一種太陽能線聚光組件單軸跟蹤的跟蹤方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種太陽能線聚光組件單軸跟蹤的跟蹤方法，所述太陽能線聚光組件包括線聚光面板以及太陽能電池，所述跟蹤方法為控制線聚光單軸跟蹤器使其跟蹤角滿足∠A=90°，∠B在每天隨時(shí)間變化而變化，其中，∠A為線聚光面板的AB截面方向的太陽光與線聚光面板的夾角，∠B為線聚光面板的AD截面方向的太陽光與線聚光面板的夾角。本發(fā)明根據(jù)太陽能線聚光組件對(duì)太陽光入射角的要求，采用能夠保證入射的太陽光經(jīng)過線聚光面板匯聚后全部落在對(duì)應(yīng)的太陽能電池上的跟蹤方法，從而大大提高陽能線聚光組件的發(fā)電效率，使線聚光單軸跟蹤器滿足太陽能線聚光組件使用單軸跟蹤時(shí)跟蹤精度的要求。
【專利說明】一種太陽能線聚光組件單軸跟蹤的跟蹤方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于太陽能利用【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種太陽能線聚光組件單軸跟蹤的跟蹤方法。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有單軸跟蹤主要針對(duì)平板組件，其跟蹤方法采用保證太陽光線與組件板面法線夾角最小(即入射角最小)或按時(shí)角模糊跟蹤。而對(duì)于太陽能線聚光組件，若采用針對(duì)平板組件的跟蹤方法，會(huì)使太陽能線聚光組件的利用率達(dá)不到最優(yōu)，具體體現(xiàn)為入射的太陽光經(jīng)線聚光面板匯聚后無法全部落在對(duì)應(yīng)的太陽能電池上，從而造成該部分入射太陽光的浪費(fèi)，即現(xiàn)有單軸跟蹤器的跟蹤方法達(dá)不到線聚光組件使用時(shí)的跟蹤精度要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于:針對(duì)上述存在的問題，提供一種能夠滿足太陽能線聚光組件使用單軸跟蹤時(shí)跟蹤精度要求的跟蹤方法。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種太陽能線聚光組件單軸跟蹤的跟蹤方法，所述太陽能線聚光組件包括線聚光面板以及太陽能電池，其特征在于:所述跟蹤方法為控制線聚光單軸跟蹤器使其跟蹤角滿足Z A=90°，Z B在每天隨時(shí)間變化而變化，其中，Z A為線聚光面板的AB截面方向的太陽光與線聚光面板的夾角，Z B為線聚光面板的AD截面方向的太陽光與線聚光面板的夾角，即入射的太陽光經(jīng)過線聚光面板匯聚后全部落在對(duì)應(yīng)的太陽能電池上；
所述跟蹤方法根據(jù)上述太陽能線聚光組件對(duì)太陽光入射角的要求，通過線聚光單軸跟蹤器安裝初始角度參數(shù)及某時(shí)間點(diǎn)的太陽高度角及方位角值，計(jì)算該時(shí)間點(diǎn)的跟蹤角度，其具體計(jì)算方法是:
首先，以O(shè)為原點(diǎn)，建立坐標(biāo)Oxyz和Ox' y' z，在Oxyz中過O點(diǎn)太陽光線LI的方向向量 SI= (ll,ml,nl)= (cos a *sin β , cos α *cos β，sin α);在 Ox' y' z 中與 AB 邊重合的直線 L2 的方向向量 S2' = (12'，m2'，n2' ) = (cos Θ，-sin Θ *sin γ，-sin Θ *cos γ )；然后，原點(diǎn)0不動(dòng)，將OV j' z繞z軸旋轉(zhuǎn)δ，即與Oxyz重合，變換后直線L2的方向向量 S2= (12，m2，n2) = (cos Θ *cos δ +sin Θ *sin γ *sin δ ，-sin Θ 氺sin γ 氺cos δ +cos Θ *sin δ，-sin Θ *cos γ )；
最后，要滿足Z A=90°，其充分必要條件為LI丄L2，
即:ll*12+ml*m2+nl*n2=0，即:(cos a *sin β )* (cosθ*cos δ +sin θ*sin γ *sin δ )+(cos a *cos β ) * (-sin Θ *sin γ *cos δ +cos Θ *sin δ ) + (sin a ) * (-sin Θ *cos γ ) =0 ;
化簡得:tg Θ = (cos β *cos σ *sin δ +sin β *cos a *cos δ )/ (cos γ *sin σ -sin γ *cosa *sin β *sin δ +sin γ *cos β *cos a *cos δ )；
艮Ρ?導(dǎo):Θ =arctg {(cos β ^cos a >!<sin δ +sin β ^cos α >!<cos δ )/ (cos γ ^sin α -sin γos α *sin β *sin δ +sin γ *cos β *cos α *cos δ )}； 其中，所述Z α為任意時(shí)刻太陽高度角，Z β為任意時(shí)刻太陽方位角，Z Y為線聚光單軸跟蹤器傾角，即線聚光單軸跟蹤器安裝時(shí)的初始軸線與地平面夾角，Z δ為線聚光單軸跟蹤器陣列傾角，即線聚光單軸跟蹤器安裝時(shí)的初始軸線在地平面上的投影與正南-北方向夾角，Z Θ為線聚光單軸跟蹤器跟蹤角。
[0005]本發(fā)明根據(jù)太陽能線聚光組件對(duì)太陽光入射角的要求，采用能夠保證入射的太陽光經(jīng)過線聚光面板匯聚后全部落在對(duì)應(yīng)的太陽能電池上的跟蹤方法，從而大大提高陽能線聚光組件的發(fā)電效率，使線聚光單軸跟蹤器滿足太陽能線聚光組件使用單軸跟蹤時(shí)跟蹤精度的要求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1是太陽能線聚光組件中線聚光面板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0007]圖2是本發(fā)明中線聚光面板的AB截面方向的太陽光與線聚光面板的夾角示意圖。
[0008]圖3是本發(fā)明中線聚光面板的AD截面方向的太陽光與線聚光面板的夾角示意圖。
[0009]圖4是本發(fā)明的原理圖。
[0010]圖中標(biāo)記:1為線聚光面板，2為太陽能電池。

【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)的說明。
[0012]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0013]如圖1、2和3所示，一種太陽能線聚光組件單軸跟蹤的跟蹤方法，所述太陽能線聚光組件包括線聚光面板I以及太陽能電池2，所述跟蹤方法為控制線聚光單軸跟蹤器使其跟蹤角滿足ZA=90°，Z B在每天隨時(shí)間變化而變化，對(duì)Z B的角度沒有要求，其中，Z A為線聚光面板I的AB截面方向的太陽光與線聚光面板I的夾角，Z B為線聚光面板I的AD截面方向的太陽光與線聚光面板I的夾角，即入射的太陽光經(jīng)過線聚光面板I匯聚后全部落在對(duì)應(yīng)的太陽能電池2上。
[0014]所述跟蹤方法根據(jù)上述太陽能線聚光組件對(duì)太陽光入射角的要求，通過線聚光單軸跟蹤器安裝初始角度參數(shù)及某時(shí)間點(diǎn)的太陽高度角及方位角值，計(jì)算該時(shí)間點(diǎn)的跟蹤角度，其具體計(jì)算方法是:
如圖4所示，首先，以O(shè)為原點(diǎn)，建立坐標(biāo)Oxyz和Ox ' y ' z，在Oxyz中過O點(diǎn)太陽光線 LI 的方向向量 SI= (ll，ml，nl) = (cos a *sin β，cos a *cos β，sin α );在Ox ' y ' z中與AB邊重合的直線L2的方向向量S2 ' = (12 '，m2 '，n2 ')=(cos θ，-sin θ *sin γ，-sin θ *cos γ )；
然后，原點(diǎn)O不動(dòng)，將OV j' z繞z軸旋轉(zhuǎn)δ，即與Oxyz重合，變換后直線L2的方向向量 S2= (12，m2，n2) = (cos Θ *cos δ +sin Θ *sin γ *sin δ ，-sin Θ 氺sin γ 氺cos δ +cos Θ *sin δ，-sin Θ *cos γ )；
最后，要滿足Z A=90°，其充分必要條件為LI丄L2，
即:ll*12+ml*m2+nl*n2=0，即:(cos a *sin β )* (cosθ*cos δ +sin θ*sin γ *sin δ )+(cos a *cos β ) * (-sin Θ *sin γ *cos δ +cos Θ *sin δ ) + (sin α ) * (-sin Θ *cos γ ) =0 ；化簡得:tg θ = (cos β *cos α *sin δ +sin β *cos α *cos δ )/ (cos γ *sin α -sin γ *cosα 氺sin β 氺sin δ +sin γ 氺cos β 氺cos α 氺cos δ )；
即得:Θ =arctg {(cos β *cos a *sin δ +sin β *cos a *cos δ )/ (cos γ *sin a -sin γ *cos a *sin β *sin δ +sin γ *cos β *cos a *cos δ )}；
其中，所述Z a為任意時(shí)刻太陽高度角，Z β為任意時(shí)刻太陽方位角，Z γ為線聚光單軸跟蹤器傾角，即線聚光單軸跟蹤器安裝時(shí)的初始軸線與地平面夾角，Z δ為線聚光單軸跟蹤器陣列傾角，即線聚光單軸跟蹤器安裝時(shí)的初始軸線在地平面上的投影與正南-北方向夾角，Z Θ為線聚光單軸跟蹤器跟蹤角。
[0015]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種太陽能線聚光組件單軸跟蹤的跟蹤方法，所述太陽能線聚光組件包括線聚光面板(I)以及太陽能電池(2)，其特征在于:所述跟蹤方法為控制線聚光單軸跟蹤器使其跟蹤角滿足Z A=90°，Z B在每天隨時(shí)間變化而變化，其中，Z A為線聚光面板(I)的AB截面方向的太陽光與線聚光面板(I)的夾角，Z B為線聚光面板(I)的AD截面方向的太陽光與線聚光面板(I)的夾角，即入射的太陽光經(jīng)過線聚光面板(I)匯聚后全部落在對(duì)應(yīng)的太陽能電池(2)上； 所述跟蹤方法根據(jù)上述太陽能線聚光組件對(duì)太陽光入射角的要求，通過線聚光單軸跟蹤器安裝初始角度參數(shù)及某時(shí)間點(diǎn)的太陽高度角及方位角值，計(jì)算該時(shí)間點(diǎn)的跟蹤角度，其具體計(jì)算方法是: 首先，以O(shè)為原點(diǎn)，建立坐標(biāo)Oxyz和Ox' y' z，在Oxyz中過O點(diǎn)太陽光線LI的方向向量 SI= (ll,ml,nl)= (cos a *sin β , cos α *cos β，sin α);在 Ox' y' z 中與 AB 邊重合的直線 L2 的方向向量 S2' = (12'，m2'，n2' ) = (cos Θ，-sin Θ *sin γ，-sin Θ *cos γ )；然后，原點(diǎn)0不動(dòng)，將OV j' z繞z軸旋轉(zhuǎn)δ，即與Oxyz重合，變換后直線L2的方向向量 S2= (12，m2，η2) = (cos Θ *cos δ +sin Θ *sin γ *sin δ ，-sin Θ 氺sin γ 氺cos δ +cos Θ *sin δ，-sin Θ *cos γ )； 最后，要滿足Z A=90°，其充分必要條件為LI丄L2，
即:ll*12+ml*m2+nl*n2=0，即:(cos a *sin β )* (cosθ*cos δ +sin θ*sin γ *sin δ )+(cos a *cos β ) * (-sin Θ *sin γ *cos δ +cos Θ *sin δ ) + (sin a ) * (-sin Θ *cos γ ) =0 ;
化簡得:tg Θ = (cos β *cos σ *sin δ +sin β *cos a *cos δ )/ (cos γ *sin σ -sin γ *cosa *sin β *sin δ +sin γ *cos β *cos a *cos δ )；
艮Ρ?導(dǎo):Θ =arctg {(cos β ^cos a >!<sin δ +sin β ^cos α >!<cos δ )/ (cos γ ^sin α -sin γos α *sin β *sin δ +sin γ *cos β *cos α *cos δ )}； 其中，所述Z α為任意時(shí)刻太陽高度角，Z β為任意時(shí)刻太陽方位角，Z γ為線聚光單軸跟蹤器傾角，即線聚光單軸跟蹤器安裝時(shí)的初始軸線與地平面夾角，Z δ為線聚光單軸跟蹤器陣列傾角，即線聚光單軸跟蹤器安裝時(shí)的初始軸線在地平面上的投影與正南-北方向夾角，Z Θ為線聚光單軸跟蹤器跟蹤角。
【文檔編號(hào)】G05D3/12GK104503485SQ201410803504
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月23日
【發(fā)明者】黃忠 申請(qǐng)人:四川鐘順太陽能開發(fā)有限公司