單軸光伏跟蹤控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及太陽(yáng)能光伏發(fā)電領(lǐng)域，特別涉及單軸光伏跟蹤控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著傳統(tǒng)能源的消耗及碳排放的增加，太陽(yáng)能作為一種清潔能源，以其安全可靠、無(wú)枯竭危險(xiǎn)、低污染等優(yōu)勢(shì)，成為國(guó)內(nèi)外發(fā)電的重要來(lái)源。在近年來(lái)得到大力發(fā)展。
[0003]傳統(tǒng)太陽(yáng)能發(fā)電采用光伏板固定軸方式安裝，根據(jù)其所在地理位置選擇一定的傾角，朝向陽(yáng)面安裝，其位置不會(huì)隨著太陽(yáng)位置的變化而變化。固定軸安裝方式以其安裝簡(jiǎn)便，成本較低等優(yōu)勢(shì)成為目前太陽(yáng)能光伏發(fā)電的主要安裝方式。
[0004]太陽(yáng)能光伏發(fā)電存在光照方向和強(qiáng)度隨時(shí)間不斷變化的狀況，據(jù)推算當(dāng)光伏板與太陽(yáng)光照存在25度偏差時(shí)，其光伏發(fā)電的轉(zhuǎn)換效率將下降10%以上。
[0005]太陽(yáng)能單軸光伏發(fā)電跟蹤系統(tǒng)根據(jù)所在地理外置，將光伏板安裝于一個(gè)固定傾角的支架，光伏板可以通過(guò)控制裝置控制其轉(zhuǎn)動(dòng)角度，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)光線垂直于光伏板強(qiáng)度最大化的最佳旋轉(zhuǎn)角度，有效提高太陽(yáng)能發(fā)電的效率。根據(jù)測(cè)算如果使用有效的跟蹤控制裝置，其發(fā)電效率可以提升30%以上，因此單軸光伏控制裝置成為單軸光伏發(fā)電系統(tǒng)的最重要組件，直接關(guān)系光伏發(fā)電的轉(zhuǎn)換效率。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]針對(duì)以上技術(shù)需求，本實(shí)用新型提出了一種單軸光伏跟蹤控制裝置。
[0007]—種單軸光伏跟蹤控制裝置，通過(guò)電機(jī)控制具有旋轉(zhuǎn)軸的光伏板的轉(zhuǎn)角，包括:處理器模塊、與處理器模塊連接的電源模塊、配置模塊、角度測(cè)量模塊、電機(jī)控制模塊、定位時(shí)鐘模塊、通信模塊；電源模塊為整個(gè)裝置各模塊及電機(jī)提供工作電源；配置模塊用于配置裝置工作的各項(xiàng)參數(shù)；角度測(cè)量模塊用于測(cè)量光伏板的傾角與轉(zhuǎn)角，并與處理器模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞；電機(jī)控制模塊根據(jù)處理器模塊計(jì)算結(jié)果控制電機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)達(dá)到計(jì)算角度；定位時(shí)鐘模塊通過(guò)GPS信號(hào)采集光伏板的實(shí)時(shí)地理、時(shí)鐘信息，為處理器模塊計(jì)算角度提供依據(jù)；通信模塊為裝置與管理平臺(tái)提供通信接口。
[0008]所述單軸光伏跟蹤控制裝置集成安裝于光伏板背面，通過(guò)外接直流電為其供電，并連接至電機(jī)。
[0009]所述單軸光伏跟蹤控制裝置用于根據(jù)角度測(cè)量模塊測(cè)得的光伏板傾角、定位時(shí)鐘模塊測(cè)得的地理位置信息和時(shí)間信息計(jì)算出光伏板當(dāng)前時(shí)刻最佳旋轉(zhuǎn)角度，通過(guò)電機(jī)控制模塊輸出的正向或反向電壓驅(qū)動(dòng)電機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，角度測(cè)量模塊實(shí)時(shí)測(cè)量光伏板轉(zhuǎn)角，閉環(huán)控制光伏板達(dá)到最佳旋轉(zhuǎn)角度。
[0010]所述單軸光伏跟蹤控制裝置具有隔離RS485輸出通信接口，支持Modbus及其他串口工作協(xié)議，單軸光伏跟蹤控制裝置與上位機(jī)通信。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為具體實(shí)施例的單軸光伏跟蹤控制裝置的結(jié)構(gòu)組成圖；
[0012]圖2為具體實(shí)施例的單軸光伏跟蹤控制裝置的安裝示意圖。
[0013]圖中:1_單軸光伏跟蹤控制裝置，2-旋轉(zhuǎn)軸，3-光伏板，4-安裝支架，5-電機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合【附圖說(shuō)明】本實(shí)用新型具體實(shí)施步驟:
[0015]如圖1所示的單軸光伏跟蹤控制裝置1包括:處理器模塊、電源模塊、配置模塊、角度測(cè)量模塊、電機(jī)控制模塊、定位時(shí)鐘模塊、通信模塊。電源模塊為整個(gè)裝置各模塊及電機(jī)控制提供工作電源；配置模塊與處理器模塊連接，配置裝置工作的各項(xiàng)參數(shù)；角度測(cè)量模塊測(cè)量光伏板3的傾角與轉(zhuǎn)角，并與處理器模塊連接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞；電機(jī)控制模塊根據(jù)處理器模塊計(jì)算結(jié)果控制電機(jī)5正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)達(dá)到計(jì)算角度；定位時(shí)鐘模塊通過(guò)GPS信號(hào)采集光伏板3的實(shí)時(shí)地理、時(shí)鐘信息，為處理器模塊計(jì)算角度提供依據(jù)；通信模塊為裝置與管理平臺(tái)提供通信接口。
[0016]如圖2所示，光伏板3通過(guò)安裝支架4固定，光伏板3背面連接旋轉(zhuǎn)軸2，本實(shí)用新型的單軸光伏跟蹤控制裝置1安裝于光伏板3背面，其安裝面應(yīng)保證與光伏板3平行。若由于安裝導(dǎo)致一定的角度誤差，可手工測(cè)量后，通過(guò)配置模塊設(shè)定公差，以便計(jì)算時(shí)做誤差處理?？刂蒲b置利用電纜與電機(jī)連接。
[0017]本實(shí)用新型的單軸光伏跟蹤控制裝置上電工作后，通過(guò)角度測(cè)量模塊測(cè)量的光伏板3傾角、定位時(shí)鐘模塊所測(cè)量的經(jīng)瑋度信息和實(shí)時(shí)時(shí)鐘計(jì)算出當(dāng)前光伏板3適當(dāng)?shù)淖罴研D(zhuǎn)角度。根據(jù)角度測(cè)量模塊測(cè)量到的光伏板3當(dāng)前的旋轉(zhuǎn)角度，判斷光伏板3應(yīng)當(dāng)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，向東為正，向西為反，并通過(guò)輸出正向、反向直流電壓驅(qū)動(dòng)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)光伏板旋轉(zhuǎn)角度，當(dāng)達(dá)到計(jì)算值時(shí)，停止轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)最強(qiáng)光照。
[0018]根據(jù)跟蹤精度要求和電機(jī)轉(zhuǎn)速性能，可以通過(guò)配置模塊設(shè)定本實(shí)用新型單軸光伏跟蹤控制裝置刷新跟蹤的時(shí)間間隔及光伏板實(shí)際旋轉(zhuǎn)角與計(jì)算旋轉(zhuǎn)角之間的允許誤差。
[0019]本實(shí)用新型還配置了通信模塊，該模塊具有隔離RS485輸出通信接口，支持Modbus及其他串口工作協(xié)議，實(shí)現(xiàn)單軸光伏跟蹤控制裝置與上位機(jī)通信，完成遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、控制功能。遠(yuǎn)程上位機(jī)可以讀取光伏板當(dāng)前傾角、旋轉(zhuǎn)角、地理信息、時(shí)鐘信息等；設(shè)定光伏板至某特定位置；設(shè)定安裝誤差；在定位時(shí)鐘模塊不能采集到有效的地理和時(shí)鐘信息時(shí)，遠(yuǎn)程設(shè)定光伏板的地理信息及工作時(shí)鐘。
[0020]以上是本實(shí)用新型的說(shuō)明而非限定，其他基于本實(shí)用新型的實(shí)施方式，均在本實(shí)用新型保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種單軸光伏跟蹤控制裝置，通過(guò)電機(jī)控制具有旋轉(zhuǎn)軸的光伏板的轉(zhuǎn)角，其特征在于，包括:處理器模塊、與處理器模塊連接的電源模塊、配置模塊、角度測(cè)量模塊、電機(jī)控制模塊、定位時(shí)鐘模塊、通信模塊；電源模塊為整個(gè)裝置各模塊及電機(jī)提供工作電源；配置模塊用于配置裝置工作的各項(xiàng)參數(shù)；角度測(cè)量模塊用于測(cè)量光伏板的傾角與轉(zhuǎn)角，并與處理器模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞；電機(jī)控制模塊根據(jù)處理器模塊計(jì)算結(jié)果控制電機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)達(dá)到計(jì)算角度；定位時(shí)鐘模塊通過(guò)GPS信號(hào)采集光伏板的實(shí)時(shí)地理、時(shí)鐘信息，為處理器模塊計(jì)算角度提供依據(jù)；通信模塊為裝置與管理平臺(tái)提供通信接口。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述單軸光伏跟蹤控制裝置，其特征在于，所述單軸光伏跟蹤控制裝置集成安裝于光伏板背面，通過(guò)外接直流電為其供電，并連接至電機(jī)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述單軸光伏跟蹤控制裝置，其特征在于，所述單軸光伏跟蹤控制裝置用于根據(jù)角度測(cè)量模塊測(cè)得的光伏板傾角、定位時(shí)鐘模塊測(cè)得的地理位置信息和時(shí)間信息計(jì)算出光伏板當(dāng)前時(shí)刻最佳旋轉(zhuǎn)角度，通過(guò)電機(jī)控制模塊輸出的正向或反向電壓驅(qū)動(dòng)電機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，角度測(cè)量模塊實(shí)時(shí)測(cè)量光伏板轉(zhuǎn)角，閉環(huán)控制光伏板達(dá)到最佳旋轉(zhuǎn)角度。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述單軸光伏跟蹤控制裝置，其特征在于，所述單軸光伏跟蹤控制裝置具有隔離RS485輸出通信接口，支持Modbus及其他串口工作協(xié)議，單軸光伏跟蹤控制裝置與上位機(jī)通信。
【專利摘要】本實(shí)用新型的單軸光伏跟蹤控制裝置主要包括：處理器模塊、電源模塊、配置模塊、角度測(cè)量模塊、電機(jī)控制模塊、定位時(shí)鐘模塊、通信模塊。單軸光伏跟蹤控制裝置安裝于太陽(yáng)能光伏發(fā)電板背面，需外面直流供電工作。通過(guò)角度測(cè)量模塊測(cè)量的光伏板傾角、定位時(shí)鐘模塊所測(cè)量的經(jīng)緯度信息和實(shí)時(shí)時(shí)鐘計(jì)算出當(dāng)前光伏板最佳的旋轉(zhuǎn)角度。本實(shí)用新型的單軸光伏跟蹤控制裝置通過(guò)電機(jī)控制模塊輸出正、反向直流電壓控制單軸光伏板電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)，并通過(guò)角度測(cè)量模塊測(cè)量實(shí)時(shí)旋轉(zhuǎn)角度，實(shí)現(xiàn)光伏板達(dá)到計(jì)算的最佳旋轉(zhuǎn)角度，以實(shí)現(xiàn)光照強(qiáng)度的最大化。
【IPC分類】G05D3/12
【公開號(hào)】CN205015743
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520265345
【發(fā)明人】葛益嫻, 彭波, 王婷婷
【申請(qǐng)人】南京信息工程大學(xué)
【公開日】2016年2月3日
【申請(qǐng)日】2015年4月28日