设阻值；ARM控制芯片通过分别与光敏电阻组件的每个光敏电阻获取阻值的变化，ARM控制芯片获取当前光敏电阻组件中阻值最小的光敏电阻，将所述光敏电阻设置为当前中心点，获取光照角度。优选地，光敏电阻组件包括：多个CMOS芯片以及多个光敏电阻；每个CMOS芯片连接有预设数量的光敏电阻；预设数量的光敏电阻通过CMOS芯片连接ARM控制芯片；多个光敏电阻呈圆形，或椭圆形，或矩形，或多边形排列在太阳光照角度获取板上；太阳光照角度获取板还设有通信模块；ARM控制芯片与通信模块连接，ARM控制芯片通过通信模块连接监控服务器；通信模块采用MAX3485CPA芯片及其外围电路；ARM控制芯片采用STM32F103C8T6；CMOS芯片采用74HC4051；CMOS芯片的一、二、四、五，十二，十三，十四，十五脚分别连接光敏电阻的第一端，分别与CMOS芯片的一、二、四、五，十二，十三，十四，十五脚连接的光敏电阻第二端接地；CMOS芯片的七，八脚接地；CMOS芯片的十六脚接电源。优选地，ARM控制芯片通过数模转换器分别与X向拉杆驱动电机驱动模块和Y向拉杆驱动电机驱动模块连接；X向拉杆驱动电机驱动模块和Y向拉杆驱动电机驱动模块采用TA8435分别控制X向拉杆驱动电机和Y向拉杆驱动电机；ARM控制芯片发送数字量电压控制信号,经数模转换器转换为模拟量的电压信号，再送到X向拉杆驱动电机驱动模块或Y向拉杆驱动电机驱动模块,经X向拉杆驱动电机驱动模块送到X向拉杆驱动电机的绕组,并在X向拉杆驱动电机绕组上加上电压负反馈以保证电压放大的稳定性；经Y向拉杆驱动电机驱动模块送到Y向拉杆驱动电机的绕组,并在Y向拉杆驱动电机绕组上加上电压负反馈以保证电压放大的稳定性；Y向拉杆驱动电机的绕组和X向拉杆驱动电机的绕组分别取得正、余弦变化电流和零电平,通过电流合成矢量的驱动方式,驱动Y本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光伏发电跟踪机构，其特征在于，包括：机构本体；机构本体包括：太阳能光伏板（3）、内框（4）以及Y向拉杆（6）；内框（4）套设在太阳能光伏板（3）外部，Y向拉杆（6）将太阳能光伏板（3）和内框（4）连接到一起，Y向拉杆（6）与太阳能光伏板（3）连接，并与内框（4）转动连接，实现太阳能光伏板（3）在内框（4）内部沿着Y向翻转；Y向拉杆（6）在太阳能光伏板（3）上的Y向定位线，太阳能光伏板（3）的重心设置在Y向定位线上。

【技术特征摘要】
1.一种光伏发电跟踪机构，其特征在于，包括：机构本体；机构本体包括：太阳能光伏板（3）、内框（4）以及Y向拉杆（6）；内框（4）套设在太阳能光伏板（3）外部，Y向拉杆（6）将太阳能光伏板（3）和内框（4）连接到一起，Y向拉杆（6）与太阳能光伏板（3）连接，并与内框（4）转动连接，实现太阳能光伏板（3）在内框（4）内部沿着Y向翻转；Y向拉杆（6）在太阳能光伏板（3）上的Y向定位线，太阳能光伏板（3）的重心设置在Y向定位线上。2.根据权利要求1所述的光伏发电跟踪机构，其特征在于，还包括：外框(2)以及X向拉杆（5）；外框(2)套设在机构本体外部；内框（4）的两端分别设置有定位杆（7），内框（4）的两端通过定位杆（7）与外框(2)转动连接；X向拉杆（5）与其中一根定位杆（7）连接，实现通过移动X向拉杆（5）使内框（4）带动太阳能光伏板（3）在外框(2)内沿着X向翻转；定位杆（7）在太阳能光伏板（3）上的形成X向定位线，X向定位线和Y向定位线呈十字交叉，太阳能光伏板（3）的重心设置在十字交叉点上；设置太阳能光伏板（3）在水平状态为初始高度；太阳能光伏板（3）在内框（4）内部沿着Y向翻转时，Y向定位线的高度保持在初始高度上下的10cm范围内，使得太阳能光伏板（3）的重心在沿着Y向翻转时高度保持在初始高度上下的10cm范围内；移动X向拉杆（5）使内框（4）带动太阳能光伏板（3）在外框(2)内沿着X向翻转时，X向定位线的高度保持在初始高度上下的10cm范围内，使得太阳能光伏板（3）的重心在沿着X向翻转时高度保持在初始高度上下的10cm范围内。3.根据权利要求2所述的光伏发电跟踪机构，其特征在于，支架(1)支撑外框(2)；外框(2)内部设有多个机构本体，机构本体并排设置在外框(2)内部；X向拉杆（5）分别与每个机构本体其中的一根定位杆（7）连接，实现通过移动X向拉杆（5）使每个机构本体的内框（4）带动太阳能光伏板（3）在外框(2)内翻转。4.根据权利要求2所述的光伏发电跟踪机构，其特征在于，所述Y向拉杆（6）包括U型杆（61）、纵杆（62）、横杆（63），纵杆（62）一端连接U型杆（61），另一端连接横杆（63），U型杆（61）两端分别穿过内框（4）边缘与太阳能光伏板（3）连接；所述X向拉杆（5）包括相互连接的L型杆（51）、T型杆（52）；内框（4）上端通过定位杆（7）与外框(2)连接，内框（4）下端通过L型杆（51）与外框(2)连接；所述U型杆（61）上的U型杆片（61A）、纵杆（62）上的纵杆片（62A）作为被转构件，通过转轴连接；所述纵杆（62）上的T型块（62B）与横杆（63）上的U型块（63A）轴连接；所述T型杆（52）上设有框型槽（52A），L型杆（51）插入框型槽（52A）内实现与T型杆（52）配合连接。5.一种具有光伏发电跟踪机构的光伏发电控制系统，其特征在于，包括：光照角度采集装置，陀螺仪传感器，如权利要求1至4任一所述的光伏发电跟踪机构，X向拉杆驱动电机，X向拉杆驱动电机驱动模块，Y向拉杆驱动电机以及Y向拉杆驱动电机驱动模块；陀螺仪传感器与光照角度采集装置的ARM控制芯片连接，ARM控制芯片通过陀螺仪传感器获取太阳能光伏板（3）的当前角度；光照角度采集装置的ARM控制芯片通过X向拉杆驱动电机驱动模块连接X向拉杆驱动电机；ARM控制芯片通过Y向拉杆驱动电机驱动模块连接Y向拉杆驱动电机；光照角度采集装置用于根据光敏电阻组件获取的当前太阳光照角度以及太阳能光伏板（3）的当前角度，当当前太阳光照角度与太阳能光伏板（3）当前角度之差大于阈值时，ARM控制芯片通过控制X向拉杆驱动电机和Y向拉杆驱动电机运行，调节太阳能光伏板（3）的当前角度，使太阳能光伏板（3）的当前角度与当前太阳光照角度之差在阈值范围内。6.根据权利要求5所述的光伏发电控制系统，其特征在于，ARM控制芯片还用于通过控制X向拉杆驱动电机控制X向拉杆（5）运行，使内框（4）带动太阳能光伏板（3）在外框(2)内沿着X向翻转；通过控制Y向拉杆驱动电机控制Y向拉杆（6）运行，实现太阳能光伏板（3）在内框（4）内部沿着Y向翻转；内框（4）带动太阳能光伏板（3）在外框(2)内沿着X向翻转过程中，太阳能光伏板（3）的重心点沿着竖直方向的移动位移范围为：以太阳能光伏板（3）在初始水平状态为基准，向上移动10cm及向下移动10cm范围内；太阳能光伏板（3）在内框（4）内部沿着Y向翻转过程中，太阳能光伏板（3）的重心点沿着竖直方向的移动位移范围为：以太阳能光伏板（3）在初始水平状态为基准，向上移动10cm及向下移动10cm范围内；太阳光照角度获取板上设有两个ARM控制芯片，两个ARM控制芯片互为...

【专利技术属性】
技术研发人员：李杰，于友，朱棣，刘世伟，石坚，
申请(专利权)人：山东辰宇稀有材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37