太陽能跟蹤發電系統的製作方法
2023-10-10 02:05:49 2
技術領域
本實用新型涉及太陽能發電技術領域，特別是涉及太陽能跟蹤發電系統。
背景技術：
逆變器是把直流電能轉變成交流電能的裝置，它由逆變橋、控制邏輯和濾波電路組成。在太陽能跟蹤發電系統中，太陽能跟蹤發電裝置產生的直流電經由逆變器轉換成適用於電網發電用的380V交流電，而後將電能輸送給電網供工業用電使用。由控制邏輯對輸入輸出電壓信號及各部件的輸入和輸出信號進行控制，從而實現對逆變器的邏輯控制。另外，如圖1和2所示，在太陽能跟蹤發電系統中，由於需對太陽能跟蹤發電裝置經受的外界風速、太陽能跟蹤發電裝置電池板的俯仰角和方位角的當前值、太陽的位置及時間等信號進行採集，並將採集到的信號傳遞給太陽電跟蹤發電裝置的控制系統，由太陽電跟蹤發電裝置的控制系統對得到的太陽的位置、外界風速、時間及太陽能電池板的俯仰角等參數進行處理，而後將處理的結果通知給控制太陽能電池板俯仰角的俯仰電機，由俯仰電機按此信號控制太陽能跟蹤裝置俯仰軸的旋轉角度，從而控制太陽能電池板的俯仰角、使太陽能電池板與太陽光垂直，從而保證獲得足夠充足的太陽能。在現有的太陽能跟蹤發電裝置中，需要風速傳感器26、位置傳感器28、光控傳感器27等監測採集太陽能跟蹤裝置運行狀態信號，並將其運行狀態信號傳遞給太陽電跟蹤發電裝置的太陽能跟蹤裝置控制單元2中，因此需要設置一臺單獨的控制器承載太陽能跟蹤裝置控制單元2的控制器7和單獨的逆變器1來分別完成對太陽能跟蹤裝置的運行狀態及太陽電跟蹤器獲得的直流電進行分別處理，這樣，造成太陽能跟蹤發電系統的外接裝置多、外接線路多，使太陽電跟蹤器的生產成本較高，在目前太陽電跟蹤發電領域競爭激烈的大環境下，降低成本是永遠的主題，因此需要對此現狀進行改進。
技術實現要素：
本實用新型的目的是針對現有技術太陽能電跟蹤發電系統外接裝置多，外接線路多，使得整個系統的造價高且安裝複雜的不足，提供一種太陽能跟蹤發電系統。
本實用新型的目的是通過如下技術方案實現的：
一種太陽能跟蹤發電系統，包括太陽能發電裝置、太陽能跟蹤裝置、控制太陽能跟蹤裝置俯仰角和方位角的太陽能跟蹤裝置控制單元、檢測太陽能跟蹤裝置運行狀態的檢測單元和將太陽能發電裝置產生的直流電能轉化成交流電能的逆變器，檢測單元檢測到的太陽能運行狀態信號傳遞給太陽能跟蹤裝置控制單元，太陽能跟蹤裝置控制單元對接收到的太陽能跟蹤裝置俯仰角和方位角當前角度值和太陽能跟蹤裝置運行狀態信號與太陽實時角度進行比較並輸出控制信號到太陽能跟蹤裝置的俯仰角和方位角驅動裝置，所述太陽能跟蹤裝置控制單元設置在逆變器箱體內；
所述太陽能跟蹤裝置控制單元與逆變器的逆變模塊分體連接，在逆變器箱體上設置有太陽能跟蹤裝置控制單元的輸入接口和輸出接口；
所述太陽能跟蹤裝置控制單元包括實時角度計算模塊、運動控制模塊和俯仰角和方位角驅動模塊，實時角度計算模塊對太陽能跟蹤裝置的俯仰角和方位角當前角度值進行計算並輸出給運動控制模塊，由運動控制模塊將接收到的太陽能跟蹤裝置俯仰角和方位角當前角度值和太陽能跟蹤裝置運行狀態信號與太陽實時角度進行比較並輸出給俯仰角和方位角驅動模塊，俯仰角和方位角驅動模塊輸出控制信號到俯仰角和方位角驅動裝置，俯仰角和方位角驅動裝置驅動太陽能跟蹤裝置追隨太陽轉動；
通過逆變器的控制邏輯對接收到的太陽能跟蹤裝置俯仰角和方位角當前角度值和太陽能跟蹤裝置運行狀態信號與太陽實時角度進行比較並輸出控制信號到太陽能跟蹤裝置的俯仰角和方位角驅動裝置；
通過逆變器的控制邏輯對太陽實時角度進行計算，並接收太陽能跟蹤裝置運行狀態信號；
所述太陽能跟蹤裝置的俯仰角和方位角驅動裝置為伺服驅動裝置，俯仰角和方位角驅動模塊為伺服驅動模塊，由伺服電機驅動太陽能跟蹤裝置追隨太陽運動。
採用本實用新型結構的太陽能跟蹤發電系統，將太陽能跟蹤裝置控制單元2的控制器箱體和逆變器的箱體合二為一，減少了布線距離，節約了成本。
進一步地，由於太陽能跟蹤裝置運行狀態信號可直接輸入給逆變器的邏輯控制模塊，逆變器的邏輯控制模塊對接收到的太陽能跟蹤裝置運行狀態信號進行分析和處理後輸出給太陽能跟蹤裝置，因此，省去了太陽能跟蹤裝置控制處理器，簡化了結構、減少的外部接線，不僅安裝方便，且節約了成本，提高了競爭力。
附圖說明
圖1為現有技術太陽能跟蹤系統實施例結構示意圖；
圖2為現有技術太陽能跟蹤系統太陽能跟蹤裝置控制單元實施例原理方框圖；
圖3為本實用新型太陽能跟蹤系統實施例結構示意圖；
圖4為本實用新型太陽能跟蹤系統用逆變器一實施例工作原理方框圖；
圖5為本實用新型太陽能跟蹤系統用逆變器另一實工作原理方框圖。
1-傳統逆變器 2-太陽能跟蹤裝置控制單元 3-太陽能跟蹤裝置及太陽能發電裝置 4-集成式逆變器 5-逆變模塊 6-控制邏輯 7-控制器 8-逆變器箱體 21-實時角度計算模塊 22-運動控制模塊 23-俯仰角驅動模塊 24-伺服電機一 25-I/O模塊 26-風速傳感器 27-光控傳感器 28-位置傳感器 29-方位角驅動模塊 30-伺服電機二。
具體實施方式
下面結合附圖及實施例對本實用新型做進一步的描述：
如圖3所示，本實用新型的太陽能跟蹤發電系統，包括太陽能跟蹤裝置和太陽能發電裝置3、集成式逆變器4，太陽能發電裝置的電池板設置在太陽能跟蹤裝置上，由太陽能跟蹤裝置攜帶太陽能電池板追隨太陽轉動，使太陽能電池板與太陽光保持適宜的角度，由集成式逆變器4將太陽能發電裝置的直流電能轉化成交流電能，對太陽實時角度進行計算，並完成太陽能跟蹤裝置運行狀態信號與太陽實時角度的比較，生成控制信號驅動太陽能電池跟蹤裝置轉動。
如圖4所示，本實用新型第一種實施例結構的具有控制功能的集成式逆變器4，在其逆變器箱體8內增設了太陽能跟蹤系統的太陽能跟蹤裝置控制單元2，在逆變器箱體上設置太陽能跟蹤裝置控制單元2的傳輸線路通過的穿孔，供線路穿過，採用此種結構的集成式逆變器4，將太陽能跟蹤裝置控制單元2的控制器箱體和逆變器的箱體合二為一，減少了布線距離，節約了成本。
更好的一種實施例方式是利用逆變器本身具有的控制邏輯6的邏輯計算功能，將太陽能跟蹤裝置控制單元2的功能由控制邏輯6來完成。將風速傳感器26、光控傳感器27、太陽能跟蹤器俯仰角方位角位置傳感器28等監測太陽能跟蹤器運行狀態的檢測裝置的接口與逆變器的輸入接口相連通，使其與控制邏輯相連通，將太陽的實時角度計算模型設置在控制邏輯6中，並在控制邏輯6中完成太陽能跟蹤裝置實時角度、風速、風力等太陽能運行狀態信號與太陽的實時角度的比較，形成控制信號，通過方位角驅動模塊29和俯仰角驅動模塊23輸出給驅動裝置驅動太陽能跟蹤裝置轉動，使其電池板與太陽光保持垂直。優選的，驅動裝置為伺服驅動裝置，由伺服電機驅動太陽能跟蹤裝置轉動，從而調整太陽能電池板的角度，使太陽能電池板始終保持與太陽光垂直。進一步地，由伺服驅動裝置一的伺服電機一24驅動太陽跟蹤裝置俯仰軸轉動，由伺服驅動裝置二的伺服電機一24驅動太陽跟蹤裝置水平軸轉動。
如圖5所示，對太陽實時角度的計算也可由單獨的實時角度計算模塊來完成，同樣對檢測裝置信號的接收也可由單獨的I/O模塊來完成，而由控制邏輯6完成太陽能跟蹤裝置俯仰角和方位角當前角度值和太陽能跟蹤裝置其它運行狀態信號與太陽實時角度的比較，將比較結果通知由方位角驅動模塊29和俯仰角驅動模塊23組成的太陽能跟蹤裝置驅動模塊，由太陽能跟蹤裝置驅動模塊來驅動太陽能跟蹤裝置轉動；也可以是控制邏輯6隻完成對檢測裝置信號的接收或太陽能跟蹤裝置運行狀態信號或對太陽跟蹤裝置運行狀態信號與太陽實時角度進行比較。
採用本實用新型第二種和三種實施例的逆變器，充分利用逆變器自身的計算功能，直接將運行狀態監測裝置與逆變器接口相連接，將伺服電機的輸入接口與逆變器輸出接口相連接，由控制邏輯接收太陽能跟蹤裝置的運行狀態信號，並進行邏輯計算，而後將計算和對比結果傳遞給驅動太陽能電池板俯仰軸和水平轉動的俯仰角和方位角驅動模塊，因此省去了太陽能跟蹤控制單元2，減少了太陽能跟蹤系統的結構，節約了成本。