太阳能斜单轴跟踪器顺风向放平装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种太阳能斜单轴跟踪器顺风向放平装置，包括减速电机、转动轴、第一编码器、支架、风向标、第二编码器、风速传感器、读写模块和控制器；转动轴固定于支架上，其一端与减速电机连接，在减速电机的驱动下以自身为轴转动；第一编码器的内轴与转动轴固定连接，外轴与支架连接；风向标的主杆与转动轴的另一端固定连接，转轴与第二编码器的内轴连接，所述第二编码器的外轴连接支架；读写模块将第一、二编码器的位置值及风速传感器的风速信号送入控制器，并在其控制下驱动减速电机的运行。此装置可控制跟踪器在风速大于设定值时自动放平，小于风速设计值时能正常跟踪太阳方位角，确保跟踪器的安全。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于太阳能光伏发电领域的跟踪控制装置，具体地说，本技术涉及一种太阳能斜单轴跟踪器顺风向放平装置。
技术介绍
太阳能光伏发电是利用太阳能的主要形式之一，对太阳进行跟踪，保证太阳光垂直照射在太阳能电池板上，可以有效提高太阳利用率，从而提高系统发电效率。如果当地太阳直射分量超过70%，则发电量的增益可能超过40%。在太阳光伏发电系统中，组件、逆变器、变压器、控制器等设备的效率提升空间较小，经过研究，合理设计太阳能光伏跟踪系统的支架能在一定程度上提高太阳能光伏发电系统的效率。目前常用的光伏支架分为两种固定式太阳能支架系统与跟踪式支架系统。固定式太阳能支架系统结构简单，可靠性高，但是由于不能调整组件的倾角，年发电效率较低； 跟踪式支架系统基本可以分为单轴跟踪系统与双轴跟踪系统两种类型，其优势在于双轴跟踪系统年发电效率最高，成本相对高，结构相对复杂，技术要求较高，单轴跟踪系统年发电效率较高，成本低于双轴跟踪系统。由于斜单轴跟踪系统抗风性能差，因此斜单轴跟踪支架在实际光伏发电项目中应用较少，该缺陷由支架自身结构造成，而且单机容量越大，该缺陷越明显。由于大型电站一般地处西北或荒漠地区，风速较大，易对斜单轴跟踪系统造成损坏。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是针对前述
技术介绍
中的缺陷和不足，提供一种太阳能斜单轴跟踪器顺风向放平装置，其可控制斜单轴跟踪器在风速大于设定值时自动放平，小于风速设计值时能正常跟踪太阳方位角，有效保护跟踪器的安全。本技术为解决上述技术问题，所采用的技术方案是—种太阳能斜单轴跟踪器顺风向放平装置，包括减速电机、转动轴、第一编码器、 支架、风向标、第二编码器、风速传感器、读写模块和控制器；支架固定于地面，减速电机与支架间隔一定距离，也固定于地面；转动轴固定于支架上，且其一端与减速电机连接，在减速电机的驱动下以自身为轴进行转动；第一编码器的内轴与转动轴固定连接，而其外轴与支架连接；风向标的主杆与转动轴的另一端固定连接，而风向标的转轴与第二编码器的内轴连接，所述第二编码器的外轴连接支架；读写模块分别连接风速传感器及第一、二编码器，分别读取实时风速信号及第一、 二编码器的位置值；读写模块还与控制器连接，将所读取的第一、二编码器的位置值以及风速传感器的风速信号送入控制器，并在其控制下驱动减速电机的运行。上述风向标与转动轴保持垂直。上述第一编码器为增量式或绝对式，第二编码器为绝对式。采用上述方案后，本技术针对前述斜单轴跟踪器抗风性差的问题，提出顺风向放平的控制思想，利用风速传感器获取当前风速，当风速大于设计值时，借助第二编码器获取太阳能板的位置值，结合当前太阳的实时方位角，调整转动轴的转动方向和角度，使转动轴在风速大于设定值时自动寻找风阻最小的方向放平，有效保护跟踪器的安全，结构简单，既可正常跟踪太阳方位角，又可在极端风速下保护斜单轴跟踪器。附图说明图1是本技术的工作流程示意图；图2是本技术的结构示意图。具体实施方式以下将结合附图对本技术的技术方案进行详细说明。首先参考图2所示，本技术提供一种太阳能斜单轴跟踪器顺风向放平装置， 包括减速电机1、转动轴2、第一编码器3、支架4、风向标6、第二编码器7、风速传感器8、读写模块和控制器，本实施例中分别采用51单片机读写模块9和PLC可编程控制器5，下面分别介绍。支架4固定于地面，用以支撑若干太阳能板10，将太阳能转换为电能。减速电机1与支架4间隔一定距离，也固定于地面。转动轴2固定于支架4上，且其一端与减速电机1连接，在减速电机1的驱动下以自身为轴进行转动。第一编码器3的内轴与转动轴2固定连接，并可随转动轴2同步转动，而其外轴与支架4连接；所述第一编码器3为增量式或绝对式，其还连接51单片机读写模块，供51单片机读写模块9读取其位置值。风向标6的主杆61与转动轴2的另一端固定连接，并使风向标6与转动轴2保持垂直，因此风向标6与地面的夹角即为90度减去转动轴2的倾角，当大风来临时，风向标6 的指向即为其受力最小的方向，与太阳能板10正面顺风向放平的位置一致；而风向标6的转轴与第二编码器7的内轴连接，所述第二编码器7为绝对式，其外轴与支架4相连接，第二编码器7还连接51单片机读写模块9，供其读取实时位置值。风速传感器8与51单片机读写模块9连接，将获取的实时风速信号发送给51单片机读写模块9。51单片机读写模块9与PLC可编程控制器5连接，将所读取的第一、二编码器3、 7的位置值以及风速传感器8的风速信号送入PLC可编程控制器5，并在其控制下驱动减速电机1的运行。PLC可编程控制器5用来计算处理51单片机读写模块9发送的相关数据，并将转动轴2需转动的方向和角度发送给51单片机读写模块9。以下将配合图1说明本技术的工作过程和原理(1)风速判断4风速传感器8将当前风速传送给51单片机读写模块9，51单片机读写模块9判断风速是否大于设计值(如16m/s)；(2)51单片机读写模块9读取第一、二编码器3、7的当前位置值，并发送至PLC可编程控制器5当风速大于设计值时，51单片机读写模块9读取第一、二编码器3、7的位置值；当风速小于设计值时，51单片机读写模块9仅读取第一编码器3的位置值；并将前述位置值发送至PLC可编程控制器5。(3) PLC可编程控制器5处理由51单片机读写模块9发送的位置值当风速小于设计值时，PLC可编程控制器5将第一编码器3的位置值和太阳实时方位角比较，将二者相减，得到二者的角度差以及第一编码器3需转动的方向；其中太阳实时方位角於是由PLC可编程控制器5采用下述公式所得权利要求1.一种太阳能斜单轴跟踪器顺风向放平装置，其特征在于包括减速电机、转动轴、第一编码器、支架、风向标、第二编码器、风速传感器、读写模块和控制器；支架固定于地面，减速电机与支架间隔一定距离，也固定于地面；转动轴固定于支架上，且其一端与减速电机连接，在减速电机的驱动下以自身为轴进行转动；第一编码器的内轴与转动轴固定连接，而其外轴与支架连接；风向标的主杆与转动轴的另一端固定连接，而风向标的转轴与第二编码器的内轴连接，所述第二编码器的外轴连接支架；读写模块分别连接风速传感器及第一、二编码器，分别读取实时风速信号及第一、二编码器的位置值；读写模块还与控制器连接，将所读取的第一、二编码器的位置值以及风速传感器的风速信号送入控制器，并在其控制下驱动减速电机的运行。2.如权利要求1所述的太阳能斜单轴跟踪器顺风向放平装置，其特征在于所述风向标与转动轴保持垂直。3.如权利要求1所述的太阳能斜单轴跟踪器顺风向放平装置，其特征在于所述第一编码器为增量式或绝对式，第二编码器为绝对式。专利摘要本技术公开一种太阳能斜单轴跟踪器顺风向放平装置，包括减速电机、转动轴、第一编码器、支架、风向标、第二编码器、风速传感器、读写模块和控制器；转动轴固定于支架上，其一端与减速电机连接，在减速电机的驱动下以自身为轴转动；第一编码器的内轴与转动轴固定连接，外轴与支架连接；风向标的主杆与转动轴的另一端固定连接，转轴与第二编码器的内轴连接，所述第二编码器的外轴连接支架；读写模块将第一、二编码器的位置值及风速传感器的风速信号送入控制器，并在其控制下驱动减速电机本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种太阳能斜单轴跟踪器顺风向放平装置，其特征在于：包括减速电机、转动轴、第一编码器、支架、风向标、第二编码器、风速传感器、读写模块和控制器；支架固定于地面，减速电机与支架间隔一定距离，也固定于地面；转动轴固定于支架上，且其一端与减速电机连接，在减速电机的驱动下以自身为轴进行转动；第一编码器的内轴与转动轴固定连接，而其外轴与支架连接；风向标的主杆与转动轴的另一端固定连接，而风向标的转轴与第二编码器的内轴连接，所述第二编码器的外轴连接支架；读写模块分别连接风速传感器及第一、二编码器，分别读取实时风速信号及第一、二编码器的位置值；读写模块还与控制器连接，将所读取的第一、二编码器的位置值以及风速传感器的风速信号送入控制器，并在其控制下驱动减速电机的运行。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐永邦，王婳，王芳，王庆，王峰，邹新，
申请(专利权)人：中环光伏系统有限公司，
类型：实用新型
国别省市：84