太阳追踪方法及太阳追踪系统装置制造方法及图纸

本发明专利技术是关于一种无需额外安装光传感器、计算太阳轨迹的公式及定时校正机械结构，便可持续追踪太阳位置的太阳追踪方法及太阳追踪系统装置，所述太阳追踪方法包括下列步骤：(A)改变太阳能电池装置的姿态，持续地配合最大功率追踪控制装置的功率组件的切换通过短路电流测量装置测量并记录短路电流、直接通过短路电流测量装置测量并记录短路电流或通过最大功率追踪控制装置的功率测量装置测量并记录输出功率；(B)运算被记录的短路电流或输出功率的最大值；以及(C)驱动马达驱动装置，调整太阳能电池装置的姿态至对应于此短路电流或输出功率的最大值的姿态。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于一种太阳追踪方法与太阳追踪系统装置，尤指一种无需额外安装一光传感器，亦无需计算太阳轨迹的公式，更无需定时校正其机械结构，且也无需被精密地初始安装，便可持续地追踪到太阳的位置的太阳追踪方法与太阳追踪系统装置。
技术介绍
目前，已知的太阳能发电系统中，聚光型太阳能发电系统(Concentrated Photovoltaic, CPV)可透过光学组件将阳光聚焦在太阳电池上，减少太阳电池的使用面积， 降低发电成本。然而也因此使聚光型太阳能发电系统对入射光的角度十分敏感。高聚光系统(聚光率大于500倍)的太阳电池面积又进一步地缩小，故聚光模块可容忍的追踪器偏差角度也随之遽减，因此追踪器精确度就更显其重要性。为了让阳光能正确聚焦在太阳电池上，需要搭配太阳追踪器使聚光模块的光轴正对太阳。在聚光型太阳能发电系统中，太阳追踪器通常需要搭配传感器来运作。太阳追日传感器一般是利用多个感测组件其安装位置的不同及配合阴影柱，使传感器受光不均匀而产生不同大小的电压输出，并由其电压大小来判断最强光线的方位。在市面上，光感测组件的种类非常的多，例如有光导体、光二极管、光敏晶体管及太阳电池等等，该光感测组件主要是依太阳照射到传感器的太阳光强度，而可得到对应的短路电流。太阳光强度越大，短路电流亦越大。再将该短路电流以电压的型式输出。请参阅图1，其是已知的太阳追踪系统装置的外观示意图。其中，已知的太阳追踪系统装置为一聚光型太阳能电池系统(CPV)，且包含一太阳能电池装置11、一姿态控制装置12、一光传感器装置13及一微处理器装置14，且微处理器装置14是分别耦合至姿态控制装置12、光传感器装置13。其中，姿态控制装置12具有一方位角控制单元121及一仰角控制单元122，以改变太阳能电池装置11的姿态(包含一方位角及一仰角)。当已知的太阳追踪系统装置运作时，其光传感器装置13持续地感测照射至其上的光强度，而其微处理器装置14便依据光传感器装置13的感测结果，驱动一马达驱动装置，以驱动一姿态控制装置中的马达，通过此姿态控制装置12以调整太阳能电池装置11及光传感器装置13的姿态。然而，安装光传感器装置需花费相当长的时间作初始校正，以使当太阳能电池装置11正对太阳时，光传感器装置13所具的四个(或多个)光传感器的输出电压或电流为完全相同。而且，当已知的太阳追踪系统装置运作一段时间后，其机械结构难免会因风吹雨打而有所受损、松脱或变形，造成介于其光传感器装置13与太阳能电池装置11之间的相对位置关系有所改变，或光传感器装置13所具的光传感器因长期日照老化，皆会导致当光传感器装置13感测到最大照度的光源(如追踪到太阳的位置)时，太阳能电池装置11却非位于一可接受到最大照度的光源的姿态，造成已知的太阳追踪系统装置的发电效率比刚安装完成时显著地降低。为此，业界便需要定时地校正已知的太阳追踪系统装置的机械结构，使介于其光传感器装置13与太阳能电池装置11之间的相对位置关系回归到初始设定状态。但是，这会造成已知的太阳能电池系统的维护费用增加，以及维护人员的困扰。另一方面，亦有已知的太阳追踪系统装置是使用内容复杂的太阳公式推算出太阳的位置，再调整其太阳能电池装置至一对应至此推算出的太阳位置的姿态。可是，此推算追踪方式要能成功，先决要件是其起始位置要非常精确，否则起步位置一发生错误，后续推算出来的位置自然就连带错误。为此，造成已知的太阳追踪系统装置必须精密地初始安装，且其设置位置亦必须精密地定位，造成已知的太阳追踪系统装置的安装费用增加。因此，业界需要一种无需额外安装一光传感器，亦无需计算太阳轨迹的公式，更无需定时校正其机械结构，且也无需被精密地初始安装，便可持续地追踪到太阳的位置的太阳追踪方法与太阳追踪系统装置。 又已知的太阳能发电系统为了达到最大的输出功率,一般皆会装置有最大功率点追踪(maximum power point tracking MPPT)装置。该最大功率点追踪装置包含有一升压电路或升降压电路。要达到最大功率时，需测量电压及电流或功率以作为回馈(feedback) 讯号，以控制一升压电路或升降压电路中功率晶体的切换，使太阳能电池模块在各种照度及负载情况之下，经由光电转换之后皆可产生最大功率输出。而当太阳能正对太阳时其电池模块的短路电流或功率输出亦是最大值。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是在提供一种太阳追踪方法，以使太阳追踪系统装置无需额外安装光传感器，亦无需计算太阳轨迹的公式，更无需定时校正机械结构，便可持续地追踪到太阳的位置。本专利技术的另一目的是在提供一种太阳追踪系统装置，以使其无需被精密地初始安装，且无需额外安装光传感器，亦无需计算太阳轨迹的公式，更无需定时校正其机械结构， 便可持续地追踪到太阳的位置。为达成上述目的，本专利技术的太阳追踪方法，是应用于太阳追踪系统装置，且太阳追踪系统装置包含太阳能电池装置、姿态控制装置、短路电流测量装置、最大功率追踪控制装置、马达驱动装置及微处理器装置，最大功率追踪控制装置并至少具有功率组件，方法包括下列步骤(A)驱动马达驱动装置，以驱动姿态控制装置中的马达，通过姿态控制装置改变太阳能电池装置的姿态，且于太阳能电池装置的姿态改变时，持续地配合最大功率追踪控制装置的功率组件的切换，通过短路电流测量装置测量并记录太阳能电池装置的短路电流；(B)通过微处理器装置运算出被记录的各短路电流中的最大值；以及(C)驱动马达驱动装置，以通过姿态控制装置将太阳能电池装置的姿态调整至对应于短路电流最大值的姿态。本专利技术的太阳追踪方法，是应用于太阳追踪系统装置，且太阳追踪系统装置包含太阳能电池装置、姿态控制装置、短路电流测量装置、马达驱动装置及微处理器装置，方法系包括下列步骤(A)驱动马达驱动装置，以驱动姿态控制装置中的马达，通过姿态控制装置改变太阳能电池装置的姿态，且于太阳能电池装置的姿态改变时，通过短路电流测量装置直接测量并记录太阳能电池装置的短路电流；(B)通过微处理器装置运算出被记录的各短路电流中的最大值；以及(C)驱动马达驱动装置，以通过姿态控制装置将太阳能电池装置的姿态调整至对应于短路电流最大值的姿态。本专利技术的太阳追踪的方法，是应用于太阳追踪系统装置，且太阳追踪系统装置包含太阳能电池装置、姿态控制装置、最大功率追踪控制装置、马达驱动装置及微处理器装置，最大功率追踪控制装置并至少具有功率组件及电流、电压或功率测量装置，方法包括下列步骤(A)驱动马达驱动装置，以驱动姿态控制装置中的马达，通过姿态控制装置改变太阳能电池装置的姿态，且于太阳能电池装置的姿态改变时，通过最大功率追踪控制装置中的电流、电压或功率测量装置测量并记录太阳能电池装置输出的功率；(B)通过微处理器装置运算或比较出被记录的各功率中的最大值；以及(C)驱动马达驱动装置，以通过姿态控制装置将太阳能电池装置的姿态调整至对应于功率最大值的姿态。为达成上述目的，本专利技术的太阳追踪系统装置，包括太阳能电池装置，系具有多个太阳能电池单元；姿态控制装置，与太阳能电池装置结合，以控制太阳能电池装置的姿态；短路电流测量装置，与太阳能电池装置耦合，以测量太阳能电池装置的短路电流；最大功率追踪控制装置，与太阳能电池装置耦合，以追踪太阳能电池装置的最大功率；马达驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴俊諆，林志光，董必正，姚维翰，
申请(专利权)人：中央大学，
类型：发明
国别省市：