一种光伏跟踪系统的整体式自动控制器技术方案

本实用新型专利技术公开了一种光伏跟踪系统的整体式自动控制器，包括壳体，壳体内设置有MCU控制器，MCU控制器分别连接有加速度式倾角传感器、通讯接口、实时时钟、电源转换模块、电机驱动模块，其中加速度式倾角传感器、通讯接口、实时时钟、电机驱动模块均与电源转换模块连接。本实用新型专利技术一种光伏跟踪系统的整体式自动控制器，通过将加速度式倾角传感器、MCU控制器和电机驱动模块集成一体化，并将其整体式的安装在跟踪支架的运动部分，同时实现检测、控制与执行，避免了各个部件之间的复杂连接，降低了整套设备的成本，可以方便的进行部件的维护和更换。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于光伏发电自动跟踪控制
，具体涉及一种光伏跟踪系统的整体式自动控制器。
技术介绍
目前太阳能光伏发电装置的电池板支架主要分为“固定式”和“跟踪式”两种。其中由于“跟踪式”光伏支架可以自动调整电池板受光面，使其尽可能与光照方向垂直，故电池板的发电效率较高。跟踪式光伏支架主要由“可旋转的机械支架”和“检测与控制装置”两大部分构成，在控制方式上主要分为“光学检测法”和“天文计算法”。光学检测法采用光电传感器检测太阳的方位并实现跟踪控制，虽然简单廉价但可靠性低。天文计算法通过跟踪器所处位置的经度、纬度和时间计算获得太阳的入射角度，同时采用角度传感器测量跟踪支架的实际姿态角，然后通过控制器计算跟踪角度偏差，再根据偏差驱动执行器控制跟踪支架的实测姿态角与太阳光入射角一致，实现对太阳的跟踪控制。由于天文计算法跟踪控制不受天气条件和光学探头污损的影响，可靠性和适用性更高。一个完整的天文计算法光伏跟踪系统主要包括用于角度检测的传感器、用于偏差计算的MCU控制器、驱动执行机构动作的电机驱动器三大主要部件，以及供电电源和通讯接口等辅助部件。目前光伏跟踪支架的角度检测传感器、控制器和驱动器主要采用分离结构。角度传感器安装在支架上通过电缆将测量结果传输到控制器，控制器完成偏差计算后再将信号传输到驱动器，由驱动器驱动电机实现支架的姿态调整，这种结构导致部件之间的连接复杂且成本高。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种光伏跟踪系统的整体式自动控制器，解决了现有光伏跟踪系统中检测部件与控制器部件分离导致信号连接复杂、制造成本高且检修维护不方便的问题。本技术所采用的技术方案是，一种光伏跟踪系统的整体式自动控制器，包括壳体，壳体内设置有MCU控制器，MCU控制器分别连接有加速度式倾角传感器、通讯接口、实时时钟、电源转换模块、电机驱动模块，其中加速度式倾角传感器、通讯接口、实时时钟、电机驱动模块均与电源转换模块连接。本技术的特点还在于：加速度式倾角传感器采用基于多轴重力加速度测量的倾角检测装置。壳体安装在光伏跟踪支架上，壳体随支架的运动而改变姿态，同时实现支架倾斜角度的检测与控制。本技术的有益效果是：本技术一种光伏跟踪系统的整体式自动控制器，通过将加速度式倾角传感器、MCU控制器和电机驱动模块集成一体化，并将其整体式的安装在跟踪支架的运动部分，同时实现检测、控制与执行，避免了各个部件之间的复杂连接，降低了整套设备的成本，可以方便的进行部件的维护和更换。附图说明图1是本技术光伏跟踪系统的整体式自动控制器的结构示意图；图2是本技术的整体式自动控制器在极轴式跟踪装置上的安装示意图一；图3是本技术的整体式自动控制器在极轴式跟踪装置上的安装示意图二；图4是平单轴联动跟踪支架的结构示意图；图5是本技术的整体式自动控制器在平单轴联动跟踪支架上的安装示意图；图6是本技术的整体式自动控制器在鳞片式双轴跟踪装置上的安装示意图。图中，1.壳体，101.MCU控制器，102.加速度式倾角传感器，103.通讯接口，104.实时时钟，105.电源转换模块，106.电机驱动模块，2.极轴式光伏跟踪装置，3.旋转角驱动机构，4.俯仰角驱动机构，5.平单轴联动式光伏跟踪装置，6.盘式中心驱动机构，7.水平驱动电机，8.水平旋转驱动臂，9.水平联动杆，10.光伏电池板，11.水平联动摆臂，12.水平旋转轴，13.鳞片式双轴光伏跟踪装置，14.俯仰联动杆。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术进行详细说明。本技术一种光伏跟踪系统的整体式自动控制器，如图1所示，包括壳体1，壳体1内设置有具有计算和控制功能的MCU控制器101，MCU控制器101分别连接有加速度式倾角传感器102、通讯接口103、实时时钟104、电源转换模块105、电机驱动模块106，其中加速度式倾角传感器102、通讯接口103、实时时钟104、电机驱动模块106均与电源转换模块105连接。其中，加速度式倾角传感器采用基于多轴重力加速度测量的倾角检测装置。其中，实时时钟104既可以采用独立的计时芯片也可以在控制器内部计算产生。上述所有模块均集成在壳体1内部，壳体1安装在光伏跟踪支架上随支架的运动而改变姿态，实现支架倾斜角度的检测。MCU控制器101读取加速度式倾角传感器102的加速度测量值并计算获得支架的实际倾侧姿态角。该加速度式倾角传感器102采用多轴结构，可以同时测量跟踪支架的俯仰角和旋转角。MCU控制器101读取实时时钟104内部的时间，并结合固定的经纬度设定值，计算获得太阳相对支架的位置坐标，以及太阳光线的入射角度。然后MCU控制器101根据太阳光线的入射角度和光伏跟踪支架的实际测量角度角计算控制偏差，控制电机驱动模块106带动电动机调整跟踪支架的倾侧姿态，使太阳光线尽可能垂直照射光伏跟踪支架上的电池板。MCU控制器101还可以通过通讯接口103从外部网络获取标准时间，用于校正系统内部的实时时钟。电源转换模块105用于将外部输入的供电电源转换为控制器内部各个芯片和部件工作所需的供电电源。通讯接口103除了校正时钟外还可以与外部监控系统交换监控和设定数据。上述所有电气部件均设计在一个整体式的电路装置上并集成在一个整体的壳体1内部。本技术采用多轴重力加速度式角度传感器测量跟踪支架的姿态角，适用于采用重力加速度传感器可以完全测量支架姿态的平单轴光伏跟踪系统(含联动式平单轴)、斜单轴光伏跟踪系统(含联动式斜单轴)以及极轴式光伏跟踪系统、鳞片式双轴光伏跟踪系统等。不适用于立柱式双轴，立柱式单轴等需要测量水平旋转角的光伏跟踪支架系统。实施例1如图2、图3所示一个极轴式光伏跟踪装置2上安装有多个光伏电池板10，跟踪装置具有一个旋转角驱动机构3，用于驱动支架跟踪太阳的方位角变化。同时跟踪装置具有一个俯仰角驱动机构4，用于驱动支架跟踪太阳一年四季高度角的变化。当取消俯仰角驱动机构将俯仰角恒定在一个固定角度时，极轴式光伏跟踪装置退化为斜单轴光伏跟踪装置。整体式跟踪控制器的壳体1固定安装在极轴式光伏跟踪装置2上并随跟踪支架一起运动。跟踪控制器的壳体1采用内置的重力加速度式倾角传感器102测量极轴式光伏跟踪装置或斜单轴光伏跟踪装置上电池板的法线方向，经过与太阳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光伏跟踪系统的整体式自动控制器，其特征在于，包括壳体(1)，壳体(1)内设置有MCU控制器(101)，MCU控制器(101)分别连接有加速度式倾角传感器(102)、通讯接口(103)、实时时钟(104)、电源转换模块(105)、电机驱动模块(106)，其中加速度式倾角传感器(102)、通讯接口(103)、实时时钟(104)、电机驱动模块(106)均与电源转换模块(105)连接。

【技术特征摘要】
1.一种光伏跟踪系统的整体式自动控制器，其特征在于，包括壳体(1)，
壳体(1)内设置有MCU控制器(101)，MCU控制器(101)分别连接有
加速度式倾角传感器(102)、通讯接口(103)、实时时钟(104)、电源转换
模块(105)、电机驱动模块(106)，其中加速度式倾角传感器(102)、通讯
接口(103)、实时时钟(104)、电机驱动模块(106)均与电源转换模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵跃，
申请(专利权)人：赵跃，
类型：新型
国别省市：陕西;61