太阳能光伏发电全天候自跟踪系统技术方案

本发明专利技术涉及一种太阳能光伏发电全天候自跟踪系统，包括传动及支撑装置、太阳能采集系统、太阳方位跟踪系统及发电装置；太阳能采集系统及太阳方位跟踪系统设置在传动及支撑装置上；太阳能采集系统采集太阳能，以供发电装置进行发电；太阳方位跟踪系统包括监测装置、跟踪方式转换控制模块及双跟踪方式控制模块；监测装置用于监测天气状态，以供跟踪方式转换控制模块判断，并发出指令以供双跟踪方式控制模块启动相关跟踪方式，控制传动及支撑装置运动，以改变太阳能采集系统采集面的位置。本发明专利技术可以及时采集天气变化情况，根据天气变化情况，对太阳方位跟踪方式进行控制和选择，这样可以提高太阳方位跟踪精度，并降低能耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种太阳能光伏发电全天候自跟踪系统。技术背景目前，太阳能作为环保和新能源越来越受到各国重视，各国争相开发和 太阳能有关的各种产品，其中太阳能光伏发电就是最为受重视的一种。目前 太阳能光伏发电所遇到的关键问题是如何高效的采集和利用太阳能，并减少 自身在采集和利用太阳能过程中的损耗。这就涉及到如何精确有效的跟踪太 阳方位，如何减少自身损耗的问题。在进行太阳方位跟踪时，由于不论采用 何种方式的跟踪，反馈到跟踪系统均为电信号，而实际进行跟踪动作的则是 机械结构。由于控制时间间隔的限定，以及每次机械操作的微小误差，会导 致太阳能光伏发电在长时间内的巨大累计误差，使得太阳能采集板严重偏离 太阳方位。另外，由于太阳每天都是东升西落，所以导致太阳能采集板的旋 转也只能是单向旋转，传动机构日复一 日的进行单向传动，会加速自身损耗， 影响传动精度，甚至破损。目前的太阳能光伏发电系统的支撑及传动装置结构如图1所示，采用单立柱13支撑，传动支撑装置14设置在立柱13顶部，并支撑横轴12,横轴 12在传动支撑装置14作用下可进行旋转并支撑采集装置11。目前的这种太 阳能光伏发电系统的支撑及传动装置，采集装置ll相对地面进行的转动， 是通过横轴12的转动来实现的，而横轴12的转动动力是由传动支撑装置 14来提供的。这种结构要求采集装置11相对横轴12左右对称，质量均匀 分布。也就是要求采集装置11的上部16与下部17相对横轴12的转矩应相 等。但实际情况中，上部16与下部17相对横轴12转矩相等是很难实现的， 通常都会存在差距，有时还会产生严重偏置。在采集装置11产生偏置时， 上部16与下部17的转矩差会损坏传动支撑装置14的传动机构，造成传动机构精度下降，影响采集装置1的旋转精度；严重时还会破坏电机等动力部件，造成不可估量的经济损失。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种太阳方位跟踪精度高、能耗低，且 不受釆集装置质量分布影响的太阳能光伏发电系统。为了解决上述问题，本专利技术提供了 一种太阳能光伏发电全天候自跟踪系统，包括传动及支撑装置、太阳能采集系统、太阳方位跟踪系统及发电装 置；所述太阳能采集系统及太阳方位跟踪系统设置在所述传动及支撑装置 上；所述太阳能采集系统采集太阳能，并将所采集的太阳能发送到所述发电 装置；所述发电装置利用所述太阳能采集系统发送来的太阳能进行发电；所 述太阳方位跟踪系统包括监测装置、跟踪方式转换控制模块及双跟踪方式控 制模块；所述监测装置用于监测天气状态，并将监测到的天气状态以参数形式发 送到所述跟踪方式转换控制模块；所述跟踪方式转换控制模块根据所述监测装置发送来的参数进行判断， 并根据该判断向所述双跟踪方式控制模块发出指令；所述双跟踪方式控制模块根据所述跟踪方式转换控制模块发送来的指 令启动相关跟踪方式，控制所述传动及支撑装置运动，以改变所述太阳能采 集系统采集面的位置。优选的，所述双跟踪方式控制模块包括选择单元、时间跟踪单元及光感 跟踪单元；所述双跟踪方式控制模块还包括设定显示时间及时间间隔的时间 单元、用于确定太阳能光伏发电全天候自跟踪系统所处地理位置的定位器及 用于测量太阳光方位的光感装置；所述选择单元在接到所述跟踪方式转换控制模块发送来的指令后可作 出判断，并可在所述时间^艮踪单元及光感跟踪单元之间进行切换；参数，计算相对的太阳实时方位，按照所述时间单元设定的时间间隔定时向所述控制单元发送参数信息；所述光感跟踪单元根据光感装置发送来的太阳光的参数，计算太阳实时 方位，按照所述时间单元设定的时间间隔定时向所述控制单元发送参数信 息；所述控制单元根据所述时间跟踪单元或所述光感跟踪单元发送来的参 数信息控制所述传动及支撑装置运动。优选的，所述双跟踪方式控制模块还包括逆指令单元；所述选择单元可 根据判断向所述逆指令单元发送指令；所述逆指令单元在接到选择单元发送来的"天亮"指令时初始化并开始 记录所述双跟踪方式控制模块向所述传动及支撑装置所发送的指令；在接到选择单元发送来的"天黑，，指令时，所述逆指令单元将所记录的 指令作一个逆变换；所述逆指令单元将逆变换后的指令发送到所述传动及支撑装置，控制所 述传动及支撑装置作逆向运动。优选的，包括平面支撑装置、可旋转立柱及传动机构，所述立柱上设置 有上支架和下支架，所述平面支撑机构可翻转的设置在所述上支架上，所述 传动机构一端设置在所述下支架上，另一端设置在所述平面支撑机构上，以 控制所述平面支撑机构翻转。优选的，传动及支撑装置还包括弹性支撑机构，该弹性支撑机构的一端 设置在所述下支架上，所述弹性支撑机构的另一端与所述平面支撑机构相 连。优选的，所述弹性支撑机构为相对所述立柱对称设置的两个气弹簧。 优选的，所述上支架采用三角形固定架。优选的，所述传动机构包括电机、丝杠和丝母，电才儿i殳置在所述下支架 上，丝母设置在所述电机的动力输出端，丝杠套设在所述丝母上，所述丝杠 的一端设置在所述平面支撑机构上。本专利技术具有如下优点1、 本专利技术可以及时采集天气变化情况，根据天气变化情况，对太阳方位跟踪方式进行控制和选择，这样可以提高太阳方位跟踪精度，并降低能耗；2、 本专利技术采用两种太阳方位跟踪方式对太阳方位进行跟踪，跟踪方式 更加灵活、可靠；3、 本专利技术采用了逆指令单元，可以去除累计误差，并减少传动机构的 单向磨损，提高太阳方位跟踪精度；4、 本专利技术中为平面支撑机构提供的翻转动力与平面支撑机构的翻转轴 不在一个平面上，这就不会因为平面支撑机构的偏置或质量分布不均导致传 动机构受到损坏，从而，平面支撑机构的翻转精度得到提高，工作稳定性也 得到-提高；5 、本专利技术中为平面支撑机构提供的翻转动力与平面支撑机构的翻转轴 不在一个平面上，这种结构使得平面支撑结构可以承受更大的载荷；6、 本专利技术中采用弹性支撑机构，更大程度上保护了传动机构，另外还 能够緩冲平面支撑机构翻转中的冲击；7、 本专利技术中釆用三角形固定架来支撑平面支撑机构，可靠性高；8、 本专利技术中采用电机及丝杠丝母结构，传动精度高。附图说明下面结合附图对本专利技术的实施方式作进一步说明图1示出了目前太阳能光伏发电系统的支撑及传动装置的结构示意图；图2示出了本专利技术太阳能光伏发电全天候自跟踪系统的结构示意图；图3示出了本专利技术中太阳方位跟踪系统的控制流程图；图4示出了本专利技术中信号传递示意图；图5示出了本专利技术中传动及支撑装置的结构示意图。具体实施方式如图2所示，本专利技术包括传动及支撑装置l、太阳能釆集系统2、太阳方位跟踪系统3及发电装置4;太阳能采集系统2及太阳方位跟踪系统3 设置在传动及支撑装置1上；太阳能采集系统2采集太阳能，并将所采集的 太阳能发送到发电装置4;发电装置4利用太阳能采集系统2发送来的太阳 能进行发电。太阳方位跟踪系统3包括监测装置33、跟踪方式转换控制模块32及双 跟踪方式控制模块31。监测装置33用于监测天气状态，并将监测到的天气状态以参数形式发 送到跟踪方式转换控制模块32。跟踪方式转换控制模块32根据监测装置33发送来的参数进行判断，并 根据该判断向双跟踪方式控制模块31发出指令。双跟踪方式控制模块31根据跟踪方式转换控制模块32发送来的指令启 动相关跟踪方式，控制传动及支撑装置l运动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能光伏发电全天候自跟踪系统，其特征在于：包括传动及支撑装置（１）、太阳能采集系统（２）、太阳方位跟踪系统（３）及发电装置（４）；所述太阳能采集系统（２）及太阳方位跟踪系统（３）设置在所述传动及支撑装置（１）上；所述太阳能采集系统（２）采集太阳能，并将所采集的太阳能发送到所述发电装置（４）；所述发电装置（４）利用所述太阳能采集系统（２）发送来的太阳能进行发电；所述太阳方位跟踪系统（３）包括监测装置（３３）、跟踪方式转换控制模块（３２）及双跟踪方式控制模块（３１）；　 　所述监测装置（３３）用于监测天气状态，并将监测到的天气状态以参数形式发送到所述跟踪方式转换控制模块（３２）；　所述跟踪方式转换控制模块（３２）根据所述监测装置（３３）发送来的参数进行判断，并根据该判断向所述双跟踪方式控制模块（３１） 发出指令；　所述双跟踪方式控制模块（３１）根据所述跟踪方式转换控制模块（３２）发送来的指令启动相关跟踪方式，控制所述传动及支撑装置（１）运动，以改变所述太阳能采集系统（２）上采集面的位置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐小力，吴国新，左云波，刘秋爽，
申请(专利权)人：北京机械工业学院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]