一种地面太阳能电池板实时跟踪太阳的控制方法技术

本发明专利技术涉及一种地面太阳能电池板实施跟踪太阳的控制方法。本发明专利技术主要解决地面太阳能电池板无法被太阳全天候垂直照射的问题，提出了一种通过计算地面太阳能电池板跟踪太阳的姿态角和设计相应的控制算法，实现对太阳的实时跟踪。该方法是通过计算太阳能电池板跟踪太阳的期望姿态角，将期望姿态角和当前姿态角的差值作为姿态控制基准，设计相应的PI控制器，将控制指令力矩作为驱动电机的输入，从而通过驱动电机驱动太阳能电池板跟踪太阳。驱动电机驱动太阳能电池板跟踪太阳。驱动电机驱动太阳能电池板跟踪太阳。

【技术实现步骤摘要】
一种地面太阳能电池板实时跟踪太阳的控制方法


[0001]本专利技术涉及一种地面太阳能电池板实时跟踪太阳的控制方法。

技术介绍

[0002]太阳能的绿色、环保、清洁和可再生等优势成为了目前最好的选择，随着太阳能产业的不断发展，太阳能的研究与利用已然在新能源中遥遥领先。太阳能发电能够有效缓解传统化石能源带来的诸多负面影响，越来越受到人们的青睐。太阳能发电技术主要是光伏发电技术，即通过太阳能电池板将太阳能转化为电能。当前，太阳能光伏发电技术虽然得到迅速发展，但是仍旧存在着许多缺陷，比如光电转换效率不高，这主要是由于太阳能电池板安装位置和方向固定，从而造成太阳光线与太阳能电池板所在平面无法全天候的垂直，这就使得太阳能电池板无法接收更多的太阳辐射量，造成太阳能利用率不高。
[0003]因此，为了提高太阳能电池板对太阳能的利用率，可设计将太阳能电池板实时跟踪太阳的方法使得电池板接收太阳能的面积更大以及光照强度更高。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种地面太阳能电池板实时跟踪太阳的控制方法，以提高太阳能电池板对太阳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地面太阳能电池板实时跟踪太阳的控制方法，其特征在于具体步骤如下：(1)给出太阳能电池板跟踪太阳的姿态角；(1.1)通过地心惯性坐标系下的太阳矢量S
i
和地面太阳能电池板在地心惯性坐标系下的位置矢量R
eti
，计算t时刻太阳能电池板惯性坐标系下的太阳矢量S
dci
：S
dci
＝S
i
+R
eti
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)计算在太阳能电池板本体坐标系下的太阳能电池板跟踪太阳矢量S
dcb
：S
dcb
＝A
bi
S
dci
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)其中：A
bi
为地心惯性坐标系到电池板本体坐标系的坐标转换矩阵；将S
dcb
投影到X轴、Y轴、Z轴上，可得到三轴跟踪太阳矢量分量：S
dcb
＝[S
dcx S
dcy S
dcz
]
T
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)其中：S
dcx
,S
dcy
,S
dcz
分别为S
dcb
在X轴、Y轴、Z轴的分量；(1.2)计算太阳能电池板的跟踪太阳期望姿态角；根据太阳能电池板跟踪太阳矢量S
dcb
，求取跟踪太阳期望滚动角α
c
为：跟踪太阳期望俯仰角β
c
为：β
c
＝atan2(S
dcx
,
‑
S
dcz
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)(2)设计太阳能电池板的跟踪太阳角的控制方法为实现任意姿态最短路径机动，以太阳能电池板当前对日姿态角与期望对日姿态角的偏差作为姿态控制基准；进而以控制太阳能电池板运动的步进电机作为力矩输出机构，设计PI控制律；太阳能电池板跟踪太阳的误差姿态角[Δα Δβ]为：其中：[α
0 β0]为太阳能电池板初始时间的跟踪太阳姿态角；PI控制律为：其中：T...

【专利技术属性】
技术研发人员：张怀，陈冲，吴国斌，汪明，黄明桃，吴小冬，陈庆全，张义明，
申请(专利权)人：芜湖楚睿智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：