太阳能系统的热跟踪系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于聚光光伏系统的热跟踪系统。所述热跟踪系统包括光伏接收器。所述光伏接收器包括光伏层压板和散热器。所述热跟踪系统还包括连接到所述光伏层压板并感测所述光伏层压板的两个温度的第一和第二热传感器。所述热跟踪系统还包括位置与所述散热器相邻并感测所述散热器附近的两个温度的第三和第四热传感器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术描述的主题的实施例一般涉及感测和反馈系统。更具体地，所述主题的实施例涉及太阳能电池板的跟踪系统。
技术介绍
在白天跟踪太阳在整个天空的明显运动的太阳能系统通常使用传感器来确定太阳的位置并相应地调整太阳能系统。目前使用多种技术操作太阳能系统。例如，可以用由已知经度和纬度得到的太阳方位表预测太阳在一天过程中的位置。预测位置与实际位置之间的偏差可能会很大。例如，不准确的地点位置、倾斜计、电机编码器或其他定位设备误差的影响是ー些对准误差的来源。尽管看上去较小，但一度的对准误差会转变为效率降低10%以上，尤其是当对准太阳能聚光系统时。此外，对于太阳能聚光系统而言，减小对准误差可以准确地定位会聚的太阳光。当可以更准确地引导会聚的太阳光时，与需要具有较大的尺寸以允许接收未对准的会聚太阳光的那些太阳能电池和接收器相比，相关的太阳能电池和接收器可以具有较小的尺寸。减小太阳能电池和接收器的尺寸可以降低材料和制造成本。作为此类推算定位技术(dead reckoning technique)的替代形式,有时使用基于反馈的跟踪系统。此类反馈系统可以包括摄像机，摄像机可通过解读视觉表象确定太阳的位置并相应地对准太阳能系统。然而，摄像机通常很昂贵，并且可能需要大量复杂的信号处理才能确定精确的太阳位置。另外，摄像机元件会受到环境的影响，从而会降低其作为传感器的功效。此外，未精确安装摄像机也会产生对准误差。另ー种基于反馈的方法是通过检查系统产生的功率确定最佳对准位置来操作。此类功率反馈系统通常有意地将较小的偏差引入系统，其目的是根据太阳能系统的对准情况确定峰功率输出。需要用可能比较昂贵的高速电子器件进行确定最佳对准分布所需的迅速检测。另外，由云或气团导致的小辐射变化会产生与失准情况类似的情况，从而干扰跟踪器。因此，跟踪器会引入错误的失准，从而降低了效率。因此，现有的可能比较昂贵的跟踪系统即使在最佳条件下也会引入失准错误，并可能使敏感组件暴露于有害环境条件。尽管在便宜且准确地定位太阳能系统方面存在困难，但期望进行此类跟踪，以提高系统的效率。附图说明当结合以下附图考虑时，通过參见具体实施方式和权利要求书可以更完全地理解所述主题，其中在所有附图中，类似的附图标记是指类似的元件。图1为运行状态下的太阳能系统的侧视图；图2为图1的太阳能系统的一部分的详细视图；图3为太阳能聚光器和太阳能接收器在第一位置时的视图；图4为图3的太阳能聚光器和太阳能接收器在第二位置时的视图；图5为太阳能接收器在第一状态下的视图6为图5的太阳能接收器在第二状态下的视图；图7为图5的太阳能接收器在第三状态下的视图；图8为另ー个太阳能接收器在被照射状态下的视图；图9为一太阳能接收器的侧视图；图10为传感器连接装置和太阳能系统的一部分的分解立体图；图11为图10的太阳能系统的一部分的组装侧视图；图12为一太阳能系统的侧视图；图13为控制太阳能系统位置的ー种方法的流程图；图14为控制太阳能系统位置的另ー种方法的流程图；图15为具有传感器连接装置的太阳能接收器的一种可供选择的实施例的立体图；图16为图15的太阳能接收器的剖面图；图17为热跟踪系统的一个实施例的电路示意图；图18为传感器连接装置的一个实施例的立体图；图19为包括热跟踪系统的另一个实施例的太阳能系统的端视图；图20为图19的太阳能系统的实施例在另ー个取向的端视图；图21为热跟踪系统的另ー个实施例的示意图；图22为控制太阳能系统位置的另ー种方法的流程图；以及图23为控制太阳能系统位置的再ー种方法的流程图。具体实施例方式以下具体实施方式本质上只是例证性的，并不g在限制所述主题的实施例或此类实施例的应用和用途。如本申请所用，词语“示例性的”是指“作为例子、实例或例证”。本申请示例性描述的任何实施方式不一定被理解为比其他实施方式更优选或有利。此外，并不意图受前述
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技术介绍
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技术实现思路
或以下具体实施方式中提出的任何明示或暗示的理论的约束。本申请參考可以由多个计算组件或设备进行的操作、处理任务和功能的附图标记以功能和/或逻辑块组件对技术和エ艺进行了描述。在实施过程中，ー个或多个处理器设备可以通过操纵表示系统存储器中存储位置处的数据位的电信号以及信号的其他处理，执行所描述的操作、任务和功能。例如，系统或组件的实施例(例如控制器或控制系统)可以使用多种集成电路组件，如存储元件、数字信号处理元件、逻辑元件、查找表等，它们可以在ー个或多个微处理器或其他控制装置的控制下执行多种功能。“连接” 一在以下描述中是指“连接”在一起的元件或节点或部件。如本申请所用，除非另外明确指明，“连接”是指ー个元件/节点/部件直接或间接连接至另ー个元件/节点/部件(或直接或间接与其连通)，并且不一定是机械连接。因此，尽管图10所示的示意图(只是作为例子而选择的)示出了一种示例性的元件布置方式，但本申请所述主题的实施例中可以存在另外的居间元件、装置、部件或组件。“调整” 一一些元件、组件和/或部件被描述为是可调整的或调整过的。如本申请所用，除非另外明确指明，“调整”是指定位、修改、更改或安置元件或组件或它们的一部分以适于境况和实施例。在某些情况下，如果对某些情况下的实施例而言是合适的或所期望的，那么作为调整的结果，元件或组件或它们的一部分可以保持于未改变的位置、状态和/或状况。在一些情况下，如果合适或需要，那么作为调整的结果，元件或组件可以被更改、改变或修改为新的位置、状态和/或状况。“抑制” 一如本申请所用，抑制用于描述减小影响或使影响降至最低。当组件或部件被描述为可抑制一种行为、运动或条件吋，它可以完全防止某种结果或后果或未来的状态。另外，“抑制”还可以指減少或减小可能会发生的某种后果、表现和/或效应。因此，当组件、元件或部件被称为抑制一种结果或状态时，它不一定完全防止或消除某种结果或状态。此外，以下描述中还仅为了參考的目的使用了某些术语，因此这些术语并非意图进行限制。例如，如“上部”、“下部”、“上面”或“下面”等术语是指附图中提供參考的方向。如“正面”、“背面”、“后面”、“侧面”、“外側”、“内側”等术语描述了在一致但任意的參照系内组件的某些部分的取向和/或位置，通过參考描述所讨论组件的文字和相关的附图可以清楚地了解这些取向和/或位置。此类术语可以包括上面具体提及的词语、它们的衍生词语以及类似意义的词语。相似地，除非上下文中明确指明，否则术语“第一”、“第二”和其他此类涉及结构的数值术语并不含有次序或顺序的意思。与成像和功率反馈系统不同，太阳能系统的热跟踪系统只用小成本就提供了低的失准错误。接收太阳辐射的太阳能电池的温度分布可以为正确对准包含所述电池的太阳能系统提供有用的信息。如下面所详述，通过测量太阳能模块里面和上面的多个点处的温度，可以为对准系统提供反馈，以减小失准错误。本专利技术公开了ー种用于聚光光伏系统的热跟踪系统。所述热跟踪系统包括(i)纵向延伸的光伏接收器，该光伏接收器本身包括(a)光伏层压板，它具有平行于纵向延伸的第一和第二边缘，光伏接收器具有正面和背面，正面具有前表面，正面取向为接收会聚的太阳光，背面具有背表面，背面与正面相反，光伏层压板包括多个光伏太阳能电池，和(b)散热器，它沿着纵向连接至光伏层压板的背本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于聚光光伏系统的热跟踪系统，包括：纵向延伸的光伏接收器，所述光伏接收器包括：光伏层压板，所述光伏层压板具有平行于所述纵向延伸的第一边缘和第二边缘，所述光伏接收器具有正面和背面，所述正面具有前表面，所述正面取向为接收会聚的太阳光，所述背面具有背表面，所述背面与所述正面相反，所述光伏层压板包括多个光伏太阳能电池；散热器，所述散热器沿着所述纵向连接至所述光伏层压板的所述背面并朝所述光伏层压板的所述第一边缘和第二边缘延伸，所述散热器未达到所述第一边缘和所述第二边缘；第一热传感器和第二热传感器，所述第一热传感器和第二热传感器连接到所述光伏层压板上，所述第一热传感器与所述第一边缘的距离小于所述第一热传感器与所述第二边缘的距离，所述第二热传感器与所述第二边缘的距离小于所述第二热传感器与所述第一边缘的距离，所述第一热传感器和第二热传感器适于感测所述光伏层压板的温度；以及第三热传感器和第四热传感器，所述第三热传感器和第四热传感器的位置邻近所述散热器，所述第三热传感器设置在所述第一边缘与所述散热器之间，所述第四热传感器设置在所述第二边缘与所述散热器之间。

【技术特征摘要】
2011.09.30 US 13/250,8251.一种用于聚光光伏系统的热跟踪系统，包括 纵向延伸的光伏接收器，所述光伏接收器包括 光伏层压板，所述光伏层压板具有平行于所述纵向延伸的第一边缘和第二边缘，所述光伏接收器具有正面和背面，所述正面具有前表面，所述正面取向为接收会聚的太阳光，所述背面具有背表面，所述背面与所述正面相反，所述光伏层压板包括多个光伏太阳能电池； 散热器，所述散热器沿着所述纵向连接至所述光伏层压板的所述背面并朝所述光伏层压板的所述第一边缘和第二边缘延伸，所述散热器未达到所述第一边缘和所述第二边缘；第一热传感器和第二热传感器，所述第一热传感器和第二热传感器连接到所述光伏层压板上，所述第一热传感器与所述第一边缘的距离小于所述第一热传感器与所述第二边缘的距离，所述第二热传感器与所述第二边缘的距离小于所述第二热传感器与所述第一边缘的距离，所述第一热传感器和第二热传感器适于感测所述光伏层压板的温度；以及 第三热传感器和第四热传感器，所述第三热传感器和第四热传感器的位置邻近所述散热器，所述第三热传感器设置在所述第一边缘与所述散热器之间，所述第四热传感器设置在所述第二边缘与所述散热器之间。2.根据权利要求1所述的热跟踪系统，其中所述第一热传感器和第二热传感器是电连接的。3.根据权利要求2所述的热跟踪系统，其中所述第三热传感器和第四热传感器是电连接的。4.根据权利要求3所述的热跟踪系统，其中所述第一热传感器和第二热传感器电连接到所述第三热传感器和第四热传感器上。5.根据权利要求4所述的热跟踪系统，其中所述第一热传感器、第二热传感器、第三热传感器和第四热传感器中的每ー者均为串联连接的。6.根据权利要求1所述的热跟踪系统，其中所述第三热传感器和第四热传感器与所述光伏层压板的所述背表面间隔开。7.根据权利要求6所述的热跟踪系统，其中所述第三热传感器和第四热传感器各自定位在偏移构件的顶上，所述偏移构件使所述第三热传感器和第四热传感器与所述光伏层压板隔开。8.根据权利要求1所述的热跟踪系统，其中所述第一热传感器以反极性方式连接到所述第二热传感器上。9.根据权利要求8所述的热跟踪系统，其中所述第三热传感器以反极性方式连接到所述第四热传感器上。10.一种用于聚光光伏系统的跟踪太阳的方法，所述聚光光伏系统包括太阳能接收器，所述太阳能接收器包括太阳能层压板和散热器，所述方法包括 感测光伏层压板的第一位置处的第一温度； 感测所述光伏层压板的第二位置处的第二温度； 通过比较所述第一温度和第二温度确定所述聚光光伏系统的跟踪校正； 感测在所述散热器上方流动的空气的上游位置处的第三温度； 感测在所述散热器上方流动的空气的下游位置处的第四温度；以及根据来源于所述第三温度和第四温度的信息调整所述聚光光伏系统的所述跟踪校正。11.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：瑞恩·J·林德曼，
申请(专利权)人：太阳能公司，
类型：发明
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