本发明专利技术提供了一种适用于各种结构光伏跟踪系统最佳跟踪角度的确定方法，对倾斜轴单、双轴光伏跟踪系统的最佳跟踪角度采用向量法求解。对单、双光伏轴跟踪系统安装地面本身有坡度、或安装误差造成的坡度的最佳跟踪角度进行校正。对单、双轴光伏跟踪系统安装朝向由于周围环境限制、或安装误差造成的相对正南有偏向的最佳跟踪角度进行校正。其优点是：该方法能够自动校正地面坡度、系统朝向、施工不精确等造成的跟踪误差。实现跟踪系统的高效率、高稳定、低成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种最佳太阳跟踪角度确定方法，尤其适用于准赤道坐标系统下光伏跟踪系统随太阳方位变化而动态计算其最佳跟踪角度。
技术介绍
人类社会进入21世纪，全球经济增长引发的能源消耗达到了前所未有的程度。常规化石能源不仅在满足人类社会发展上已经捉襟见肘，而且因化石燃料过度消耗引起的全球变暖以及生态环境恶化给人类带来了更大的威胁。为了应对化石能源逐渐短缺的严重问题，必须逐步改编能源消费结构，大力开发以太阳能为代表的可再生能源，在能源供应领域走可持续发展的道路，只有这样才能保证政治、经济的繁荣发展和人类社会文明的持续进止/J/ o随着各国补贴政策的陆续出台，光伏发电进入了前所未有的快速发展期。但如何提高光伏发电效率、降低发电成本依然是一个长远的课题。光伏跟踪系统是解决这一问题的有效手段，但现阶段的光伏跟踪系统普遍存在跟踪算法过于简单、不精确、不科学，或传感器受灰尘、日照等环境因素影响，导致跟踪效率低，使系统长期工作于不正常状态下，从而增加了系统的设计、安装、维护成本。因此，高效、合理的跟踪算法对提高跟踪系统稳定性、提高系统效率、降低系统成本有着重要的作用。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种适用于，采用了一种高效、合理的跟踪算法。按照本专利技术提供的技术方案，所述是在准赤道坐标系统下，对在水平面上安装的，朝向正南的双轴倾斜轴跟踪系统的最佳跟踪角度ns= n，vs=v;其中V角为太阳光线与该光线在^otlZci所在平面的投影之间的夹角，角n为该投影与Ztl轴的夹角；对在水平面上安装的，朝向正南的倾P角单轴倾斜轴跟踪系统有V8 = tan I (酬")、n ) cos(// - p)若系统安装具有方位角偏差A Y，A Y偏东为负,偏西为正；或安装地表的坡度为A 0，A ^在北半球朝南为正，朝北为负，南半球相反；则系统最佳跟踪角度如式(9)和式(10)；若系统存在A Y或A P，则vs = tan 丨(~~~)1 9 )sC+D+Ens=3 = n-A3 (10)对双轴倾斜轴跟踪系统,式(9)中A=sin ( v ) cos (Ay)B=Cos ( v ) cos (Ay)* sin ( n)C=sin ( v ) sin (Ay)* sin ( n)D=Cos(V) cos (A y) sin2( n)E=Cos ( v ) cos (Ay)* cos ( n) 对单轴倾斜轴跟S示系统，式(9 )中A=sin ( v ) cos (Ay)B=Cos ( v ) cos (Ay)* sin ( n)C=sin (V) sin (Ay) sin ( ^ + A )D=Cos ( v ) cos (Ay)* sin ( n) * sin ( ^ + A 3 )E=Cos ( v ) cos (Ay)* cos ( ^ + A 3 )。本专利技术的优点是能够自动校正地面坡度、系统朝向、施工不精确等造成的误差，实现跟踪系统的闻效率、闻稳定、低成本。附图说明图I是倾斜轴光伏跟踪系统示意图。图2是太阳相关角度图。图3是准赤道坐标系统。图4是太阳光线与系统平面法向量示意图。图5是36. 72° N/101. 75° E地区水平跟踪系统修正后的跟踪角度与角v的对t匕其中图5(a)是春分日，图5(b)是夏至日，图5(c)是秋分日，图5(d)是冬至日。具体实施例方式本专利技术涉及在准赤道坐标系统下，倾斜轴单、双轴光伏跟踪系统的最佳跟踪角度的向量法求解。图I为倾斜轴光伏跟踪的示意图，通常倾斜轴光伏跟踪系统应包括太阳能电池板、光伏跟踪支架、光伏跟踪控制器、马达、减速装置、传动装置等。光伏跟踪系统通过特定的算法控制马达，马达通过减速装置、传动装置驱动安装有太阳能电池板的支架绕旋转轴旋转。旋转轴与水平面的夹角定义为P，旋转轴旋转的角度，即光伏跟踪系统的跟踪角度定义为vs。本专利技术在太阳位置的PSA算法的基础上，对对图I所示倾斜轴光伏跟踪系统的最佳跟踪角度进行准赤道坐标下的计算。如图2所示，太阳位置的表述有两种方式。(I)赤道坐标系(x，y，z)。在赤道坐标系中，太阳的位置由坐标(《，8 )确定，其中5为太阳光线与地球赤道平面的夹角，即赤纬，与地球公转有关，《为地球自转相对太阳的时角，与地球自转有关。(2)地平坐标系(X(l，yQ，Z(l)。在地平坐标系中，太阳的位置由坐标(Y，a )确定，其中Y为方位角，为太阳相对地平面正南的偏向角；a为高度角，为太阳与地平面之间的夹角。图2中9 z为天顶角,天顶角与高度角互为余角,9为纬度角，L为经度角。地平坐标系的另一种表述方式如图3所示，即为准赤道坐标系统。在准赤道坐标系统中，太阳位置由(V，n)唯一确定。其中V角为太阳光线与该光线在LOciZtl所在平面的投影之间的夹角，角n为该投影与Ztl轴的夹角。V，n由太阳时角《，赤纬S，以及纬度9和经度L确定。PSA算法以儒略日为输入，具有不同年份的修正。首先通过PSA算法计算出太阳的时角《和赤纬S，得到准赤道坐标的表达式，如式(I)和式(2)。权利要求1.，其特征是在准赤道坐标系统下，对在水平面上安装的，朝向正南的双轴倾斜轴跟踪系统的最佳跟踪角度ns= n，vs=v ;其中V角为太阳光线与该光线在所在平面的投影之间的夹角，角n为该投影与Ztl轴的夹角； 对在水平面上安装的，朝向正南的倾P角单轴倾斜轴跟踪系统有全文摘要本专利技术提供了一种适用于各种结构光伏跟踪系统最佳跟踪角度的确定方法，对倾斜轴单、双轴光伏跟踪系统的最佳跟踪角度采用向量法求解。对单、双光伏轴跟踪系统安装地面本身有坡度、或安装误差造成的坡度的最佳跟踪角度进行校正。对单、双轴光伏跟踪系统安装朝向由于周围环境限制、或安装误差造成的相对正南有偏向的最佳跟踪角度进行校正。其优点是该方法能够自动校正地面坡度、系统朝向、施工不精确等造成的跟踪误差。实现跟踪系统的高效率、高稳定、低成本。文档编号G05D3/12GK102768545SQ201210285479公开日2012年11月7日 申请日期2012年8月10日 优先权日2012年8月10日专利技术者刘玉婵, 高亮 申请人:江苏物联网研究发展中心本文档来自技高网...
【技术保护点】
准赤道坐标系统下光伏跟踪系统最佳跟踪角度的确定方法，其特征是：在准赤道坐标系统下，对在水平面上安装的，朝向正南的双轴倾斜轴跟踪系统的最佳跟踪角度ηs=η，νs=ν；其中ν角为太阳光线与该光线在y0o0z0所在平面的投影之间的夹角，角η为该投影与z0轴的夹角；对在水平面上安装的，朝向正南的倾β角单轴倾斜轴跟踪系统有：(7),vs=tan-1(tan(v)cos(η-β))若系统安装具有方位角偏差Δγ，Δγ偏东为负，偏西为正；或安装地表的坡度为Δβ，Δβ在北半球朝南为正，朝北为负，南半球相反；则系统最佳跟踪角度如式（9）和式（10）；若系统存在Δγ或Δβ，则vs=tan-1(A-BC+D+E)---(9)ηs=β=η？Δβ？？？？（10）对双轴倾斜轴跟踪系统，式（9）中：A=sin(ν)·cos(Δγ)B=cos(ν)·cos(Δγ)·sin(η)C=sin(ν)·sin(Δγ)·sin(η)D=cos(ν)·cos(Δγ)·sin2(η)E=cos(ν)·cos(Δγ)·cos(η)对单轴倾斜轴跟踪系统，式（9）中：A=sin(ν)·cos(Δγ)B=cos(ν)·cos(Δγ)·sin(η)C=sin(ν)·sin(Δγ)·sin(β+Δβ)D=cos(ν)·cos(Δγ)·sin(η)·sin(β+Δβ)E=cos(ν)·cos(Δγ)·cos(β+Δβ)。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘玉婵，高亮，
申请(专利权)人：江苏物联网研究发展中心，
类型：发明
国别省市：
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