專利名稱：智能追日跟蹤電站控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種太陽能電站技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種智能追日跟蹤電站控制系 統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源和資源的消耗速度越來越快。節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境已經(jīng) 成為人類可持續(xù)發(fā)展的必要條件，人們的注意力正轉(zhuǎn)向再生能源的利用和開發(fā)，太陽能發(fā) 電已成為全球發(fā)展速度最快的技術(shù)，國內(nèi)外目前已有了很多光伏電站.這些光伏電站的太 陽能電池板陣列基本上都是固定的，沒有充分利用太陽能資源，發(fā)電效率低下，制約了大規(guī) 模電站的發(fā)展。目前現(xiàn)有的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)一般是將太陽能電池板固定安裝，因不能 始終正對太陽，故未充分利用太陽能電池的發(fā)電能力，所以價(jià)格居高不下，難以迅速推廣和 普及，為了降低光伏發(fā)電系統(tǒng)的成本，世界各國紛紛投入巨資以提高太陽能電池的發(fā)電能 力，主要方法分為兩種一種是提高太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率，二是通過自動(dòng)跟蹤技術(shù)使 太陽能電池始終對準(zhǔn)太陽。這兩種方法均可以提高太陽電池的發(fā)電能力。但是無論太陽 能電池自身的光電轉(zhuǎn)換效率有多高，通過跟蹤裝置都可以使其發(fā)電能力在原基礎(chǔ)上再度提 高，從而獲得更多的電能。因此提高發(fā)電效率是降低成本的捷徑。目前，光伏自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)主要由兩種，一種是光照比較式跟蹤系統(tǒng)和時(shí)鐘控制式 跟蹤系統(tǒng)，比較兩種跟蹤控制系統(tǒng)，光照比較式跟蹤控制為被動(dòng)式跟蹤，主要靠檢測光敏傳 感器正對與偏離陽光時(shí)的差異來執(zhí)行不同的電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式，進(jìn)而保證太陽能電池板與陽光 的垂直；在光照充足的情況下跟蹤精度比較高，安裝簡單，但是易受外界天氣變化干擾，在 天氣陰晴轉(zhuǎn)換時(shí)弊端顯露明顯。時(shí)鐘控制式跟蹤系統(tǒng)為主動(dòng)式跟蹤，主要是依靠天文算法 計(jì)算太陽在各個(gè)時(shí)刻的位置，然后控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)來保持電池組件與陽光的垂直，其不受外 界天氣變化的影響，需要外加傳感器進(jìn)行位置信號的檢測，一旦安裝不便于移動(dòng)和裝拆，在 安裝時(shí)設(shè)定數(shù)據(jù)和調(diào)整比較復(fù)雜。

實(shí)用新型內(nèi)容為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供一種智能追日跟 蹤電站控制系統(tǒng)，解決了單純光控跟蹤和單純時(shí)間控制跟蹤在工作中出現(xiàn)的誤跟蹤問題， 有利于提高發(fā)電效率，而且安裝簡單。為解決上述問題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案該智能追日跟蹤電站控制系統(tǒng)， 包括用于驅(qū)動(dòng)太陽能電池板支架俯仰方向轉(zhuǎn)動(dòng)的俯仰方向電機(jī)、用于驅(qū)動(dòng)太陽能電池板支 架東西方向轉(zhuǎn)動(dòng)的東西方向電機(jī)、用于輸出電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號的單片機(jī)控制單元、用于為單片 機(jī)控制單元提供實(shí)時(shí)時(shí)間信息的時(shí)間控制單元、用于檢測太陽位置的傳感器陣列，還包括 控制太陽能電池板支架轉(zhuǎn)動(dòng)角度的設(shè)置在其俯仰和東西四個(gè)方向上的限位開關(guān)；所述單片 機(jī)控制單元還連接有光照強(qiáng)度檢測傳感器，所述光照強(qiáng)度檢測傳感器檢測光照條件產(chǎn)生光 照強(qiáng)度檢測信號，并將其傳輸至單片機(jī)控制單元；單片機(jī)控制單元根據(jù)預(yù)設(shè)在其中的光照強(qiáng)度條件與測得的光照強(qiáng)度檢測信號對比判斷天氣狀態(tài)從而選擇光控跟蹤/時(shí)間跟蹤，以 輸出不同的電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號；再進(jìn)一步根據(jù)時(shí)間控制單元的所述實(shí)時(shí)信息判斷是否夜間返 回。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步的技術(shù)方案在該智能追日跟蹤電站控制系統(tǒng)中，所述 時(shí)間控制單元包括一時(shí)間顯示裝置。更進(jìn)一步的，所述時(shí)間顯示裝置為液晶顯示屏。本實(shí)用新型的有益效果是微低能耗，跟蹤精度高；解決了單純光控跟蹤和單純 時(shí)間控制跟蹤在工作中出現(xiàn)的誤跟蹤、有效地進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，能夠始終保持電池板與陽光 垂直，最大限度的接收太陽能并將其轉(zhuǎn)化成電能，提高發(fā)電效率，與固定光伏系統(tǒng)比較，全 年平均提高發(fā)電量40%左右；。而且安裝簡單，不改變機(jī)械結(jié)構(gòu)，不增加投資成本。適用各 類天氣(風(fēng)、雨、雪、沙塵等惡劣天氣)及環(huán)境條件；滿足有效日照時(shí)間之內(nèi)全程巡日控制； 夜間控制系統(tǒng)供電切除，控制系統(tǒng)處于休眠狀態(tài)，以最大程度節(jié)省無效耗能；一天跟蹤完成 后，自動(dòng)返回到等待次日太陽升起的狀態(tài)；調(diào)試和維護(hù)都很方便。適用范圍太陽能光伏發(fā) 電系統(tǒng)(平板和聚光型太陽板)、太陽能聚焦熱水器系統(tǒng)、太陽能集能器等需要對太陽進(jìn)行 實(shí)時(shí)精確跟蹤的應(yīng)用領(lǐng)域，尤其在邊疆、西部陽光充足地區(qū)進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤優(yōu)勢更加明顯。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中單片機(jī)控制單元的工作原理流程圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，該智能追日跟蹤電站控制系統(tǒng)，包括用于驅(qū)動(dòng)太陽能電池板支架俯 仰方向轉(zhuǎn)動(dòng)的俯仰方向電機(jī)、用于驅(qū)動(dòng)太陽能電池板支架東西方向轉(zhuǎn)動(dòng)的東西方向電機(jī)、 用于輸出電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號的單片機(jī)控制單元、用于為單片機(jī)控制單元提供實(shí)時(shí)時(shí)間信息的 時(shí)間控制單元、用于檢測太陽位置的傳感器陣列，還包括控制太陽能電池板支架轉(zhuǎn)動(dòng)角 度的設(shè)置在其俯仰和東西四個(gè)方向上的限位開關(guān)。單片機(jī)控制單元采用ATMEL公司的 megal6MCU芯片。俯仰方向電機(jī)、東西方向電機(jī)選用正反轉(zhuǎn)的12V直流電機(jī)。時(shí)間控制單元 選用芯片DS1302。時(shí)間控制單元包括一用于顯示當(dāng)前時(shí)間的液晶顯示屏，更加的人性化。所述單片機(jī)控制單元還連接有光照強(qiáng)度檢測傳感器，所述光照強(qiáng)度檢測傳感器檢 測光照條件產(chǎn)生光照強(qiáng)度檢測信號，并將其傳輸至單片機(jī)控制單元；單片機(jī)控制單元根據(jù) 預(yù)設(shè)在其中的光照強(qiáng)度條件與測得的光照強(qiáng)度檢測信號對比判斷天氣狀態(tài)從而選擇光控 跟蹤/時(shí)間跟蹤，以輸出不同的電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號；再進(jìn)一步根據(jù)時(shí)間控制單元的所述實(shí)時(shí)信 息判斷是否夜間返回。該系統(tǒng)工作基本原理為如圖2所示，啟動(dòng)后，通過光照強(qiáng)度檢測傳感器檢測光照 條件，單片機(jī)控制單元根據(jù)其反饋的信號判斷是否是白天且晴天。白天時(shí)，通過光照強(qiáng)度檢 測傳感器檢測光照條件是否滿足光控工作條件，如果檢測外界光照度為30000LUX以上，則 判斷為白天且晴天，滿足光控工作條件，則啟動(dòng)光控跟蹤，根據(jù)傳感器陣列狀態(tài)來執(zhí)行電機(jī) 運(yùn)轉(zhuǎn)；如果檢測外界照度低于30000LUX，不滿足光控工作條件，則采集時(shí)間控制單元的實(shí)時(shí)時(shí)間信息，此時(shí)如果判斷時(shí)間為20點(diǎn)之前，執(zhí)行時(shí)間控制跟蹤，根據(jù)時(shí)間計(jì)算太陽位置， 以間隔一段時(shí)間運(yùn)行一定角度的方式進(jìn)行時(shí)控跟蹤。如果檢測外界照度低于5000LUX，判斷 時(shí)間為20點(diǎn)，滿足夜返條件則執(zhí)行夜返程序控制東西方向電機(jī)回轉(zhuǎn)，直到到達(dá)設(shè)置在東方 的限位開關(guān)位置后停止，即回到次日太陽升起的方向。夜返時(shí)還可控制俯仰方向電機(jī)，調(diào)整 太陽能電池板與地面角度，從而增強(qiáng)夜間抗風(fēng)能力。此外在檢測判斷時(shí)增加有控制滯回區(qū)，由陰天狀態(tài)變?yōu)榍缣鞎r(shí)，必須外界照度高 于40000LUX以上切換為光控跟蹤，有效地防止誤判斷和反復(fù)切換問題。在太陽能電池板支架運(yùn)轉(zhuǎn)的東西及俯仰四個(gè)方向上的各限位開關(guān)，用來防止運(yùn)行 超過限位后對支架造成損壞。
權(quán)利要求智能追日跟蹤電站控制系統(tǒng)，包括用于驅(qū)動(dòng)太陽能電池板支架俯仰方向轉(zhuǎn)動(dòng)的俯仰方向電機(jī)、用于驅(qū)動(dòng)太陽能電池板支架東西方向轉(zhuǎn)動(dòng)的東西方向電機(jī)、用于輸出電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號的單片機(jī)控制單元、用于為單片機(jī)控制單元提供實(shí)時(shí)時(shí)間信息的時(shí)間控制單元、用于檢測太陽位置的傳感器陣列，還包括控制太陽能電池板支架轉(zhuǎn)動(dòng)角度的設(shè)置在其俯仰和東西四個(gè)方向上的限位開關(guān)；其特征是所述單片機(jī)控制單元還連接有光照強(qiáng)度檢測傳感器，所述光照強(qiáng)度檢測傳感器檢測光照條件產(chǎn)生光照強(qiáng)度檢測信號，并將其傳輸至單片機(jī)控制單元；單片機(jī)控制單元根據(jù)預(yù)設(shè)在其中的光照強(qiáng)度條件與測得的光照強(qiáng)度檢測信號對比判斷天氣狀態(tài)從而選擇光控跟蹤/時(shí)間跟蹤，以輸出不同的電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號；再進(jìn)一步根據(jù)時(shí)間控制單元的所述實(shí)時(shí)信息判斷是否夜間返回。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能追日跟蹤電站控制系統(tǒng)，其特征是，所述時(shí)間控制單元 包括一時(shí)間顯示裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能追日跟蹤電站控制系統(tǒng)，其特征是，所述時(shí)間顯示裝置 為液晶顯示屏。
專利摘要智能追日跟蹤電站控制系統(tǒng)，包括俯仰方向電機(jī)、東西方向電機(jī)、單片機(jī)控制單元、時(shí)間控制單元、傳感器陣列，還包括控制太陽能電池板支架轉(zhuǎn)動(dòng)角度的設(shè)置在其俯仰和東西四個(gè)方向上的限位開關(guān)；其特征是所述單片機(jī)控制單元還連接有光照強(qiáng)度檢測傳感器，所述光照強(qiáng)度檢測傳感器檢測光照條件產(chǎn)生光照強(qiáng)度檢測信號，并將其傳輸至單片機(jī)控制單元，單片機(jī)控制單元根據(jù)預(yù)設(shè)在其中的光照強(qiáng)度條件與測得的光照強(qiáng)度檢測信號對比判斷天氣狀態(tài)從而選擇光控跟蹤/時(shí)間跟蹤，以輸出不同的電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號；再進(jìn)一步根據(jù)時(shí)間控制單元的所述實(shí)時(shí)信息判斷是否夜間返回。解決了單純光控跟蹤和單純時(shí)間控制跟蹤在工作中出現(xiàn)的誤跟蹤問題，提高了發(fā)電效率，且安裝簡單。
文檔編號H02N6/00GK201623664SQ20102011024
公開日2010年11月3日 申請日期2010年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月9日
發(fā)明者于海泉, 徐貴陽 申請人:山東力諾太陽能電力工程有限公司