聚光器光伏系統(tǒng)、集成電路、跟蹤偏差檢測(cè)和校正方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通過(guò)將太陽(yáng)光會(huì)聚在發(fā)電元件上產(chǎn)生電力的聚光器光伏(CPV)。
【背景技術(shù)】
[0002]在聚光器光伏中，使用的是以下的基本單元構(gòu)造:使被透鏡會(huì)聚的太陽(yáng)光入射到由具有高發(fā)電效率的小尺寸化合物半導(dǎo)體形成的發(fā)電元件(太陽(yáng)能電池)上。具體地，例如，由樹(shù)脂形成的多個(gè)菲涅爾透鏡垂直和水平地排列在透明玻璃板上。然后，菲涅爾透鏡中的每個(gè)會(huì)聚太陽(yáng)光，使被會(huì)聚的光入射到發(fā)電元件中的與其對(duì)應(yīng)的一個(gè)上，這些發(fā)電元件被布置成以與菲涅爾透鏡的數(shù)量相同的數(shù)量對(duì)應(yīng)于菲涅爾透鏡。
[0003]發(fā)電元件例如以相等間隔布置在細(xì)長(zhǎng)柔性印刷襯底上，并且經(jīng)由銅圖案彼此連接。另外，上面均安裝有這些發(fā)電元件的多個(gè)柔性印刷電路布置在平坦表面上，以彼此電連接。以此方式，可以通過(guò)二維布置發(fā)電元件以對(duì)應(yīng)于菲涅爾透鏡，從發(fā)電元件收集輸出。(例如，參見(jiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)1(圖1、圖2和圖4)、專(zhuān)利文獻(xiàn)2(圖1、圖2、圖5和圖6)和專(zhuān)利文獻(xiàn)3(圖1、圖3、圖5和圖6)) ο
[0004]當(dāng)使用此基本構(gòu)造作為聚光器光伏模塊(例如，專(zhuān)利文獻(xiàn)I至3的圖2)時(shí)，通過(guò)進(jìn)一步布置多個(gè)模塊，形成聚光器光伏面板(例如，專(zhuān)利文獻(xiàn)I至3的圖1)。然后，驅(qū)動(dòng)裝置使聚光器光伏面板的整體執(zhí)行跟蹤操作，使其一直面對(duì)太陽(yáng)，由此可獲得需要產(chǎn)生的電力?；旧?，跟蹤操作取決于跟蹤傳感器和基于安裝地點(diǎn)的時(shí)間、瑋度和經(jīng)度對(duì)太陽(yáng)位置的估計(jì)。還提出了通過(guò)軟件吸收設(shè)備的安裝誤差(例如，參見(jiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)4)。
[0005]引用列表
[0006][專(zhuān)利文獻(xiàn)]
[0007]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特許專(zhuān)利公開(kāi)N0.2013-80760
[0008]專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本特許專(zhuān)利公開(kāi)N0.2013-93435
[0009]專(zhuān)利文獻(xiàn)3:日本特許專(zhuān)利公開(kāi)N0.2013-93437
[0010]專(zhuān)利文獻(xiàn)4:日本特許專(zhuān)利公開(kāi)N0.2009-186094

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011][技術(shù)問(wèn)題]
[0012]然而，跟蹤傳感器不能說(shuō)完全沒(méi)有誤差，并且會(huì)造成跟蹤偏差。另外，由于長(zhǎng)時(shí)間使用，導(dǎo)致聚光器光伏面板或支撐聚光器光伏面板的底座上出現(xiàn)的扭曲會(huì)造成跟蹤偏差。
[0013]同時(shí)，即使當(dāng)正出現(xiàn)略微的跟蹤偏差時(shí)，只要偏差沒(méi)有大得造成被會(huì)聚太陽(yáng)光完全在發(fā)電元件外部，就可獲得產(chǎn)生的電力。因此，難以發(fā)現(xiàn)跟蹤偏差出現(xiàn)本身。此外，從外觀(guān)不知道正出現(xiàn)的偏差是怎樣的。此外，在陽(yáng)光狀況可根據(jù)天氣和云而大大變化的環(huán)境下，不容易檢測(cè)跟蹤偏差。
[0014]依據(jù)以上問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種檢測(cè)至少聚光器光伏中跟蹤太陽(yáng)的偏差的技術(shù)。
[0015][問(wèn)題的解決方案]
[0016]〈〈聚光器光伏系統(tǒng)》
[0017]—種聚光器光伏系統(tǒng)包括:聚光器光伏面板；驅(qū)動(dòng)裝置，其被構(gòu)造成使所述聚光器光伏面板在方位角和仰角(elevat1n)的兩個(gè)軸上相對(duì)于太陽(yáng)執(zhí)行周期性跟蹤操作；測(cè)量部，其被構(gòu)造成檢測(cè)產(chǎn)生的功率或產(chǎn)生的電流作為所述聚光器光伏面板的產(chǎn)生電量；控制部，其被構(gòu)造成當(dāng)所述驅(qū)動(dòng)裝置已經(jīng)使所述聚光器光伏面板在所述兩個(gè)軸中的任一個(gè)上執(zhí)行跟蹤操作時(shí)，獲得所述跟蹤操作之前和之后所述聚光器光伏面板的產(chǎn)生電量的變化，所述控制部被構(gòu)造成基于所述變化，確定存在/不存在應(yīng)該被校正的跟蹤偏差。
[0018]〈〈半導(dǎo)體集成電路》
[0019]本發(fā)明是一種聚光器光伏系統(tǒng)中將使用的半導(dǎo)體集成電路，所述聚光器光伏系統(tǒng)包括:聚光器光伏面板；驅(qū)動(dòng)裝置，其被構(gòu)造成使所述聚光器光伏面板在方位角和仰角的兩個(gè)軸上相對(duì)于太陽(yáng)執(zhí)行周期性跟蹤操作；測(cè)量部，其被構(gòu)造成檢測(cè)產(chǎn)生的功率或產(chǎn)生的電流作為所述聚光器光伏面板的產(chǎn)生電量，所述半導(dǎo)體集成電路具有以下功能:當(dāng)所述驅(qū)動(dòng)裝置已經(jīng)使所述聚光器光伏面板在所述兩個(gè)軸中的任一個(gè)上執(zhí)行跟蹤操作時(shí)，獲得所述跟蹤操作之前和之后所述聚光器光伏面板的產(chǎn)生電量的變化，并且基于所述變化，確定存在/不存在應(yīng)該被校正的跟蹤偏差。
[0020]〈〈跟蹤偏差檢測(cè)程序>>
[0021]本發(fā)明是一種聚光器光伏系統(tǒng)中將使用的跟蹤偏差檢測(cè)程序，所述聚光器光伏系統(tǒng)包括:聚光器光伏面板；驅(qū)動(dòng)裝置，其被構(gòu)造成使所述聚光器光伏面板在方位角和仰角的兩個(gè)軸上相對(duì)于太陽(yáng)執(zhí)行周期性跟蹤操作；測(cè)量部，其被構(gòu)造成檢測(cè)產(chǎn)生的功率或產(chǎn)生的電流作為所述聚光器光伏面板的產(chǎn)生電量，所述跟蹤偏差檢測(cè)程序被構(gòu)造成使計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)以下功能:當(dāng)所述驅(qū)動(dòng)裝置已經(jīng)使所述聚光器光伏面板在所述兩個(gè)軸中的任一個(gè)上執(zhí)行跟蹤操作時(shí)，獲得所述跟蹤操作之前和之后所述聚光器光伏面板的產(chǎn)生電量的變化，并且基于所述變化，確定存在/不存在應(yīng)該被校正的跟蹤偏差。
[0022]?跟蹤偏差校正程序>>
[0023]本發(fā)明是一種聚光器光伏系統(tǒng)中將使用的跟蹤偏差校正程序，所述聚光器光伏系統(tǒng)包括:聚光器光伏面板；驅(qū)動(dòng)裝置，其被構(gòu)造成使所述聚光器光伏面板在方位角和仰角的兩個(gè)軸上相對(duì)于太陽(yáng)執(zhí)行周期性跟蹤操作；測(cè)量部，其被構(gòu)造成檢測(cè)產(chǎn)生的功率或產(chǎn)生的電流作為所述聚光器光伏面板的產(chǎn)生電量，所述跟蹤偏差校正程序被構(gòu)造成使計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)以下功能:當(dāng)所述驅(qū)動(dòng)裝置已經(jīng)使所述聚光器光伏面板在所述兩個(gè)軸中的任一個(gè)上執(zhí)行跟蹤操作時(shí)，獲得所述跟蹤操作之前和之后所述聚光器光伏面板的產(chǎn)生電量的變化，基于所述變化，確定存在/不存在應(yīng)該被校正的跟蹤偏差；當(dāng)已經(jīng)確定存在應(yīng)該被校正的跟蹤偏差時(shí)，基于執(zhí)行所述跟蹤操作的軸、在所述軸上執(zhí)行的所述跟蹤操作的方向性、所述變化的符號(hào)，確定應(yīng)該校正所述跟蹤偏差的軸和方向性，并且向所述驅(qū)動(dòng)裝置提供指令，以按照所確定的應(yīng)該進(jìn)行校正的軸和方向性進(jìn)行校正。
[0024]〈〈跟蹤偏差檢測(cè)方法>>
[0025]本發(fā)明的跟蹤給偏差檢測(cè)方法是一種由光伏系統(tǒng)中設(shè)置的控制部執(zhí)行的跟蹤偏差檢測(cè)方法，所述光伏系統(tǒng)包括:聚光器光伏面板；驅(qū)動(dòng)裝置，其被構(gòu)造成使所述聚光器光伏面板在方位角和仰角的兩個(gè)軸上相對(duì)于太陽(yáng)執(zhí)行周期性跟蹤操作；測(cè)量部，其被構(gòu)造成檢測(cè)產(chǎn)生的功率或產(chǎn)生的電流作為聚光器光伏面板的產(chǎn)生電量，所述跟蹤偏差檢測(cè)方法包括:(i)當(dāng)所述驅(qū)動(dòng)裝置已經(jīng)使所述聚光器光伏面板在所述兩個(gè)軸中的任一個(gè)上執(zhí)行跟蹤操作時(shí)，獲得所述跟蹤操作之前和之后所述聚光器光伏面板的產(chǎn)生電量的變化；(ii)基于所述變化，確定存在/不存在應(yīng)該被校正的跟蹤偏差。
[0026]?跟蹤偏差校正方法>>
[0027]本發(fā)明的跟蹤給偏差校正方法是一種由光伏系統(tǒng)中設(shè)置的控制部執(zhí)行的跟蹤偏差校正方法，所述光伏系統(tǒng)包括:聚光器光伏面板；驅(qū)動(dòng)裝置，其被構(gòu)造成使所述聚光器光伏面板在方位角和仰角的兩個(gè)軸上相對(duì)于太陽(yáng)執(zhí)行周期性跟蹤操作；測(cè)量部，其被構(gòu)造成檢測(cè)產(chǎn)生的功率或產(chǎn)生的電流作為所述聚光器光伏面板的產(chǎn)生電量，所述跟蹤偏差校正方法包括:(i)當(dāng)所述驅(qū)動(dòng)裝置已經(jīng)使所述聚光器光伏面板在所述兩個(gè)軸中的任一個(gè)上執(zhí)行跟蹤操作時(shí)，獲得所述跟蹤操作之前和之后所述聚光器光伏面板的產(chǎn)生電量的變化；(ii)基于所述變化，確定存在/不存在應(yīng)該被校正的跟蹤偏差；(iii)當(dāng)已經(jīng)確定存在應(yīng)該被校正的跟蹤偏差時(shí)，基于執(zhí)行所述跟蹤操作的軸、在所述軸上執(zhí)行的所述跟蹤操作的方向性、所述變化的符號(hào)，確定應(yīng)該校正所述跟蹤偏差的軸和方向性；(iv)向所述驅(qū)動(dòng)裝置提供指令，以按照所確定的應(yīng)該進(jìn)行校正的軸和方向性進(jìn)行校正。
[0028][本發(fā)明的有利效果]
[0029]根據(jù)本發(fā)明，而可以容易并且準(zhǔn)確地確定在聚光器光伏中執(zhí)行的跟蹤太陽(yáng)的過(guò)程中是否存在應(yīng)該被校正的跟蹤偏差。
【附圖說(shuō)明】
[0030]圖1是不出聚光器光伏設(shè)備的一個(gè)不例的立體圖；
[0031]圖2是示出聚光器光伏模塊的一個(gè)示例的放大圖的立體圖(部分被切除);
[0032]圖3是圖2中的III部分的放大圖；
[0033]圖4是示出當(dāng)通過(guò)布置均具有大體正方形形狀的64個(gè)(長(zhǎng)8X寬8)模塊而形成的聚光器光伏設(shè)備被定義為“一個(gè)單元”時(shí)，假設(shè)布置15個(gè)單元的狀態(tài)的立體圖；
[0034]圖5示出在一天中太陽(yáng)中天時(shí)間前后的時(shí)區(qū)(11點(diǎn)至12點(diǎn))中的聚光器光伏設(shè)備的15個(gè)單元產(chǎn)生的功率的測(cè)量值的曲線(xiàn)圖；
[0035]圖6示出代表波形中被提取的特征變化模式的四個(gè)曲線(xiàn)圖；
[0036]圖7示出模式(a)的曲線(xiàn)圖和均表示發(fā)電元件上形成聚光斑的位置的各個(gè)圖示；
[0037]圖8示出模式(b)的曲線(xiàn)圖和均表示發(fā)電元件上形成聚光斑的位置的各個(gè)圖示；
[0038]圖9示出模式(C)的曲線(xiàn)圖和均表示發(fā)電元件上形成聚光斑的位置的各個(gè)圖示；
[0039]圖10示出模式(d)的曲線(xiàn)圖和均表示發(fā)電元件上形成聚光斑的位置的各個(gè)圖示;
[0040]圖11是示出聚光器光伏系統(tǒng)的電氣構(gòu)造的一個(gè)示例的框圖；
[0041]圖12是示出控制部執(zhí)行的操作的流程圖(1/2);
[0042]圖13是示出控制部執(zhí)行的操作的流程圖(2/2);
[0043]圖14示出在功率轉(zhuǎn)換部中執(zhí)行的MPPT控制和控制部相對(duì)于跟蹤偏差執(zhí)行的控制的執(zhí)行定時(shí)的一個(gè)示例；
[0044]圖15示出通過(guò)將控制部的全部或部分集成在半導(dǎo)體襯底上而獲得的半導(dǎo)體集成電路的一個(gè)示例。
[0045]圖16是示出半導(dǎo)體集成電路的內(nèi)部構(gòu)造當(dāng)被輸入仰角向上方向驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)的一個(gè)示例的框圖；
[0046]圖17是示出半導(dǎo)體集成電路的內(nèi)部構(gòu)造當(dāng)被輸入仰角向下方向驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)的一個(gè)示例的框圖；
[0047]圖18是示出半導(dǎo)體集成電路的內(nèi)部構(gòu)造當(dāng)被輸入方位角向右方向驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)的一個(gè)不例的框圖；
[0048]圖19是示出半導(dǎo)體集成電路的內(nèi)部構(gòu)造當(dāng)被輸入方位角向左方向驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)的一個(gè)不例的框圖；
[0049]圖20是由圖16中示出的半導(dǎo)體集成電路執(zhí)行的操作的時(shí)序圖；
[0050]圖21是示出根據(jù)第二實(shí)施例的聚光器光伏系統(tǒng)的電氣構(gòu)造的一個(gè)示例的框圖；
[0051]圖22是示出根據(jù)第三實(shí)施例的聚光器光伏系統(tǒng)的電氣構(gòu)造的一個(gè)示例的框圖；
[0052]圖23是示出通過(guò)校正獲得的產(chǎn)生的