一种基于双轴光伏跟踪系统的过点控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于双轴光伏跟踪系统的过点控制方法，其通过比较太阳轨迹与双轴光伏跟踪器轨迹的位置差来决定是否进行过点跟踪，当跟踪器自身高度角（S0H）或方位角（S0W）小于太阳轨迹对应的高度角（S1H）或方位角（S1W）即S0H-S0H>Μ1或SW-GW>Μ2时（Μ为过点跟踪的跟踪阀值）表明跟踪器的位置滞后太阳轨迹S1，此时本算法将控制跟踪器朝着太阳运行的轨迹追踪2Μ的行程，使得跟踪器处于领先太阳实际位置Μ的位置。由于太阳在朝着既定轨迹运动，所以跟踪器和太阳位置之差会先从Μ减小到0，再从0变Μ，当太阳位置又领先跟踪器位置Μ时再重复上面的步骤。采用该种过点控制方法的双轴光伏跟踪发电机的年平均发电量能够提升0.05%。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，其通过比较太阳轨迹与双轴光伏跟踪器轨迹的位置差来决定是否进行过点跟踪，当跟踪器自身高度角（S0H）或方位角（S0W）小于太阳轨迹对应的高度角（S1H）或方位角（S1W）即S0H-S0H>Μ1或SW-GW>Μ2时（Μ为过点跟踪的跟踪阀值）表明跟踪器的位置滞后太阳轨迹S1，此时本算法将控制跟踪器朝着太阳运行的轨迹追踪2Μ的行程，使得跟踪器处于领先太阳实际位置Μ的位置。由于太阳在朝着既定轨迹运动，所以跟踪器和太阳位置之差会先从Μ减小到0，再从0变Μ，当太阳位置又领先跟踪器位置Μ时再重复上面的步骤。采用该种过点控制方法的双轴光伏跟踪发电机的年平均发电量能够提升0.05%。【专利说明】
本专利技术属于太阳能利用
，特别涉及。
技术介绍
太阳能作为一种清洁、无资源地域限制的能源，势必将成为未来支撑国家建设的重要能源之一。其中太阳能光伏利用即太阳光通过光伏器件直接转换成电能的技术经过几十年发展已经比较成熟，但实际操作中，光伏器件的光电转换效率一直偏低，并且其生产成本土地成本等多方面因素制约其更加快速的发展。 目前国内的双轴光伏跟踪系统近几年发展较快，双轴光伏跟踪系统的研发目的是使太阳光线在日照时间始终垂直射向太阳能电池板，使其发电量达到最大。但目前国内的双轴光伏产品的跟踪模式比较被动，其跟踪方式为当太阳的位置S1超前跟踪器的位置Stl时，S1-S0 >M，跟踪器则驱动M的行程追赶太阳，然而在跟踪器驱动追赶的过程中，太阳的位置又发生了变化，只有当其变化幅度达到一定的范围，其跟踪器才开始跟踪，当双轴光伏系统跟踪器进行微调的时间段内太阳高度角以及方位角也在变化，因此，目前这种跟踪模式在理论上不可能实现零误差的跟踪，从而不能使太阳能电池板与太阳光线垂直，由此势必造成一定发电量的损失。
技术实现思路
本专利技术的目的在于:针对上述存在的问题，提供一种在双轴光伏发电系统优化太阳跟踪中，使用一种超前跟踪太阳方法使太阳能电池板能够接收更多太阳光能的过点控制方法。 本专利技术的技术方案是这样实现的:，其特征在于:包括以下步骤:a)、计算出太阳轨迹S1(H1, W1)并通过跟踪器上的传感器读取自身位置Stl Ch0, W0), Μ时得出高度角之差的绝对值M1以及方位角之差的绝对值M2 ；b)JfMliM2分别与设定的判断值X进行比较，大于等于X的参数所代表的方向为跟踪器将要调整的方向，程序通过命令跟踪器，调整参数大于等于X所代表的方向至比太阳高度角或方位角大M?2M范围内的角度，完成指令后程序返回至第一步进行循环，当MkM2均小于X时，程序绕过跟踪装置回到第一步并循环；在所述步骤a)中，其具体的计算方法是:太阳天顶角Θ (弧度)及高度角α计算: 太阳天顶角θ: Θ = cos-1 (sin δ sin Φ +cos δ cos Φ cosT)式中:δ为太阳赤讳度，Φ为计算地点的纬度，T为太阳时角度，在计算过程中，角度单位要统一； 太阳高度角 α (弧度):ct = SirT1 (sin δ sin Φ+cos δ cos Φ cosT)； 太阳方位角 A:A = cos-1 (sin a sin Φ -sin δ ) /cos Φ cos a )。 本专利技术所述的基于双轴光伏跟踪系统的过点控制方法，其在所述步骤a)计算方法的模型中，方位角处理为O?360°，即正北为0°，正南为180°，在计算时应与ARCVIEW的坡度方向对应，另外，当太阳落山后，已经没有短波辐射，也没有所谓的太阳方位角，因而采用日出、日落时间或用太阳高度角控制计算。 本专利技术通过比较太阳轨迹与双轴光伏跟踪器轨迹的位置差来决定是否进行过点跟踪，在传统跟踪方式上进一步提高发电量。传统的双轴跟踪方式为当太阳的位置S1超前跟踪器的位置Stl时，S1-Stl >M，跟踪器则驱动M的行程追赶太阳。然而在跟踪器驱动追赶的过程中太阳的位置又发生了变化，所以这种方式理论上不可能实现零误差的跟踪。而本过点跟踪算法则可以弥补传统跟踪方式的不足，具体如下:当跟踪器自身高度角(StlH)或方位角(StlW)小于太阳轨迹对应的高度角(S1H)或方位角(S1W)即StlH- StlHSM1或SW_GW>M2时(Μ为过点跟踪的跟踪阀值)表明跟踪器的位置滞后太阳轨迹S1，此时本算法将控制跟踪器朝着太阳运行的轨迹追踪2Μ的行程，使得跟踪器处于领先太阳实际位置M的位置。由于太阳在朝着既定轨迹运动，所以跟踪器和太阳位置之差会先从M减小到O (这一过程为太阳追赶跟踪器)，再从O变M (这一过程太阳已经超过跟踪器但是差值仍然小于M )。当太阳位置又领先跟踪器位置M时又重复上面的步骤。按照此控制方法，跟踪器和太阳的位置才会有完全重合的时间点，使太阳能电池板能够最大效率利用太阳光能，采用该种过点控制方法的双轴光伏跟踪发电机的年平均发电量能够提升0.05%。 【专利附图】【附图说明】 图1是本专利技术的控制流程示意图。 图2是经纬度103.9627,30.504的太阳高度角和方位角曲线图。 【具体实施方式】 下面结合附图，对本专利技术作详细的说明。 为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。 在本实施例中，为精确控制跟踪器转动角度同时验证未采用过点跟踪方法的双轴光伏跟踪器的跟踪偏角的误差存在，下面将对一种双轴光伏跟踪器的单次跟踪的高度角调整时间进行计算。使用一种575减速电机，一种每分钟1800转的电机，蜗轮副为60的涡轮，减速电机与蜗杆相连，蜗杆连接涡轮，涡轮控制双轴光伏跟踪系统的方位角，双轴光伏发电机方位角变化0.6度，带动其旋转的涡轮旋转0.6度，0.6度对应涡轮上0.1个齿，涡轮旋转 0.1个齿对应蜗杆旋转0.1圈，对应电机旋转用掉1.8秒。 该种基于双轴光伏跟踪系统的过点控制方法的应用流程如图1所示，包括以下步骤:a)、计算出太阳轨迹S1(H1, W1)并通过跟踪器上的传感器读取自身位置Stl (tv W(l)，同时得出高度角之差的绝对值M1以及方位角之差的绝对值M2 ； b)4fMKM2分别与设定的判断值X进行比较，在本实施例中，判断值X取0.3，大于等于 0.3的参数所代表的方向为跟踪器将要调整的方向，程序通过命令跟踪器，调整参数大于等于0.3所代表的方向至比太阳高度角或方位角大2M度，完成指令后程序返回至第一步进行循环，当MkM2均小于0.3时，程序绕过跟踪装置回到第一步并循环；其中，判断值X可以根据使用者的需要以及太阳高度角变化的快慢进行合理的设定，判断值X取值越小，跟踪器的跟踪精度越高，太阳的利用率越大，但是跟踪器的磨损也越大，而跟踪器相对于判断值X进行调整的数值以2M为最佳。 如图2所示，太阳高度角所代表的曲线(H_ANGLE)大于零度为双轴光伏跟踪器开始工作的条件之一。 在所述步骤a)中，其具体的计算方法是:太阳天顶角Θ (弧度)及高度角α计算: 太阳天顶角θ: Θ = cos-1 (sin δ sin Φ +cos δ cos Φ cosT)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于双轴光伏跟踪系统的过点控制方法，其特征在于：包括以下步骤：a）、计算出太阳轨迹S1（H1，W1）并通过跟踪器上的传感器读取自身位置S0（h0，w0），同时得出高度角之差的绝对值M1以及方位角之差的绝对值M2；b）、将M1、M2分别与设定的判断值x进行比较，大于等于x的参数所代表的方向为跟踪器将要调整的方向，程序通过命令跟踪器，调整参数大于等于x所代表的方向至比太阳高度角或方位角大M～2M范围内的角度，完成指令后程序返回至第一步进行循环，当M1、M2均小于x时，程序绕过跟踪装置回到第一步并循环；在所述步骤a）中，其具体的计算方法是：太阳天顶角θ（弧度）及高度角α计算：太阳天顶角θ：θ＝cos‑1(sinδsinφ+cosδcosφcosT) 式中：δ为太阳赤纬度，φ为计算地点的纬度，T为太阳时角度，在计算过程中，角度单位要统一；太阳高度角α（弧度）：α＝sin‑1(sinδsinφ+cosδcosφcosT)；太阳方位角A：A＝cos‑1(sinαsinφ‑sinδ)/cosφcosα)。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄忠，
申请(专利权)人：四川钟顺太阳能开发有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51