光伏系統(tǒng)跟蹤及逆跟蹤的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光伏電池運(yùn)用領(lǐng)域，尤指一種光伏跟蹤及逆跟蹤的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著社會和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，太陽能光伏電池的生產(chǎn)技術(shù)不斷得到提高，并且日 益廣泛地被應(yīng)用于各個領(lǐng)域。太陽能光伏電池（簡稱光伏電池）通過光電效應(yīng)或者光化學(xué) 效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。
[0003] 而電池所產(chǎn)生的電能主要依賴于入射到電池上的光子能量，但是目前的光伏發(fā)電 產(chǎn)品仍存在發(fā)電效率偏低的問題，其原因是目前的光伏電池一般都是平面的，對反射光的 利用很少。
[0004] 如果增大陣列間距，雖然可以獲得更多的發(fā)電量，但是有些地區(qū)的土地成本較高， 在這類地方建設(shè)光伏項目，土地面積受限，因此設(shè)計的組件間距會比較小，對應(yīng)的GCR(組 呼寄存器，存在于網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（NSS)中，用于存儲移動用戶的組ID、移動臺利用語音組呼 (VGCS)參考和語音廣播（VBS)參考發(fā)起呼叫的指示。）和占地面積也很小，這時通常陣列 的光伏組件相互之間會有陰影遮擋，將造成很大的發(fā)電量損失。這就是產(chǎn)生一般的光伏系 統(tǒng)在設(shè)計間距時，都會面臨光伏發(fā)電量和占地面積的抉擇問題。
[0005] 其次，由于早上太陽升起和下午太陽落山的部分時間里，太陽高度角較低，陣列的 光伏電池相互之間的陰影遮擋，造成發(fā)電量損失，而電量損失的多少和陣列間距以及整個 光伏系統(tǒng)安裝的煒度相關(guān)。
[0006] 根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《GB/T6495. 3-1996光伏器件第3部分》光伏陣列在冬至日上午9 點(diǎn)~下午3點(diǎn)間不能遮擋（也就是6小時不遮擋），實際上，例如，在中國西北部地區(qū)，冬至 日全天日照時間都超過9小時，例如圖1青海、圖2內(nèi)蒙。如果按照6小時設(shè)計光伏陣列間 距，陣列間很早就會出現(xiàn)陰影遮擋，造成系統(tǒng)電量損失。
[0007] 太陽高度角（太陽高度角是指太陽光的入射方向和地平面之間的夾角，專業(yè)上講 太陽高度角是指某地太陽光線與通過該地與地心相連的地表切面的夾角。太陽高度角簡稱 高度角。當(dāng)太陽高度角為90°時，此時太陽輻射強(qiáng)度最大；當(dāng)太陽斜射地面時，太陽輻射強(qiáng) 度就小。）的計算可以將太陽光的入射方向和地平面之間的夾角計算后將數(shù)據(jù)傳輸?shù)礁?器上，通過跟蹤器控制光伏電池板的轉(zhuǎn)動方向。這大大加強(qiáng)了對于光伏系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的掌 握和控制。
[0008] 然而在測量計算中，光伏系統(tǒng)安裝的煒度，時間點(diǎn)，安裝方法等直接關(guān)系到光伏系 統(tǒng)的發(fā)電量。因此，本發(fā)明人致力研究一種通過太陽高度角控制光伏系統(tǒng)，有效提高發(fā)電 量，便于大范圍推廣光伏系統(tǒng)的運(yùn)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的是提供一種光伏系統(tǒng)跟蹤及逆跟蹤方法，能夠保證光伏電組件使用 的時間段和安裝的煒度不同，通過監(jiān)測太陽高度角，并調(diào)整光伏組件傾斜角度，有效避免相 鄰光伏組件之間產(chǎn)生陰影，提高發(fā)電量，擴(kuò)大適用范圍。
[0010] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：
[0011] 一種光伏系統(tǒng)跟蹤及逆跟蹤方法，應(yīng)用于包括太陽光線射入點(diǎn)、至少兩個相對水 平面傾斜設(shè)置的光伏組件，以及設(shè)置在所述光伏組件上用于接收太陽光線，并控制所述光 伏組件與太陽光線位置關(guān)系的跟蹤器；所述太陽光線射入點(diǎn)為太陽光線射入水平面上形成 的像點(diǎn)；該跟蹤方法包括：
[0012] a)、固定安裝至少兩個所述光伏組件；
[0013] b)、獲取地方時和太陽光線直射點(diǎn)的煒度，得到太陽光線與水平面之間的太陽高 度角；
[0014] c)、獲取所述光伏組件傾斜面長度、幾何中心至水平面之間的距離，以及傾斜角 度，得到所述光伏組件的傾斜面頂端沿底端方向延伸至水平面之間的傾斜距離；
[0015]d)、根據(jù)所述太陽高度角、所述光伏組件傾斜角度，以及所述傾斜距離，得到所述 像點(diǎn)與所述傾斜距離和水平面的接觸點(diǎn)之間的虛擬距離；
[0016]e)、根據(jù)相鄰兩個所述光伏組件幾何中心之間的距離與所述虛擬距離之間相比；
[0017]f)、根據(jù)相比數(shù)據(jù)判斷，并通過所述跟蹤器控制所述光伏組件與太陽光線位置關(guān) 系。
[0018] 本技術(shù)方案中，利用太陽光的自然規(guī)律，以及光伏系統(tǒng)使用時間段和安裝煒度的 不同，通過已知的數(shù)據(jù)計算和比較，判斷相鄰光伏組件之間是否存在陰影，避免光伏組件發(fā) 電量的降低。進(jìn)一步的通過判斷結(jié)果通過跟蹤器有效地控制光伏組件與太陽光線位置關(guān) 系，保障光伏組件的發(fā)電量，以最低的生產(chǎn)成本，產(chǎn)生最高的生產(chǎn)效益。
[0019] 進(jìn)一步優(yōu)選地，步驟b)中，獲取地方時和太陽光線直射點(diǎn)的煒度，得到所述太陽 高度角，并通過如下算法計算得到：
[0020] A= 90。- |α(+/-)β|
[0021] 其中，Α為太陽高度角；α是代表當(dāng)?shù)氐乩頍樁龋沪率谴硖栔鄙潼c(diǎn)地理煒度； (+/_)是所求地理煒度與太陽直射是否在同一半球：如在同一半球為-;在南北兩個半球為 +〇
[0022] 進(jìn)一步優(yōu)選地，步驟c)中，獲取所述光伏組件傾斜面長度、幾何中心至水平面之 間的距離，以及傾斜角度，得到傾斜距離，并通過如下算法計算得到：
[0024] 其中，d3為傾斜距離；cU為光伏組件傾斜面長度；h為光伏組件幾何中心至水平面 之間的距離；B為光伏組件與水平面之間的傾斜角度。
[0025] 進(jìn)一步優(yōu)選地，步驟d)中，根據(jù)所述太陽高度角、所述光伏組件傾斜角度，以及所 述傾斜距離，得到所述像點(diǎn)與所述傾斜距離和水平面的接觸點(diǎn)之間的虛擬距離，并通過如 下算法計算得到：
[0027] 其中，d4為虛擬距離。
[0028]在上述技術(shù)上進(jìn)一步的優(yōu)選地，所述步驟e)中，相鄰兩個所述光伏組件幾何中心 之間的距離與所述虛擬距離之間相比，在不同的地方時和太陽光線直射點(diǎn)的煒度上，判斷 兩相鄰設(shè)置的所述光伏組件之間有無遮擋；
[0029] 當(dāng)相鄰兩個所述光伏組件幾何中心之間的距離大于所述虛擬距離，判斷無遮擋；
[0030] 當(dāng)相鄰兩個所述光伏組件幾何中心之間的距離小于所述虛擬距離，判斷有遮擋。
[0031] 進(jìn)一步的優(yōu)選地，判斷兩相鄰設(shè)置的所述光伏組件之間無遮擋，所述光伏系統(tǒng)采 用跟蹤方法，所述跟蹤方法為所述光伏組件通過所述跟蹤器控制表面朝向太陽光線的射入 方向，且所述光伏組件與水平面之間的夾角不發(fā)生改變。
[0032] 進(jìn)一步的優(yōu)選地，判斷兩相鄰設(shè)置的所述光伏組件之間有遮擋，所述光伏系統(tǒng)采 用逆跟蹤方法，所述逆跟蹤方法為所述光伏組件通過所述跟蹤器控制表面朝向太陽光線的 射入方向，且所述光伏組件與水平面之間的夾角發(fā)生改變。
[0033] 進(jìn)一步的優(yōu)選地，所述逆跟蹤方法還包括：
[0034] g)、根據(jù)預(yù)設(shè)的跟蹤逆算方法計算，得到太陽光線的臨界光線與水平面之間的臨 界角度；
[0035] h)、獲取所述光伏組件傾斜面長度、相鄰兩個所述光伏組件幾何中心之間的距離， 以及臨界角度，得到所述光伏組件與水平面之間的夾角發(fā)生改變后的目標(biāo)角度；
[0036]i)、根據(jù)所述目標(biāo)角度與所述光伏組件傾斜角度計算兩個角度的差值；
[0037]j)、將差值數(shù)據(jù)傳輸給所述跟蹤器，并驅(qū)動所述光伏組件與水平面之間的夾角達(dá) 到目標(biāo)角度。
[0038]