一種利用雙軸跟蹤器模擬實現(xiàn)平單軸跟蹤器跟蹤的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于太陽能利用技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種利用雙軸跟蹤器模擬實現(xiàn)平單軸跟蹤器跟蹤的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]平單軸跟蹤器和雙軸跟蹤器最大的區(qū)別在于轉(zhuǎn)動軸向的不同，前者只能朝著一個方向驅(qū)動，而后者可以朝著兩個維度驅(qū)動。但是在成本有嚴格要求，瑋度較低的情況下，平單軸跟蹤器確是不二之選。
[0003]很多時候，要想得到一個地區(qū)的輻照發(fā)電量的情況，可采用雙軸跟蹤器得到最初的數(shù)據(jù)，若之后我們又想要得到單軸發(fā)電的數(shù)據(jù)，那么就必須再重新安裝單軸跟蹤器，這樣又需要經(jīng)過定做、運輸、安裝、調(diào)試，最后才能進入實驗得到想要的數(shù)據(jù)。而最關(guān)鍵的是太陽能發(fā)電對比實驗不能有太大的時間跨度，兩臺同功率的發(fā)電機在不同季節(jié)進行發(fā)電對比都是不同的，因為溫度、輻照強弱、日照時間這些都與實驗時間緊密相關(guān)。而且現(xiàn)有場地本來有做實驗的雙軸跟蹤器，若再安裝平單軸跟蹤器的實驗場地，則既浪費了時間又浪費了安裝費用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于:針對上述存在的問題，提供一種能夠有效避免重新安裝的費用和時間浪費的利用雙軸跟蹤器模擬實現(xiàn)平單軸跟蹤器跟蹤的方法。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:一種利用雙軸跟蹤器模擬實現(xiàn)平單軸跟蹤器跟蹤的方法，其特征在于:包括以下步驟:
第一步:方位角同步，固定雙軸跟蹤器的方位角，分為兩個角度，正東方為-90°，正西方為90°，正南為0°，雙軸跟蹤器的系統(tǒng)程序讀取GPS的時間和經(jīng)瑋度，然后計算出當?shù)貢r間T_local，再判斷如果T_local < 12，則將雙軸跟蹤器的方位角調(diào)整到-90°正東，如果乙。^: ^ 12，則將雙軸跟蹤器的方位角調(diào)整到90°正西，使雙軸跟蹤器的太陽能帆板法線在全天的指向與平單軸跟蹤器同步；
第二步:高度角同步，將平單軸跟蹤器的驅(qū)動角度，即平單軸跟蹤器的太陽能帆板與水平面的夾角傳遞給雙軸跟蹤器的高度角，其中，平單軸跟蹤器的太陽能帆板的法線向東，驅(qū)動角度為負，其法線向西，驅(qū)動角度為正，正午時刻驅(qū)動角度為0 ;當平單軸跟蹤器的太陽能帆板在水平位置時，對于平單軸跟蹤器來說跟蹤角度為0度，而對于雙軸跟蹤器來說高度角為90度，當平單軸跟蹤器的太陽能帆板垂直于水平面時，對于平單軸跟蹤器來說此時的跟蹤角度為+90度或者-90度，而對于雙軸跟蹤器來說這時的高度角度為0度；
假設(shè)Η為雙軸跟蹤器的高度角，G為平單軸跟蹤器的跟蹤角度，那么H=90-G，雙軸跟蹤器的高度角只能在0?90度之間變化，故H=90-1GI，最終，對于雙軸跟蹤器(-90°，H)代表平單軸跟蹤器上午的跟蹤，而(+90°，H)代表平單軸跟蹤器下午的跟蹤；
第三步:回位，按照雙軸跟蹤器的回位校正方法進行回位，回位條件和早上的起始跟蹤角度均按照雙軸跟蹤器觸發(fā)，一旦開始跟蹤計算時，就按照上述步驟實現(xiàn)雙軸跟蹤器模擬平單軸跟蹤器的跟蹤。
[0006]本發(fā)明通過解決雙軸跟蹤器和平單軸跟蹤器的方位角同步和高度角同步，從而實現(xiàn)了雙軸跟蹤器模擬平單軸跟蹤器的跟蹤動作，避免了重新安裝的費用和時間浪費的，節(jié)省了成本、時間及占地面積。
【附圖說明】
[0007]圖1是平單軸跟蹤器時角驅(qū)動圖。
[0008]圖2是平單軸跟蹤器跟蹤過程圖。
[0009]圖3是平單軸跟蹤器與雙軸跟蹤器方位對比圖。
[0010]圖4是雙軸跟蹤器12點正方位角從正東轉(zhuǎn)向正西示意圖。
【具體實施方式】
[0011 ] 下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明作詳細的說明。
[0012]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0013]實施例:一種利用雙軸跟蹤器模擬實現(xiàn)平單軸跟蹤器跟蹤的方法，首先了解平單軸跟蹤器的跟蹤方法:平單軸跟蹤器利用天體坐標系中的時角來指導(dǎo)跟蹤器轉(zhuǎn)動。上午，平單軸朝向正東方；下午，平單軸朝向正西方。轉(zhuǎn)動角度則根據(jù)時角的大小來指導(dǎo)驅(qū)動。如圖1所示，圖中的55°即是表示時角(地方時)，跟蹤器在對應(yīng)時間驅(qū)動到該時間對應(yīng)的角度即可。跟蹤器起始位置在正東方，對應(yīng)著地方時6點的位置；終點在正西方，對應(yīng)著地方時18點的位置；正午為地方時12點整。其跟蹤過程如圖2所示，本方法的模擬核心思想就是利用雙軸跟蹤器實現(xiàn)以上兩個過程。其理論依據(jù)為:第一，雙軸和平單軸都是基于天球坐標系，其系統(tǒng)中的時角量度是一致的；第二，雙軸跟蹤器在機械設(shè)備允許的條件下是可以指向任意天體位置的，所以平單軸的轉(zhuǎn)動可以看成是雙軸兩個維度轉(zhuǎn)動的配合結(jié)果。
[0014]本發(fā)明所述的方法具體包括以下步驟:
第一步:方位角同步。由于平單軸跟蹤器太陽能帆板的轉(zhuǎn)動方向與轉(zhuǎn)動軸垂直，如圖2所示，因此平單軸跟蹤器太陽能帆板的法線指向只有正東和正西兩個方向，并且在正午時分有階躍變化。但是雙軸跟蹤器太陽能帆板的轉(zhuǎn)動方向有兩個，即太陽能帆板與立柱的夾角在變化，同時太陽能帆板平面的法線方向也在變化。
[0015]因此，首先固定雙軸跟蹤器的方位角，分為兩個角度，正東方為-90°，正西方為90°，正南為0°，雙軸跟蹤器的系統(tǒng)程序讀取GPS的時間和經(jīng)瑋度，然后計算出當?shù)貢r間T_local，再判斷如果T_local < 12，則將雙軸跟蹤器的方位角調(diào)整到-90°正東，如果T_local彡12，則將雙軸跟蹤器的方位角調(diào)整到90°正西，使雙軸跟蹤器的太陽能帆板法線在全天的指向與平單軸跟蹤器同步。
[0016]第二步:高度角同步。將平單軸跟蹤器的驅(qū)動角度，即平單軸跟蹤器的太陽能帆板與水平面的夾角傳遞給雙軸跟蹤器的高度角，如圖3所示，根據(jù)平單軸的定義，平單軸跟蹤器的太陽能帆板的法線向東，驅(qū)動角度為負，其法線向西，驅(qū)動角度為正，正午時刻驅(qū)動角度為0 ;當平單軸跟蹤器的太陽能帆板在水平位置時，對于平單軸跟蹤器來說跟蹤角度為0度，而對于雙軸跟蹤器來說高度角為90度，當平單軸跟蹤器的太陽能帆板垂直于水平面時，對于平單軸跟蹤器來說此時的跟蹤角度為+90度或者-90度，而對于雙軸跟蹤器來說這時的高度角度為0度，因此雙軸跟蹤器的高度角比平單軸跟蹤器的跟蹤角度滯后90度，那么這一映射關(guān)系就有了。
[0017]假設(shè)Η為雙軸跟蹤器的高度角，G為平單軸跟蹤器的跟蹤角度，那么H=90_G，雙軸跟蹤器的高度角只能在0?90度之間變化，故這一映射關(guān)系變?yōu)镠=90-|G|。雙軸高度角不可反轉(zhuǎn)在這里感覺是一種缺陷，視乎無法模擬平單軸，但是在第一步的時候因為有方位180度的反轉(zhuǎn)，因此，最終對于雙軸跟蹤器(-90°，H)代表平單軸跟蹤器上午的跟蹤，而(+90°，H)代表平單軸跟蹤器下午的跟蹤，如圖4所示。
[0018]第三步:回位。由于單軸的傳感器和雙軸的不同，因此回位時，按照雙軸跟蹤器的回位校正方法進行回位，回位條件和早上的起始跟蹤角度均按照雙軸跟蹤器觸發(fā)，一旦開始跟蹤計算時，就按照上述步驟實現(xiàn)雙軸跟蹤器模擬平單軸跟蹤器的跟蹤。
[0019]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種利用雙軸跟蹤器模擬實現(xiàn)平單軸跟蹤器跟蹤的方法，其特征在于:包括以下步驟: 第一步:方位角同步，固定雙軸跟蹤器的方位角，分為兩個角度，正東方為-90°，正西方為90°，正南為0°，雙軸跟蹤器的系統(tǒng)程序讀取GPS的時間和經(jīng)瑋度，然后計算出當?shù)貢r間T_local，再判斷如果T_local < 12，則將雙軸跟蹤器的方位角調(diào)整到-90°正東，如果乙。^: ^ 12，則將雙軸跟蹤器的方位角調(diào)整到90°正西，使雙軸跟蹤器的太陽能帆板法線在全天的指向與平單軸跟蹤器同步； 第二步:高度角同步，將平單軸跟蹤器的驅(qū)動角度，即平單軸跟蹤器的太陽能帆板與水平面的夾角傳遞給雙軸跟蹤器的高度角，其中，平單軸跟蹤器的太陽能帆板的法線向東，驅(qū)動角度為負，其法線向西，驅(qū)動角度為正，正午時刻驅(qū)動角度為0 ;當平單軸跟蹤器的太陽能帆板在水平位置時，對于平單軸跟蹤器來說跟蹤角度為0度，而對于雙軸跟蹤器來說高度角為90度，當平單軸跟蹤器的太陽能帆板垂直于水平面時，對于平單軸跟蹤器來說此時的跟蹤角度為+90度或者-90度，而對于雙軸跟蹤器來說這時的高度角度為0度； 假設(shè)Η為雙軸跟蹤器的高度角，G為平單軸跟蹤器的跟蹤角度，那么H=90-G，雙軸跟蹤器的高度角只能在0?90度之間變化，故H=90-1GI，最終，對于雙軸跟蹤器(-90°，H)代表平單軸跟蹤器上午的跟蹤，而(+90°，H)代表平單軸跟蹤器下午的跟蹤； 第三步:回位，按照雙軸跟蹤器的回位校正方法進行回位，回位條件和早上的起始跟蹤角度均按照雙軸跟蹤器觸發(fā)，一旦開始跟蹤計算時，就按照上述步驟實現(xiàn)雙軸跟蹤器模擬平單軸跟蹤器的跟蹤。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用雙軸跟蹤器模擬實現(xiàn)平單軸跟蹤器跟蹤的方法。本發(fā)明通過解決雙軸跟蹤器和平單軸跟蹤器的方位角同步和高度角同步，從而實現(xiàn)了雙軸跟蹤器模擬平單軸跟蹤器的跟蹤動作，避免了重新安裝的費用和時間浪費的，節(jié)省了成本、時間及占地面積。
【IPC分類】H02S20/32
【公開號】CN105391393
【申請?zhí)枴緾N201510948352
【發(fā)明人】黃忠, 趙亮
【申請人】四川鐘順太陽能開發(fā)有限公司
【公開日】2016年3月9日
【申請日】2015年12月17日