一种跟踪式光伏坡屋面系统和控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种跟踪式光伏坡屋面系统和控制方法，包括获取当前位置和当前时间的光线入射角；由光线入射角和辐照强度的对应关系，确定光伏组件的最优角；结合坡屋面的坡度得出驱动装置的目标驱动角；驱动装置按照目标驱动角运行以使光伏组件处于最优角。由于该方法能够使得光组件实时处于最优角，针对坡屋面不管是阴面和阳面均可以布置光伏组件，从而提高了坡屋面的光能利用率。高了坡屋面的光能利用率。高了坡屋面的光能利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种跟踪式光伏坡屋面系统和控制方法


[0001]本专利技术涉及光伏建筑一体化
，特别涉及一种跟踪式光伏坡屋面系统和控制方法。

技术介绍

[0002]随着光伏发电技术的日益成熟以及成本的逐步降低，光伏电站逐渐走进千家万户，但对于坐东朝西或坐西朝东的坡屋面(典型的代表为瓦屋面如下图1)，由于其坡度较大，总有一侧背阴，无法安装光伏组件，因此屋面可利用面积较小，用户安装积极性不高。
[0003]对于坡屋面传统的施工方法是通过在屋面植筋来实现的，这种做法不仅会破坏屋面的防水而且无法抵抗多年一遇的极限工况(如飓风)，近年来每年都发生多起大风吹落光伏组件造成资产损失或人员伤害的事件。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种跟踪式光伏坡屋面系统和控制方法，以提高坡屋面的光能利用率。
[0005]为实现上述目的：
[0006]第一方面，本申请提供一种跟踪式光伏坡屋面系统控制方法，包括以下步骤：
[0007]获取当前位置和当前时间的光线入射角；
[0008]由光线入射角和辐照强度的对应关系，确定光伏组件的最优角；结合坡屋面的坡度得出驱动装置的目标驱动角；
[0009]驱动装置按照目标驱动角运行以使光伏组件处于最优角。
[0010]本申请一些实施例中，还包括以下步骤：
[0011]获得驱动装置的实际驱动角；
[0012]比较实际驱动角和目标驱动角，若实际驱动角与目标驱动角的差值在角度阈值内，则驱动装置停止运行；否则，驱动装置继续运行。
[0013]本申请一些实施例中，还包括：
[0014]获取光伏组件的位置信息；
[0015]若位置信息到达第一极限位置，则驱动装置停止运行；否则，驱动装置继续运行。
[0016]本申请一些实施例中，还包括以下步骤：
[0017]获取电机参数和气象信息；
[0018]按照电机参数和气象信息进行工况分类；当电机参数超标，气象参数超标时，执行紧急避险模式；当电机参数正常，气象参数正常时，执行正常跟踪模式；当电机参数超标，气象参数正常时，执行自动避险模式。
[0019]本申请一些实施例中，还包括：
[0020]获取电机参数；
[0021]若电机参数在电机参数阈值内，若是则判断光伏组件归零；否则驱动装置带动光
伏组件继续归位，驱动角重新记忆归零。
[0022]本申请一些实施例中，还包括以下步骤：
[0023]接收终端设备的操作指令；
[0024]根据操作指令执行相应的动作。
[0025]本申请一些实施例中，当前时间和当前位置通过联网获取或者由天文历法算法获取。
[0026]第二方面，本申请公开了一种跟踪式光伏坡屋面系统，包括：光伏组件、驱动装置、支撑结构和控制系统，其中：
[0027]光伏组件作为坡屋面的全部或者部分，并通过支撑结构可转动的设置在山墙上，驱动装置可带动光组件转动；
[0028]控制系统获取当前位置和当前时间的光线入射角；由光线入射角和辐照强度的对应关系，确定光伏组件的最优角；结合坡屋面的坡度得出驱动装置的目标驱动角；驱动装置按照目标驱动角运行以使光伏组件处于最优角。
[0029]本申请一些实施例中，支撑结构固定在山墙外侧。
[0030]本申请一些实施例中，还包括密封装置，密封装置固定在光伏组件与山墙、屋面和/或前后墙之间，并在光伏组件展开时，以隔离屋内空间与屋外空间。
[0031]本申请一些实施例中，密封装置通过拉链结构可拆卸的安装在光伏组件与山墙、屋面和/或前后墙之间。
[0032]本申请一些实施例中，密封装置为透气膜、热阻膜、滤沙网和防蚊蝇网中的一个或至少两个。
[0033]本申请一些实施例中，驱动装置包括驱动电机和传动机构，驱动电机的输出轴与传动机构的输入端传动连接，传动机构的输出端与光伏组件的转动轴传动连接；
[0034]转动轴位于光伏组件的一侧，通过转动轴光伏组件可转动的设置在支撑结构上。
[0035]本申请一些实施例中，驱动电机自带制动器和角度检测传感器，其中，制动器为常闭状态，当驱动电机运行时，制动器打开，驱动电机运行结束后，制动器闭合刹车；角度检测传感器用于检测并反馈驱动电机的驱动角度。
[0036]本申请一些实施例中，传动机构为齿轮传动机构或者蜗轮蜗杆传动机构。
[0037]本申请一些实施例中，驱动装置布置在光伏组件的单侧或两侧。
[0038]主动齿轮和从动齿轮，其中，驱动电机的输出轴与主动齿轮相固定，主动齿轮与从动齿轮相啮合，并带动从动齿轮转动，从动齿轮固定在光伏组件的转动轴上。
[0039]本申请一些实施例中，支撑结构包括立式主梁和夹板，其中，立式主梁位于山墙外侧，立板位于山墙内侧，紧固件依次穿过夹板、山墙和立式主梁以完成支撑结构固定在山墙上。
[0040]本申请一些实施例中，光伏组件包括光伏支架和安装在光伏支架的光伏电池板。
[0041]本申请一些实施例中，控制系统包括：用于采集气象信息的气象监控单元，气象信息包括辐射强度，风量、风向、降雨量和降雪量。
[0042]本申请一些实施例中，控制系统包括交互单元，通过交互单元能够与终端设备或者服务器进行信息交互。
[0043]采用本专利技术的跟踪式光伏坡屋面系统的控制方法首先获取当前位置的当前时间
和经纬度，得到当前时间的光线入射角；由光线入射角和辐照强度的对应关系，确定光伏组件的最优角；结合坡屋面的坡度得出驱动装置的目标驱动角；驱动装置按照目标驱动角运行以使光伏组件处于最优角。由于该方法能够使得光组件实时处于最优角，针对坡屋面不管是阴面和阳面均可以布置光伏组件，从而提高了坡屋面的光能利用率。
附图说明
[0044]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0045]图1为现有技术所提供的一种跟踪式光伏坡屋面系统的前视立体结构示意图；
[0046]图2为本专利技术实施例所提供的一种跟踪式光伏坡屋面系统控制方法的流程示意图；
[0047]图3为本专利技术实施例所提供的又一种跟踪式光伏坡屋面系统控制方法的流程示意图；
[0048]图4为本专利技术实施例所提供的一种跟踪式光伏坡屋面系统原理图；
[0049]图5为本专利技术实施例所提供的又一种跟踪式光伏坡屋面系统控制方法的流程示意图；
[0050]图6为本专利技术实施例所提供的又一种跟踪式光伏坡屋面系统控制方法的流程示意图；
[0051]图7为本专利技术实施例所提供的又一种跟踪式光伏坡屋面系统控制方法的流程示意图；
[0052]图8为本专利技术实施例所提供的一种跟踪式光伏坡屋面系统的前视立体结构示意图；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种跟踪式光伏坡屋面系统控制方法，其特征在于，包括以下步骤：获取当前位置和当前时间的光线入射角；由光线入射角和辐照强度的对应关系，确定光伏组件的最优角；结合坡屋面的坡度得出驱动装置的目标驱动角；驱动装置按照目标驱动角运行以使光伏组件处于最优角。2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：获得驱动装置的实际驱动角；比较实际驱动角和目标驱动角，若实际驱动角与目标驱动角的差值在角度阈值内，则驱动装置停止运行；否则，驱动装置继续运行。3.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于，还包括：获取光伏组件的位置信息；若位置信息到达第一极限位置，则驱动装置停止运行；否则，驱动装置继续运行。4.如权利要求3所述的控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：获取电机参数和气象信息；按照电机参数和气象信息进行工况分类；当电机参数超标，气象参数超标时，执行紧急避险模式；当电机参数正常，气象参数正常时，执行正常跟踪模式；当电机参数超标，气象参数正常时，执行自动避险模式。5.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于，还包括：获取电机参数；若电机参数在电机参数阈值内，若是则判断光伏组件归零；否则驱动装置带动光伏组件继续归位，驱动角重新记忆归零。6.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：接收终端设备的操作指令；根据操作指令执行相应的动作。7.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述当前时间和当前位置通过联网获取或者由天文历法算法获取。8.一种跟踪式光伏坡屋面系统，其特征在于，包括：光伏组件、驱动装置、支撑结构和控制系统，其中：所述光伏组件作为坡屋面的全部或者部分，并通过所述支撑结构可转动的设置在山墙上，所述驱动装置可带动所述光组件转动；所述控制系统获取当前位置和当前时间的光线入射角；由光线入射角和辐照强度的对应关系，确定光伏组件的最优角；结合坡屋面的坡度得出驱动装置的目标驱动角；驱动装置按照目标驱动角运行以使光伏组件处于最优角。9.如权利要求8所述的跟踪式光伏坡屋面系统，其特征在于，所述支撑结构固定在山墙外侧。10.如权利要求9所述的跟踪式光伏坡屋面系统，其特征在于，还包括密封装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：李力森，蔡安民，林伟荣，张林伟，焦冲，张俊杰，许扬，李媛，
申请(专利权)人：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：