一種光伏自動追日控制系統(tǒng)及其使用方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種光伏自動追日控制系統(tǒng)，包括與光伏板同步運動的基座、基座驅(qū)動模塊、基座控制模塊和中央控制模塊，所述基座中心處垂直向上安裝一立桿，該立桿外側(cè)的基座表面與立桿同軸安裝一光敏圈，該光敏圈與立桿外緣間隔設(shè)置。本發(fā)明中，不斷的調(diào)整基座的位置，最終使立桿的陰影落在上述光敏圈內(nèi)，此時認(rèn)為基座與太陽光垂直，由于光伏板與基座聯(lián)動，所以此時認(rèn)為光伏板與太陽光垂直，整體結(jié)構(gòu)簡單，可連續(xù)跟蹤太陽的位置，精度可調(diào)，成本低廉。
【專利說明】一種光伏自動追日控制系統(tǒng)及其使用方法【技術(shù)領(lǐng)域】[0001 ] 本發(fā)明屬于光伏發(fā)電追日【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種光伏自動追日控制系統(tǒng)及其使用 方法?！颈尘凹夹g(shù)】[0002]太陽能光伏發(fā)電利用光生伏打效應(yīng)，將照射到半導(dǎo)體表面的太陽光直接轉(zhuǎn)換為電 能，其具有清潔、無噪聲、可與建筑物相結(jié)合等優(yōu)點，隨著國家對光伏系統(tǒng)接入電網(wǎng)政策的 放開，以及光伏發(fā)電成本的降低和效率的提升，光伏發(fā)電系統(tǒng)將會越來越普及。光伏發(fā)電系 統(tǒng)包括光伏板、控制器和逆變器，光伏板將太陽光轉(zhuǎn)換為電能輸出，然后經(jīng)過逆變器變換后 輸入電網(wǎng)，控制器負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)整體的正常工作，光伏板可以采用固定角度的結(jié)構(gòu)，也可以采用 追日的結(jié)構(gòu)，即光伏板隨著太陽的轉(zhuǎn)動而運動，以保持太陽光基本為垂直照射到半導(dǎo)體器 件上，該方式提高了發(fā)電效率。目前，國內(nèi)外的追日控制技術(shù)普遍不是很成熟，普遍不能保 證整個系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運行，且復(fù)雜程度相對比較高。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供結(jié)構(gòu)合理、操作簡便的一種光伏自 動追日控制系統(tǒng)。[0004]本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:[0005]一種光伏自動追日控制系統(tǒng)，其特征在于:包括與光伏板同步運動的基座、基座驅(qū) 動模塊、基座控制模塊和中央控制模塊，所述基座中心處垂直向上安裝一立桿，該立桿外側(cè) 的基座表面與立桿同軸安裝一光敏圈，該光敏圈與立桿外緣間隔設(shè)置，在基座底部安裝用 于基座運動的基座驅(qū)動模塊，該基座驅(qū)動模塊的控制端連接所述基座控制模塊的控制指令 輸出端，該基座控制模塊的輸入端連接所述中央控制模塊的一個控制指令輸出端，該中央 控制模塊的輸入端連接多個電流采樣模塊的輸出端，每個電流采樣模塊分別與光敏圈中的 一個光敏電阻構(gòu)成串聯(lián)支路，多個串聯(lián)支路相互并聯(lián)后連接電源的兩端，所述中央控制模 塊的另一個控制指令輸出端連接用于光伏板運動的光伏驅(qū)動模塊，所述基座驅(qū)動模塊為雙 軸追日機構(gòu)或液壓桿機構(gòu)。[0006]本發(fā)明的另一個目的是提供一種光伏自動追日控制系統(tǒng)的使用方法，其特征在 于:包括以下步驟:[0007]⑴中央控制模塊讀取每個電流采樣模塊的輸出電流；[0008]⑵當(dāng)任意輸出電流為零時，則認(rèn)為立桿的陰影遮擋光敏圈，通過那個串聯(lián)支路的 電流為零確定該陰影在基座上劃定的哪個區(qū)域內(nèi)；[0009]⑶中央控制模塊控制基座向陰影所在區(qū)域的方向運動，使陰影向基座的中心點移 動；[0010]⑷不斷重復(fù)步驟⑴?⑶直至所有輸出電流均不為零時，則認(rèn)為立桿的陰影位于光 敏圈內(nèi)，與基座聯(lián)動的光伏板與太陽垂直，完成追日控制。[0011]本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是:[0012]本發(fā)明中，在與光伏板同步聯(lián)動的基座上端面中心處垂直向上安裝一立桿，該立桿外側(cè)的基座上端面上安裝一與立桿外緣間隔設(shè)置的光敏圈，該光敏圈中的每一個光敏電阻均分別與一電流采樣模塊串聯(lián)，每個電流采樣模塊的輸出信號由中央控制模塊接收，然后該中央控制模塊根據(jù)電流信號驅(qū)動基座底面安裝的基座驅(qū)動模塊動作，不斷的調(diào)整基座的位置，最終使立桿的陰影落在上述光敏圈內(nèi)，此時認(rèn)為基座與太陽光垂直，由于光伏板與基座聯(lián)動，所以此時認(rèn)為光伏板與太陽光垂直，整體結(jié)構(gòu)簡單，可連續(xù)跟蹤太陽的位置，精度可調(diào)，成本低廉。【專利附圖】

【附圖說明】[0013]圖1是本發(fā)明的初始位置的結(jié)構(gòu)示意圖；[0014]圖2是本發(fā)明調(diào)整位置后的結(jié)構(gòu)示意圖；[0015]圖3是基座的俯視圖；[0016]圖4是三根液壓桿與底座連接的結(jié)構(gòu)不意圖。【具體實施方式】[0017]下面結(jié)合實施例，對本發(fā)明進(jìn)一步說明，下述實施例是說明性的，不是限定性的， 不能以下述實施例來限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。[0018]一種光伏自動追日控制系統(tǒng)，如圖1~4所示，本發(fā)明的創(chuàng)新在于:包括與光伏板同步運動的基座4、基座驅(qū)動模塊、基座控制模塊和中央控制模塊，所述基座中心處垂直向上安裝一立桿2,該立桿外側(cè)的基座表面與立桿同軸安裝一光敏圈3,該光敏圈與立桿外緣間隔設(shè)置，在基座底部安裝用于基座運動的基座驅(qū)動模塊，該基座驅(qū)動模塊的控制端連接所述基座控制模塊的控制指令輸出端，該基座控制模塊的輸入端連接所述中央控制模塊的一個控制指令輸出端，該中央控制模塊的輸入端連接多個電流采樣模塊7的輸出端，每個電流采樣模塊分別與光敏圈中的一個光敏電阻(分別是RGl、RG2……RGM)構(gòu)成串聯(lián)支路，多個串聯(lián)支路相互并聯(lián)后連接電源6的兩端，所述中央控制模塊的另一個控制指令輸出端連接用于光伏板運動的光伏驅(qū)動模塊。[0019]本實施例中，上述基座驅(qū)動模塊可以使用雙軸追日機構(gòu)或液壓桿機構(gòu)，其中的雙軸追日機構(gòu)包括兩個電機，一個電機負(fù)責(zé)基座在水平方向上的擺轉(zhuǎn)，另一個電機負(fù)責(zé)基座在豎直方向上的擺轉(zhuǎn)。液壓桿機構(gòu)如圖3、4所示，包括三個獨立升降運動的液壓桿8，該三個液壓桿上端鉸裝在底座的底面且三者端部均布分布，通過三個液壓桿豎直方向上的升降，可實現(xiàn)基座在水平和豎直兩個方向上位置的調(diào)整。所述電流采樣模塊可以是常用的電路，也可以帶輸出的電流表。[0020]所述光敏圈如圖1、2所示，由多個光敏電阻RG1、RG2……RGM并聯(lián)構(gòu)成，即無論立桿的陰影I向那方傾斜均會遮擋光敏電阻，導(dǎo)致該一個或幾個光敏電阻阻抗升高，使電流采樣模塊的采樣值為零，此時觸發(fā)中央控制模塊進(jìn)行基座位置的調(diào)整。[0021]由于上述基座和所有光伏板具`有聯(lián)動關(guān)系，即基座在基座控制I吳塊、中央控制豐吳塊、電流采樣模塊等的配合下不斷運動時，所有光伏板也同步運動，從而實現(xiàn)了光伏板發(fā)電效率最大化的調(diào)整，具體工作過程包括以下步驟:[0022]⑴中央控制模塊讀取每個電流采樣模塊的輸出電流；[0023]⑵當(dāng)任意輸出電流為零時，則認(rèn)為立桿的陰影遮擋光敏圈，通過那個串聯(lián)支路的 電流為零確定該陰影在基座上劃定的哪個區(qū)域內(nèi)；[0024]⑶中央控制模塊控制基座向陰影所在區(qū)域的方向運動，使陰影向基座的中心點移 動；[0025]⑷不斷重復(fù)步驟⑴?⑶直至所有輸出電流均不為零時，則認(rèn)為立桿的陰影位于光 敏圈內(nèi)，與基座聯(lián)動的光伏板與太陽垂直，完成追日控制。[0026]實施例[0027]基座表面的結(jié)構(gòu)如圖3所示，中部安裝立桿2，在立桿周圍安裝12個光敏電阻，然 后分為A、B、C三個區(qū)域，每個區(qū)域內(nèi)設(shè)置四個光敏電阻，在基座底面安裝a、b、c三個液壓 桿。[0028]假設(shè)基座初始位置平行于地面，清晨開機時，立桿的陰影位于區(qū)域A內(nèi)，區(qū)域A內(nèi) 的幾個光敏電阻所在串聯(lián)支路電流為零，此時中央控制模塊控制液壓桿和b、c向上，液壓 桿a向下，使陰影向光敏圈內(nèi)移動，中央控制模塊不斷的檢測陰影的位置，然后不斷的調(diào)整 液壓桿的豎直位置，直至立桿的陰影移動到光敏圈內(nèi)部，認(rèn)為基座與太陽光垂直，光伏板與 太陽光垂直。[0029]中央控制模塊定時檢測基座上陰影的位置，一旦任意串聯(lián)支路的輸出電流為零， 即開始調(diào)整基座的位置。[0030]本發(fā)明中，在與光伏板同步聯(lián)動的基座上端面中心處垂直向上安裝一立桿，該立 桿外側(cè)的基座上端面上安裝一與立桿外緣間隔設(shè)置的光敏圈，該光敏圈中的每一個光敏電 阻均分別與一電流采樣模塊串聯(lián)，每個電流采樣模塊的輸出信號由中央控制模塊接收，然 后該中央控制模塊根據(jù)電流信號驅(qū)動基座底面安裝的基座驅(qū)動模塊動作，不斷的調(diào)整基座 的位置，最終使立桿的陰影落在上述光敏圈內(nèi)，此時認(rèn)為基座與太陽光垂直，由于光伏板與 基座聯(lián)動，所以此時認(rèn)為光伏板與太陽光垂直，整體結(jié)構(gòu)簡單，可連續(xù)跟蹤太陽的位置，調(diào) 整光敏圈的耗子精可調(diào)整精度，成本低廉。
【權(quán)利要求】
1.一種光伏自動追日控制系統(tǒng)，其特征在于:包括與光伏板同步運動的基座、基座驅(qū) 動模塊、基座控制模塊和中央控制模塊，所述基座中心處垂直向上安裝一立桿，該立桿外側(cè) 的基座表面與立桿同軸安裝一光敏圈，該光敏圈與立桿外緣間隔設(shè)置，在基座底部安裝用 于基座運動的基座驅(qū)動模塊，該基座驅(qū)動模塊的控制端連接所述基座控制模塊的控制指令 輸出端，該基座控制模塊的輸入端連接所述中央控制模塊的一個控制指令輸出端，該中央 控制模塊的輸入端連接多個電流采樣模塊的輸出端，每個電流采樣模塊分別與光敏圈中的 一個光敏電阻構(gòu)成串聯(lián)支路，多個串聯(lián)支路相互并聯(lián)后連接電源的兩端，所述中央控制模 塊的另一個控制指令輸出端連接用于光伏板運動的光伏驅(qū)動模塊，所述基座驅(qū)動模塊為雙 軸追日機構(gòu)或液壓桿機構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種光伏自動追日控制系統(tǒng)的使用方法，其特征在于:包括 以下步驟:⑴中央控制模塊讀取每個電流采樣模塊的輸出電流；⑵當(dāng)任意輸出電流為零時，則認(rèn)為立桿的陰影遮擋光敏圈，通過那個串聯(lián)支路的電流 為零確定該陰影在基座上劃定的哪個區(qū)域內(nèi)；⑶中央控制模塊控制基座向陰影所在區(qū)域的方向運動，使陰影向基座的中心點移動；⑷不斷重復(fù)步驟⑴?⑶直至所有輸出電流均不為零時，則認(rèn)為立桿的陰影位于光敏圈 內(nèi)，與基座聯(lián)動的光伏板與太陽垂直，完成追日控制。
【文檔編號】G05D3/12GK103499978SQ201310452323
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月28日
【發(fā)明者】梁偉, 王楠, 李曉輝, 時燕新, 徐科, 王崢, 劉頌, 劉崇偉 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)天津市電力公司