聚光器光伏系統(tǒng)、集成電路、跟蹤偏差檢測和校正方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及通過將太陽光會聚在發(fā)電元件上產(chǎn)生電力的聚光器光伏(CPV)。
【背景技術】
[0002]在聚光器光伏中，使用的是以下的基本單元構造:使被透鏡會聚的太陽光入射到由具有高發(fā)電效率的小尺寸化合物半導體形成的發(fā)電元件(太陽能電池)上。具體地，例如，由樹脂形成的多個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會聚太陽光，使被會聚的光入射到發(fā)電元件中的與其對應的一個上，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)量對應于菲涅爾透鏡。
[0003]發(fā)電元件例如以相等間隔布置在細長柔性印刷襯底上，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，可以通過二維布置發(fā)電元件以對應于菲涅爾透鏡，從發(fā)電元件收集輸出。(例如，參見專利文獻1(圖1、圖2和圖4)、專利文獻2(圖1、圖2、圖5和圖6)和專利文獻3(圖1、圖3、圖5和圖6)) ο
[0004]當使用此基本構造作為聚光器光伏模塊(例如，專利文獻I至3的圖2)時，通過進一步布置多個模塊，形成聚光器光伏面板(例如，專利文獻I至3的圖1)。然后，驅動裝置使聚光器光伏面板的整體執(zhí)行跟蹤操作，使其一直面對太陽，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的時間、瑋度和經(jīng)度對太陽位置的估計。還提出了通過軟件吸收設備的安裝誤差(例如，參見專利文獻4)。
[0005]引用列表
[0006][專利文獻]
[0007]專利文獻1:日本特許專利公開N0.2013-80760
[0008]專利文獻2:日本特許專利公開N0.2013-93435
[0009]專利文獻3:日本特許專利公開N0.2013-93437
[0010]專利文獻4:日本特許專利公開N0.2009-186094

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011][技術問題]
[0012]然而，跟蹤傳感器不能說完全沒有誤差，并且會造成跟蹤偏差。另外，由于長時間使用，導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)的扭曲會造成跟蹤偏差。
[0013]同時，即使當正出現(xiàn)略微的跟蹤偏差時，只要偏差沒有大得造成被會聚太陽光完全在發(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，從外觀不知道正出現(xiàn)的偏差是怎樣的。此外，在陽光狀況可根據(jù)天氣和云而大大變化的環(huán)境下，不容易檢測跟蹤偏差。
[0014]依據(jù)以上問題，本發(fā)明的目的是提供一種檢測至少聚光器光伏中跟蹤太陽的偏差的技術。
[0015][問題的解決方案]
[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；驅動裝置，其被構造成使所述聚光器光伏面板在方位角和仰角(elevat1n)的兩個軸上相對于太陽執(zhí)行周期性跟蹤操作；測量部，其被構造成檢測產(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，其被構造成當所述驅動裝置已經(jīng)使所述聚光器光伏面板在所述兩個軸中的任一個上執(zhí)行跟蹤操作時，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，所述控制部被構造成基于所述變化，確定存在/不存在應該被校正的跟蹤偏差。
[0018]〈〈半導體集成電路》
[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；驅動裝置，其被構造成使所述聚光器光伏面板在方位角和仰角的兩個軸上相對于太陽執(zhí)行周期性跟蹤操作；測量部，其被構造成檢測產(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，所述半導體集成電路具有以下功能:當所述驅動裝置已經(jīng)使所述聚光器光伏面板在所述兩個軸中的任一個上執(zhí)行跟蹤操作時，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/不存在應該被校正的跟蹤偏差。
[0020]〈〈跟蹤偏差檢測程序>>
[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程序，所述聚光器光伏系統(tǒng)包括:聚光器光伏面板；驅動裝置，其被構造成使所述聚光器光伏面板在方位角和仰角的兩個軸上相對于太陽執(zhí)行周期性跟蹤操作；測量部，其被構造成檢測產(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，所述跟蹤偏差檢測程序被構造成使計算機實現(xiàn)以下功能:當所述驅動裝置已經(jīng)使所述聚光器光伏面板在所述兩個軸中的任一個上執(zhí)行跟蹤操作時，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；驅動裝置，其被構造成使所述聚光器光伏面板在方位角和仰角的兩個軸上相對于太陽執(zhí)行周期性跟蹤操作；測量部，其被構造成檢測產(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造成使計算機實現(xiàn)以下功能:當所述驅動裝置已經(jīng)使所述聚光器光伏面板在所述兩個軸中的任一個上執(zhí)行跟蹤操作時，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/不存在應該被校正的跟蹤偏差；當已經(jīng)確定存在應該被校正的跟蹤偏差時，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，確定應該校正所述跟蹤偏差的軸和方向性，并且向所述驅動裝置提供指令，以按照所確定的應該進行校正的軸和方向性進行校正。
[0024]〈〈跟蹤偏差檢測方法>>
[0025]本發(fā)明的跟蹤給偏差檢測方法是一種由光伏系統(tǒng)中設置的控制部執(zhí)行的跟蹤偏差檢測方法，所述光伏系統(tǒng)包括:聚光器光伏面板；驅動裝置，其被構造成使所述聚光器光伏面板在方位角和仰角的兩個軸上相對于太陽執(zhí)行周期性跟蹤操作；測量部，其被構造成檢測產(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，所述跟蹤偏差檢測方法包括:(i)當所述驅動裝置已經(jīng)使所述聚光器光伏面板在所述兩個軸中的任一個上執(zhí)行跟蹤操作時，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；驅動裝置，其被構造成使所述聚光器光伏面板在方位角和仰角的兩個軸上相對于太陽執(zhí)行周期性跟蹤操作；測量部，其被構造成檢測產(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)當所述驅動裝置已經(jīng)使所述聚光器光伏面板在所述兩個軸中的任一個上執(zhí)行跟蹤操作時，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/不存在應該被校正的跟蹤偏差；(iii)當已經(jīng)確定存在應該被校正的跟蹤偏差時，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，確定應該校正所述跟蹤偏差的軸和方向性；(iv)向所述驅動裝置提供指令，以按照所確定的應該進行校正的軸和方向性進行校正。
[0028][本發(fā)明的有利效果]
[0029]根據(jù)本發(fā)明，而可以容易并且準確地確定在聚光器光伏中執(zhí)行的跟蹤太陽的過程中是否存在應該被校正的跟蹤偏差。
【附圖說明】
[0030]圖1是不出聚光器光伏設備的一個不例的立體圖；
[0031]圖2是示出聚光器光伏模塊的一個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是示出當通過布置均具有大體正方形形狀的64個(長8X寬8)模塊而形成的聚光器光伏設備被定義為“一個單元”時，假設布置15個單元的狀態(tài)的立體圖；
[0034]圖5示出在一天中太陽中天時間前后的時區(qū)(11點至12點)中的聚光器光伏設備的15個單元產(chǎn)生的功率的測量值的曲線圖；
[0035]圖6示出代表波形中被提取的特征變化模式的四個曲線圖；
[0036]圖7示出模式(a)的曲線圖和均表示發(fā)電元件上形成聚光斑的位置的各個圖示；
[0037]圖8示出模式(b)的曲線圖和均表示發(fā)電元件上形成聚光斑的位置的各個圖示；
[0038]圖9示出模式(C)的曲線圖和均表示發(fā)電元件上形成聚光斑的位置的各個圖示；
[0039]圖10示出模式(d)的曲線圖和均表示發(fā)電元件上形成聚光斑的位置的各個圖示;
[0040]圖11是示出聚光器光伏系統(tǒng)的電氣構造的一個示例的框圖；
[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示出在功率轉換部中執(zhí)行的MPPT控制和控制部相對于跟蹤偏差執(zhí)行的控制的執(zhí)行定時的一個示例；
[0044]圖15示出通過將控制部的全部或部分集成在半導體襯底上而獲得的半導體集成電路的一個示例。
[0045]圖16是示出半導體集成電路的內(nèi)部構造當被輸入仰角向上方向驅動信號時的一個示例的框圖；
[0046]圖17是示出半導體集成電路的內(nèi)部構造當被輸入仰角向下方向驅動信號時的一個示例的框圖；
[0047]圖18是示出半導體集成電路的內(nèi)部構造當被輸入方位角向右方向驅動信號時的一個不例的框圖；
[0048]圖19是示出半導體集成電路的內(nèi)部構造當被輸入方位角向左方向驅動信號時的一個不例的框圖；
[0049]圖20是由圖16中示出的半導體集成電路執(zhí)行的操作的時序圖；
[0050]圖21是示出根據(jù)第二實施例的聚光器光伏系統(tǒng)的電氣構造的一個示例的框圖；
[0051]圖22是示出根據(jù)第三實施例的聚光器光伏系統(tǒng)的電氣構造的一個示例的框圖；
[0052]圖23是示出通過校正獲得的產(chǎn)生的