一種基於地球自轉軸的太陽光伏發電控制系統的製作方法

2023-11-12 05:49:02

專利名稱：一種基於地球自轉軸的太陽光伏發電控制系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種控制系統，尤其是涉及一種基於地球自轉軸的太陽光伏發電控制系統。
背景技術：
隨著社會的不斷發展，各行各業對能源的需求量也在大幅度提高，然而地球本身的能源蘊含量是有限的，這使得人類不得不面對能源緊缺的問題。近年來，利用太陽光作為能源的提供者已成為人們關注的焦點，光伏發電、光熱發電等能量轉換的方式相繼出現。然而傳統形式的光伏發電系統，大多採用雙軸自動跟蹤的方式，這種方式雖然能夠實現自動追蹤的功能，但是由於外界環境以及系統自身誤差的影響，往往達不到理想效果，存在跟蹤精度不高、控制過程複雜、抗幹擾能力低等問題。

發明內容
本發明所要解決的技術問題在於針對上述現有技術中的不足，提供一種基於地球自轉軸的太陽光伏發電控制系統，其結構簡單且使用操作方便，通過對自動控制原理以及光學原理的巧妙結合，實現了光伏模組對太陽光的定向追蹤。為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案是:一種基於地球自轉軸的太陽光伏發電控制系統，其特徵在於:包括系統控制器、安裝在模組軸上的光伏模組、與系統控制器相接且將跟蹤到的太陽位置信號轉換為電信號的太陽位置傳感器、在系統控制器的控制下對光伏模組的方位角進行調節的電機一和在系統控制器的控制下對光伏模組的高度角進行調節的電機二 ；所述電機一和電機二均與系統控制器相接，所述太陽位置傳感器安裝在光伏模組上並跟隨光伏模組同步轉動，所述電機一和電機二分別與光伏模組相接；所述太陽位置傳感器包括塔壁、安裝在塔壁內且垂直於塔壁底面的鏡筒、安裝在塔壁底面上的光敏電阻以及安裝在塔壁側面上的光電池。上述一種基於地球自轉軸的太陽光伏發電控制系統，其特徵是:所述模組軸與地球自轉軸相平行安裝。上述一種基於地球自轉軸的太陽光伏發電控制系統，其特徵是:所述光伏模組與模組軸呈夾角α安裝，且所述夾角α的具體數值取決於被控光伏發電系統所在地的經緯度。上述一種基於地球自轉軸的太陽光伏發電控制系統，其特徵是:所述塔壁呈圓臺形。上述一種基於地球自轉軸的太陽光伏發電控制系統，其特徵是:所述鏡筒呈圓柱形且所述圓柱形鏡筒與圓臺形塔壁的上底面相重合。上述一種基於地球自轉軸的太陽光伏發電控制系統，其特徵是:所述電機一為伺服電機。上述一種基於地球自轉軸的太陽光伏發電控制系統，其特徵是:所述電機二為伸縮杆電機。上述一種基於地球自轉軸的太陽光伏發電控制系統，其特徵是:所述系統控制器為PLC或單片機。上述一種基於地球自轉軸的太陽光伏發電控制系統，其特徵是:所述光敏電阻的數量為多個。上述一種基於地球自轉軸的太陽光伏發電控制系統，其特徵是:所述光電池的數量為2個且呈對稱布設。本發明與現有技術相比具有以下優點:控制過程簡單，投入成本低，將閉環控制原理與光學鏡面反射原理集於一體，所採取的傳感器為粗定位與準確定位相結合的二次定位結構，通過對天體運行以及地球自轉規律的把握，實現了對太陽位置的精確追蹤，使得自動追蹤精度以及傳感器的抗幹擾能力大幅度提聞。下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。


圖1為本發明的結構原理框圖。圖2為本發明的太陽位置傳感器的結構圖。圖3為本發明的光伏模組與模組軸的位置結構圖附圖標記說明:1-光伏模組；2-模組軸；3-太陽位置傳感器；4-系統控制器；5_電機一 ；6-電機二 ；7-鏡筒； 8-塔壁； 9-光電池；10-光敏電阻。
具體實施例方式如圖1、圖2和圖3所示，本發明包括系統控制器4、安裝在模組軸2上的光伏模組
1、與系統控制器4相接且將跟蹤到的太陽位置信號轉換為電信號的太陽位置傳感器3、在系統控制器4的控制下對光伏模組I的方位角進行調節的電機一 5和在系統控制器4的控制下對光伏模組I的高度角進行調節的電機二 6 ;所述電機一 5和電機二 6均與系統控制器4相接，所述太陽位置傳感器3安裝在光伏模組I上並跟隨光伏模組I同步轉動，所述電機一 5和電機二 6分別與光伏模組I相接；所述太陽位置傳感器3包括塔壁8、安裝在塔壁8內且垂直於塔壁8底面的鏡筒7、安裝在塔壁8底面上的光敏電阻10以及安裝在塔壁8側面上的光電池9。本實施例中，所述模組軸2與地球自轉軸相平行安裝。本實施例中，所述光伏模組I與模組軸2呈夾角α安裝，且所述夾角α的具體數值取決於被控光伏發電系統所在地的經緯度。本實施例中，所述塔壁8呈圓臺形。本實施例中，所述鏡筒7呈圓柱形且所述圓柱形鏡筒7與圓臺形塔壁8的上底面
相重合。本實施例中，所述電機一 5為伺服電機。
本實施例中，所述電機二 6為伸縮杆電機。本實施例中，所述系統控制器4為PLC或單片機。本實施例中，所述光敏電阻10的數量為多個。本實施例中，所述光電池9的數量為2個且呈對稱布設。以上所述，僅是本發明的較佳實施例，並非對本發明作任何限制，凡是根據本發明技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬於本發明技術方案的保護範圍內。
權利要求
1.一種基於地球自轉軸的太陽光伏發電控制系統，其特徵在於:包括系統控制器(4)、安裝在模組軸(2)上的光伏模組(I)、與系統控制器(4)相接且將跟蹤到的太陽位置信號轉換為電信號的太陽位置傳感器(3)、在系統控制器(4)的控制下對光伏模組(I)的方位角進行調節的電機一(5)和在系統控制器(4)的控制下對光伏模組(I)的高度角進行調節的電機二出)；所述電機一(5)和電機二(6)均與系統控制器(4)相接，所述太陽位置傳感器(3)安裝在光伏模組⑴上並跟隨光伏模組⑴同步轉動，所述電機一(5)和電機二(6)分別與光伏模組(I)相接；所述太陽位置傳感器(3)包括塔壁(8)、安裝在塔壁(8)內且垂直於塔壁⑶底面的鏡筒(7)、安裝在塔壁⑶底面上的光敏電阻(10)以及安裝在塔壁(8)側面上的光電池(9)。
2.按照權利要求1所述的一種基於地球自轉軸的太陽光伏發電控制系統，其特徵在於:所述模組軸(2)與地球自轉軸相平行安裝。
3.按照權利要求1或2所述的一種基於地球自轉軸的太陽光伏發電控制系統,其特徵在於:所述光伏模組(I)與模組軸(2)呈夾角α安裝，且所述夾角α的具體數值取決於被控光伏發電系統所在地的經緯度。
4.按照權利要求1或2所述的一種基於地球自轉軸的太陽光伏發電控制系統,其特徵在於:所述塔壁(8)呈圓臺形。
5.按照權利要求1或4所述的一種基於地球自轉軸的太陽光伏發電控制系統,其特徵在於:所述鏡筒(7)呈圓柱形且所述圓柱形鏡筒(7)與圓臺形塔壁(8)的上底面相重合。
6.按照權利要求1或2所述的一種基於地球自轉軸的太陽光伏發電控制系統,其特徵在於:所述電機一(5)為伺服電機。
7.按照權利要求1或2所述的一種基於地球自轉軸的太陽光伏發電控制系統,其特徵在於:所述電機二(6)為伸縮杆電機。
8.按照權利要求1或2所述的一種基於地球自轉軸的太陽光伏發電控制系統，其特徵在於:所述系統控制器(4)為PLC或單片機。
9.按照權利要求1或2所述的一種基於地球自轉軸的太陽光伏發電控制系統,其特徵在於:所述光敏電阻(10)的數量為多個。
10.按照權利要求1或2所述的一種基於地球自轉軸的太陽光伏發電控制系統,其特徵在於:所述光電池(9)的數量為2個且呈對稱布設。
全文摘要
本發明公開了一種基於地球自轉軸的太陽光伏發電控制系統，包括系統控制器、安裝在模組軸上的光伏模組、與系統控制器相接且將跟蹤到的太陽位置信號轉換為電信號的太陽位置傳感器、在系統控制器的控制下對光伏模組的方位角進行調節的電機一和在系統控制器的控制下對光伏模組的高度角進行調節的電機二；所述太陽位置傳感器包括塔壁、安裝在塔壁內且垂直於塔壁底面的鏡筒、安裝在塔壁底面上的光敏電阻以及安裝在塔壁側面上的光電池。本發明控制過程簡單，投入成本低，通過對天體運行以及地球自轉規律的把握，有效解決了傳統光伏發電系統跟蹤精度不高、控制過程複雜、抗幹擾能力低等問題。
文檔編號H02N6/00GK103166508SQ201110421610
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月15日 優先權日2011年12月15日
發明者馮蘭勝, 張超 申請人:西安大昱光電科技有限公司