專利名稱：太陽追蹤方法及太陽追蹤系統(tǒng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種太陽追蹤方法與太陽追蹤系統(tǒng)裝置，尤指一種無需額外安裝一光傳感器，亦無需計算太陽軌跡的公式，更無需定時校正其機(jī)械結(jié)構(gòu)，且也無需被精密地初始安裝，便可持續(xù)地追蹤到太陽的位置的太陽追蹤方法與太陽追蹤系統(tǒng)裝置。
背景技術(shù)：
目前，已知的太陽能發(fā)電系統(tǒng)中，聚光型太陽能發(fā)電系統(tǒng)(Concentrated Photovoltaic, CPV)可透過光學(xué)組件將陽光聚焦在太陽電池上，減少太陽電池的使用面積， 降低發(fā)電成本。然而也因此使聚光型太陽能發(fā)電系統(tǒng)對入射光的角度十分敏感。高聚光系統(tǒng)(聚光率大于500倍)的太陽電池面積又進(jìn)一步地縮小，故聚光模塊可容忍的追蹤器偏差角度也隨之遽減，因此追蹤器精確度就更顯其重要性。為了讓陽光能正確聚焦在太陽電池上，需要搭配太陽追蹤器使聚光模塊的光軸正對太陽。在聚光型太陽能發(fā)電系統(tǒng)中，太陽追蹤器通常需要搭配傳感器來運作。太陽追日傳感器一般是利用多個感測組件其安裝位置的不同及配合陰影柱，使傳感器受光不均勻而產(chǎn)生不同大小的電壓輸出，并由其電壓大小來判斷最強(qiáng)光線的方位。在市面上，光感測組件的種類非常的多，例如有光導(dǎo)體、光二極管、光敏晶體管及太陽電池等等，該光感測組件主要是依太陽照射到傳感器的太陽光強(qiáng)度，而可得到對應(yīng)的短路電流。太陽光強(qiáng)度越大，短路電流亦越大。再將該短路電流以電壓的型式輸出。請參閱圖1，其是已知的太陽追蹤系統(tǒng)裝置的外觀示意圖。其中，已知的太陽追蹤系統(tǒng)裝置為一聚光型太陽能電池系統(tǒng)(CPV)，且包含一太陽能電池裝置11、一姿態(tài)控制裝置12、一光傳感器裝置13及一微處理器裝置14，且微處理器裝置14是分別耦合至姿態(tài)控制裝置12、光傳感器裝置13。其中，姿態(tài)控制裝置12具有一方位角控制單元121及一仰角控制單元122，以改變太陽能電池裝置11的姿態(tài)(包含一方位角及一仰角)。當(dāng)已知的太陽追蹤系統(tǒng)裝置運作時，其光傳感器裝置13持續(xù)地感測照射至其上的光強(qiáng)度，而其微處理器裝置14便依據(jù)光傳感器裝置13的感測結(jié)果，驅(qū)動一馬達(dá)驅(qū)動裝置，以驅(qū)動一姿態(tài)控制裝置中的馬達(dá)，通過此姿態(tài)控制裝置12以調(diào)整太陽能電池裝置11及光傳感器裝置13的姿態(tài)。然而，安裝光傳感器裝置需花費相當(dāng)長的時間作初始校正，以使當(dāng)太陽能電池裝置11正對太陽時，光傳感器裝置13所具的四個(或多個)光傳感器的輸出電壓或電流為完全相同。而且，當(dāng)已知的太陽追蹤系統(tǒng)裝置運作一段時間后，其機(jī)械結(jié)構(gòu)難免會因風(fēng)吹雨打而有所受損、松脫或變形，造成介于其光傳感器裝置13與太陽能電池裝置11之間的相對位置關(guān)系有所改變，或光傳感器裝置13所具的光傳感器因長期日照老化，皆會導(dǎo)致當(dāng)光傳感器裝置13感測到最大照度的光源(如追蹤到太陽的位置)時，太陽能電池裝置11卻非位于一可接受到最大照度的光源的姿態(tài)，造成已知的太陽追蹤系統(tǒng)裝置的發(fā)電效率比剛安裝完成時顯著地降低。為此，業(yè)界便需要定時地校正已知的太陽追蹤系統(tǒng)裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)，使介于其光傳感器裝置13與太陽能電池裝置11之間的相對位置關(guān)系回歸到初始設(shè)定狀態(tài)。但是，這會造成已知的太陽能電池系統(tǒng)的維護(hù)費用增加，以及維護(hù)人員的困擾。另一方面，亦有已知的太陽追蹤系統(tǒng)裝置是使用內(nèi)容復(fù)雜的太陽公式推算出太陽的位置，再調(diào)整其太陽能電池裝置至一對應(yīng)至此推算出的太陽位置的姿態(tài)?？墒?，此推算追蹤方式要能成功，先決要件是其起始位置要非常精確，否則起步位置一發(fā)生錯誤，后續(xù)推算出來的位置自然就連帶錯誤。為此，造成已知的太陽追蹤系統(tǒng)裝置必須精密地初始安裝，且其設(shè)置位置亦必須精密地定位，造成已知的太陽追蹤系統(tǒng)裝置的安裝費用增加。因此，業(yè)界需要一種無需額外安裝一光傳感器，亦無需計算太陽軌跡的公式，更無需定時校正其機(jī)械結(jié)構(gòu)，且也無需被精密地初始安裝，便可持續(xù)地追蹤到太陽的位置的太陽追蹤方法與太陽追蹤系統(tǒng)裝置。
又已知的太陽能發(fā)電系統(tǒng)為了達(dá)到最大的輸出功率,一般皆會裝置有最大功率點追蹤(maximum power point tracking MPPT)裝置。該最大功率點追蹤裝置包含有一升壓電路或升降壓電路。要達(dá)到最大功率時，需測量電壓及電流或功率以作為回饋(feedback) 訊號，以控制一升壓電路或升降壓電路中功率晶體的切換，使太陽能電池模塊在各種照度及負(fù)載情況之下，經(jīng)由光電轉(zhuǎn)換之后皆可產(chǎn)生最大功率輸出。而當(dāng)太陽能正對太陽時其電池模塊的短路電流或功率輸出亦是最大值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是在提供一種太陽追蹤方法，以使太陽追蹤系統(tǒng)裝置無需額外安裝光傳感器，亦無需計算太陽軌跡的公式，更無需定時校正機(jī)械結(jié)構(gòu)，便可持續(xù)地追蹤到太陽的位置。本發(fā)明的另一目的是在提供一種太陽追蹤系統(tǒng)裝置，以使其無需被精密地初始安裝，且無需額外安裝光傳感器，亦無需計算太陽軌跡的公式，更無需定時校正其機(jī)械結(jié)構(gòu)， 便可持續(xù)地追蹤到太陽的位置。為達(dá)成上述目的，本發(fā)明的太陽追蹤方法，是應(yīng)用于太陽追蹤系統(tǒng)裝置，且太陽追蹤系統(tǒng)裝置包含太陽能電池裝置、姿態(tài)控制裝置、短路電流測量裝置、最大功率追蹤控制裝置、馬達(dá)驅(qū)動裝置及微處理器裝置，最大功率追蹤控制裝置并至少具有功率組件，方法包括下列步驟(A)驅(qū)動馬達(dá)驅(qū)動裝置，以驅(qū)動姿態(tài)控制裝置中的馬達(dá)，通過姿態(tài)控制裝置改變太陽能電池裝置的姿態(tài)，且于太陽能電池裝置的姿態(tài)改變時，持續(xù)地配合最大功率追蹤控制裝置的功率組件的切換，通過短路電流測量裝置測量并記錄太陽能電池裝置的短路電流；(B)通過微處理器裝置運算出被記錄的各短路電流中的最大值；以及(C)驅(qū)動馬達(dá)驅(qū)動裝置，以通過姿態(tài)控制裝置將太陽能電池裝置的姿態(tài)調(diào)整至對應(yīng)于短路電流最大值的姿態(tài)。本發(fā)明的太陽追蹤方法，是應(yīng)用于太陽追蹤系統(tǒng)裝置，且太陽追蹤系統(tǒng)裝置包含太陽能電池裝置、姿態(tài)控制裝置、短路電流測量裝置、馬達(dá)驅(qū)動裝置及微處理器裝置，方法系包括下列步驟(A)驅(qū)動馬達(dá)驅(qū)動裝置，以驅(qū)動姿態(tài)控制裝置中的馬達(dá)，通過姿態(tài)控制裝置改變太陽能電池裝置的姿態(tài)，且于太陽能電池裝置的姿態(tài)改變時，通過短路電流測量裝置直接測量并記錄太陽能電池裝置的短路電流；(B)通過微處理器裝置運算出被記錄的各短路電流中的最大值；以及(C)驅(qū)動馬達(dá)驅(qū)動裝置，以通過姿態(tài)控制裝置將太陽能電池裝置的姿態(tài)調(diào)整至對應(yīng)于短路電流最大值的姿態(tài)。本發(fā)明的太陽追蹤的方法，是應(yīng)用于太陽追蹤系統(tǒng)裝置，且太陽追蹤系統(tǒng)裝置包含太陽能電池裝置、姿態(tài)控制裝置、最大功率追蹤控制裝置、馬達(dá)驅(qū)動裝置及微處理器裝置，最大功率追蹤控制裝置并至少具有功率組件及電流、電壓或功率測量裝置，方法包括下列步驟(A)驅(qū)動馬達(dá)驅(qū)動裝置，以驅(qū)動姿態(tài)控制裝置中的馬達(dá)，通過姿態(tài)控制裝置改變太陽能電池裝置的姿態(tài)，且于太陽能電池裝置的姿態(tài)改變時，通過最大功率追蹤控制裝置中的電流、電壓或功率測量裝置測量并記錄太陽能電池裝置輸出的功率；(B)通過微處理器裝置運算或比較出被記錄的各功率中的最大值；以及(C)驅(qū)動馬達(dá)驅(qū)動裝置，以通過姿態(tài)控制裝置將太陽能電池裝置的姿態(tài)調(diào)整至對應(yīng)于功率最大值的姿態(tài)。
為達(dá)成上述目的，本發(fā)明的太陽追蹤系統(tǒng)裝置，包括太陽能電池裝置，系具有多個太陽能電池單元；姿態(tài)控制裝置，與太陽能電池裝置結(jié)合，以控制太陽能電池裝置的姿態(tài)；短路電流測量裝置，與太陽能電池裝置耦合，以測量太陽能電池裝置的短路電流；最大功率追蹤控制裝置，與太陽能電池裝置耦合，以追蹤太陽能電池裝置的最大功率；馬達(dá)驅(qū)動裝置，與姿態(tài)控制裝置結(jié)合，以驅(qū)動姿態(tài)控制裝置中的馬達(dá)，通過姿態(tài)控制裝置而改變太陽能電池裝置的姿態(tài)；以及微處理器裝置，與短路電流測量裝置、最大功率追蹤控制裝置及馬達(dá)驅(qū)動裝置耦合。其中，當(dāng)太陽能電池裝置運作時，微處理器裝置驅(qū)動馬達(dá)驅(qū)動裝置，以驅(qū)動姿態(tài)控制裝置中的馬達(dá)，通過姿態(tài)控制裝置改變太陽能電池裝置的姿態(tài)，且于太陽能電池裝置的姿態(tài)改變時，持續(xù)地配合最大功率追蹤控制裝置的功率組件的切換，通過短路電流測量裝置測量并記錄太陽能電池裝置的短路電流；微處理器裝置運算出被記錄的各短路電流中的最大值，再驅(qū)動馬達(dá)驅(qū)動裝置，以驅(qū)動姿態(tài)控制裝置中的馬達(dá)，通過姿態(tài)控制裝置將太陽能電池裝置的姿態(tài)調(diào)整至對應(yīng)于短路電流最大值的姿態(tài)。本發(fā)明的太陽追蹤系統(tǒng)裝置，包括太陽能電池裝置，具有多個太陽能電池單元； 姿態(tài)控制裝置，與太陽能電池裝置結(jié)合，以控制太陽能電池裝置的姿態(tài)；短路電流測量裝置，與太陽能電池裝置耦合，以測量太陽能電池裝置的短路電流；馬達(dá)驅(qū)動裝置，與姿態(tài)控制裝置結(jié)合，以驅(qū)動姿態(tài)控制裝置中的馬達(dá)，通過姿態(tài)控制裝置而改變太陽能電池裝置的姿態(tài)；以及微處理器裝置，與短路電流測量裝置及馬達(dá)驅(qū)動裝置耦合。其中，當(dāng)太陽能電池裝置運作時，微處理器裝置驅(qū)動馬達(dá)驅(qū)動裝置，以驅(qū)動姿態(tài)控制裝置中的馬達(dá)，通過姿態(tài)控制裝置改變太陽能電池裝置的姿態(tài)，且于太陽能電池裝置的姿態(tài)改變時，通過短路電流測量裝置直接測量并記錄太陽能電池裝置的短路電流；微處理器裝置運算出被記錄的各短路電流中的最大值，再驅(qū)動馬達(dá)驅(qū)動裝置，以驅(qū)動姿態(tài)控制裝置中的馬達(dá)，通過姿態(tài)控制裝置將太陽能電池裝置的姿態(tài)調(diào)整至對應(yīng)于短路電流最大值的姿態(tài)。本發(fā)明的太陽追蹤系統(tǒng)裝置，包括太陽能電池裝置，具有多個太陽能電池單元； 姿態(tài)控制裝置，與太陽能電池裝置結(jié)合，以控制太陽能電池裝置的姿態(tài)；最大功率追蹤控制裝置，與太陽能電池裝置耦合，以追蹤太陽能電池裝置的最大功率，最大功率追蹤控制裝置并至少具有功率組件及電流、電壓或功率測量裝置；馬達(dá)驅(qū)動裝置，與姿態(tài)控制裝置結(jié)合， 以驅(qū)動姿態(tài)控制裝置中的馬達(dá)，通過姿態(tài)控制裝置而改變太陽能電池裝置的姿態(tài)；以及微處理器裝置，與最大功率追蹤控制裝置及馬達(dá)驅(qū)動裝置耦合。其中，當(dāng)太陽能電池裝置運作時，微處理器裝置驅(qū)動馬達(dá)驅(qū)動裝置，以驅(qū)動姿態(tài)控制裝置中的馬達(dá)，通過姿態(tài)控制裝置改變太陽能電池裝置的姿態(tài)；通過最大功率追蹤控制裝置中的電流、電壓或功率測量裝置測量并記錄太陽能電池裝置輸出的功率；微處理器裝置運算或比較出被記錄的各功率中的最大值，再驅(qū)動馬達(dá)驅(qū)動裝置，以驅(qū)動姿態(tài)控制裝置中的馬達(dá)，通過姿態(tài)控制裝置將太陽能電池裝置的姿態(tài)調(diào)整至對應(yīng)于功率最大值的姿態(tài)。因此，由于一旦照射至太陽能電池裝置的光線的照度發(fā)生變化時，太陽能電池裝置的短路電流的數(shù)值便會對應(yīng)地改變(即其短路電流的數(shù)值會對應(yīng)于太陽能電池裝置所接收的光線照度的數(shù)值)，或最大功率追蹤控制裝置中的電流、電壓或功率測量裝置測量的功率便會對應(yīng)地改變(即其短路電流的數(shù)值會對應(yīng)于太陽能電池裝置所接收的光線照度的數(shù)值)，所以本發(fā)明的太陽追蹤方法可通過監(jiān)控應(yīng)用本發(fā)明的太陽追蹤方法的太陽追蹤系統(tǒng)裝置的太陽能電池裝置的短路電流數(shù)值變化的方式或最大功率追蹤控制裝置中的功率數(shù)值變化的方式，使得其微處理器裝置對應(yīng)地驅(qū)動其馬達(dá)驅(qū)動裝置，以驅(qū)動姿態(tài)控制裝置中的馬達(dá)，通過其姿態(tài)控制裝置改變其太陽能電池裝置的姿態(tài)，直到對應(yīng)于短路電流最大值或功率最大值的姿態(tài)。而且,一般而言,此對應(yīng)于短路電流最大值或功率最大值的姿態(tài)即為前述的太陽追蹤系統(tǒng)裝置的太陽能電池裝置可接受到最大照度的太陽光源的姿態(tài)。所以，本發(fā)明的太陽追蹤方法可使應(yīng)用本發(fā)明的太陽追蹤方法的太陽追蹤系統(tǒng)裝置隨時地追蹤太陽的位置， 并讓其太陽能電池裝置能持續(xù)地處于可接受到最大照度的太陽光源的姿態(tài)。也就是說，應(yīng)用本發(fā)明的太陽追蹤方法的太陽追蹤系統(tǒng)裝置無需額外安裝光傳感器，亦無需計算太陽軌跡的公式，更無需定時校正其機(jī)械結(jié)構(gòu)，便可持續(xù)地追蹤到太陽的位置。另一方面，如前所述，本發(fā)明的太陽追蹤系統(tǒng)裝置確可使其太陽能電池裝置能持續(xù)地處于可接受到最大照度的太陽光源的姿態(tài)。所以，本發(fā)明的太陽追蹤系統(tǒng)裝置無需被精密地初始安裝，且無需額外安裝光傳感器，亦無需計算太陽軌跡的公式，更無需定時校正其機(jī)械結(jié)構(gòu)，便可持續(xù)地追蹤到太陽的位置。但一般而言，當(dāng)太陽追蹤系統(tǒng)裝置運作時，若直接測量其太陽能電池裝置的輸出電流，則因此輸出電流會隨著負(fù)載的大小而有所變化，故對于此輸出電流的數(shù)值的記錄并無法作為判斷太陽能電池裝置(即其所具的多個太陽能電池單元，如聚光型太陽能電池單元或高聚光型太陽能電池單元)是否已正對著太陽(即是否追蹤到太陽的位置)。又若直接將前述的太陽能電池裝置的電路形成短路，借以測量其短路電流的數(shù)值，此一短路舉動則可能會影響到由負(fù)載所輸出的輸出電流的數(shù)值，進(jìn)而可能影響到太陽能電池裝置的發(fā)電效率。因此，本發(fā)明的技術(shù)特征主要是在于借助太陽能電池裝置運作時所需執(zhí)行的最大功率追蹤程序，且執(zhí)行此最大功率追蹤程序時需使用至少一晶體管進(jìn)行電壓升降的道理， 利用與太陽能電池裝置及最大功率追蹤控制裝置耦合的短路電流測量裝置，以在最大功率追蹤控制裝置的功率組件切換時，適時地測量太陽能電池裝置的短路電流。如此，不但可達(dá)到追蹤太陽位置的目的，且不會影響到由負(fù)載所輸出的輸出電流的數(shù)值及太陽能電池裝置的發(fā)電效率。一般而言，前述的功率組件可為金屬氧化物半導(dǎo)體場效晶體管(MOSFET)、功率晶體管及絕緣柵雙極晶體管(IGBT)等。
本發(fā)明的技術(shù)的另一特征主要是在于借助太陽能電池裝置運作時，通過短路電流測量裝置中的功率組件切換時，適時地測量太陽能電池裝置的短路電流。該功率組件在常態(tài)時為開路狀態(tài)，當(dāng)要測量短路電流時該功率組件才進(jìn)行切換，其切換頻率相當(dāng)快，例如可為每秒一千次以上，在功率組件形成閉路的短暫時間，測量太陽能電池裝置的短路電流。如此，不但可達(dá)到追蹤太陽位置的目的，且?guī)缀醪粫绊懙接韶?fù)載所輸出的輸出電流的數(shù)值及太陽能電池裝置的發(fā)電效率。一般而言，前述的功率組件可為金屬氧化物半導(dǎo)體場效晶體管(MOSFET)、功率晶體管及絕緣柵雙極晶體管(IGBT)等。
本發(fā)明的技術(shù)另一特征主要是在于借助太陽能電池裝置運作時所需執(zhí)行的最大功率追蹤程序，且執(zhí)行此最大功率追蹤程序時需測量太陽能電池裝置的功率。如此，不但可達(dá)到追蹤太陽位置的目的，且不會影響到由負(fù)載所輸出的輸出電流的數(shù)值及太陽能電池裝置的發(fā)電效率。


為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、優(yōu)點與實施例能更明顯易懂，所附附圖的說明如下圖I是已知的太陽追蹤系統(tǒng)裝置的外觀示意圖；圖2是顯示在一固定的溫度環(huán)境下，一太陽能電池裝置的輸出電流與電壓之間關(guān)系的不意圖；圖3A至圖3C為本發(fā)明的不同實施例中，太陽追蹤方法的流程示意圖；圖4A至圖4C分別為對應(yīng)應(yīng)用圖3A至圖3C的太陽追蹤方法的太陽追蹤系統(tǒng)裝置的方塊不意圖；圖5是顯示一應(yīng)用本發(fā)明的太陽追蹤方法的太陽追蹤系統(tǒng)裝置的太陽能電池裝置、短路電流測量裝置及最大功率追蹤控制裝置的耦合關(guān)系與組成的示意圖；圖6是本發(fā)明的太陽追蹤方法的步驟A所依據(jù)的搜尋規(guī)則的流程示意圖；圖7是執(zhí)行完圖6所示的搜尋規(guī)則后，接續(xù)執(zhí)行的小范圍搜尋的流程示意圖；圖8是本發(fā)明的太陽追蹤系統(tǒng)裝置的外觀示意圖；以及圖9是顯示本發(fā)明的太陽追蹤系統(tǒng)裝置的太陽能電池裝置、短路電流測量裝置及最大功率追蹤控制裝置的耦合關(guān)系與組成的示意圖。主要組件符號說明11、41、81 :太陽能電池裝置12、42、82 :姿態(tài)控制裝置13 :光傳感器裝置14、46、86 :微處理器裝置43,83 :短路電流測量裝置44、84 :最大功率追蹤控制裝置45、85:馬達(dá)驅(qū)動裝置47、87:電力調(diào)節(jié)器48、88:負(fù)載121、821 :方位角控制單元122,822 :仰角控制單元431 :第一切換功率組件432:電流感測電路單元441、841 :升降壓調(diào)整電路單元442、別2 :電感443、別3 :電容444,844 :二極管445、845 :第二切換功率組件811 :太陽能電池單元441、841 :功率組件
具體實施例方式在一般應(yīng)用于太陽能電池系統(tǒng)的最大功率點追蹤(MPPT)技術(shù)中，其需通過電流及電壓測量裝置以測量電流及 電壓，進(jìn)而進(jìn)算出其功率。但其所測量到的電流是流經(jīng)一電感的短路電流。雖然此流經(jīng)電感的短路電流與太陽日照強(qiáng)度和追日角度偏差有一定的比例關(guān)系，但是，此短路電流的數(shù)值卻也會受到負(fù)載和直流-直流轉(zhuǎn)換器(DC-DC converter)所具的晶體管切換PWM的duty cycle的影響而有所變動。因此,一般最大功率追蹤技術(shù)中所測量到的經(jīng)過電感的短路電流，并無法被用于追蹤太陽角度(即追蹤太陽的位置)。然而，在本發(fā)明的太陽追蹤方法及太陽追蹤系統(tǒng)裝置中，其追蹤太陽的位置所依據(jù)的短路電流(通過短路電流測量裝置)是通過讓太陽能電池裝置的兩端直接短路，所測量到的短路電流。所以，此短路電流并未流經(jīng)任何電感。因此，在本發(fā)明的太陽追蹤方法及太陽追蹤系統(tǒng)裝置中，此短路電流只會與太陽能電池裝置所接受到的太陽光照度和追日角度偏差存有一定的比例關(guān)系，故可被用于追蹤太陽角度(即追蹤太陽的位置)。另本發(fā)明的太陽追蹤方法及太陽追蹤系統(tǒng)裝置中，其追蹤太陽的位置所依據(jù)的功率系最大功率追蹤控制裝置中的電流、電壓或功率測量裝置測量的功率。該功率與太陽光照度和追日角度偏差存有一定的比例關(guān)系，故亦可被用于追蹤太陽角度(即追蹤太陽的位置)。請參閱圖2，其是顯示在一固定的溫度環(huán)境下，太陽能電池裝置的輸出電流與電壓之間關(guān)系的示意圖。其中，圖2中的不同曲線是分別代表在不同日照強(qiáng)度狀況下，太陽能電池裝置的輸出電流與電壓之間關(guān)系，其日照強(qiáng)度的大小分別是A > B > C > D。此外，各曲線的電壓為0處的電流數(shù)值，即為各曲線(對應(yīng)于不同的日照強(qiáng)度)的短路電流的數(shù)值。所以，從圖2可輕易看出，一旦日照照度(例如來自太陽的光線)有所改變(如降低)，太陽能電池裝置的短路電流便會對應(yīng)地改變。例如，從曲線A上電壓為零的點移動至曲線C上電壓為零的點。意即，太陽能電池裝置的短路電流的數(shù)值是與日照照度的大小呈正比關(guān)系。也就是說，一旦測量出短路電流的數(shù)值呈現(xiàn)一最大值時，此時太陽能電池裝置的姿態(tài)便為可接受到最大日照強(qiáng)度的姿態(tài)。一般而言，此姿態(tài)即為正對太陽的位置的姿態(tài)。因此，本發(fā)明的太陽追蹤方法及本發(fā)明的太陽追蹤系統(tǒng)裝置確實可通過記錄太陽能電池裝置的各短路電流的數(shù)值并找出短路電流最大值的方式，持續(xù)地追蹤到太陽的位置。請參閱圖3A至圖3C以及圖4A至圖4C，其中，圖3A至圖3C是本發(fā)明不同實施例中，太陽追蹤方法的流程示意圖，圖4A至圖4C則分別為對應(yīng)應(yīng)用圖3A至圖3C的太陽追蹤方法的太陽追蹤系統(tǒng)裝置的方塊示意圖。于圖3A所繪示的實施例的太陽追蹤方法包括下列步驟(A)驅(qū)動此馬達(dá)驅(qū)動裝置，以驅(qū)動姿態(tài)控制裝置中的馬達(dá)，通過姿態(tài)控制裝置改變太陽能電池裝置的姿態(tài)，且于太陽能電池裝置的姿態(tài)改變時，持續(xù)地配合此最大功率追蹤控制裝置的功率組件的切換，通過短路電流測量裝置測量并記錄此太陽能電池裝置的短路電流；(B)通過微處理器裝置運算出被記錄的各短路電流中的最大值；以及(C)驅(qū)動此馬達(dá)驅(qū)動裝置，以通過姿態(tài)控制裝置將此太陽能電池裝置的姿態(tài)調(diào)整至對應(yīng)于此短路電流最大值的姿態(tài)。此外，如圖4A所示，應(yīng)用圖3A所示的太陽追蹤方法的太陽追蹤系統(tǒng)裝置則包含太陽能電池裝置41、姿態(tài)控制裝置42、短路電流測量裝置43、最大功率追蹤控制裝置44、馬達(dá)驅(qū)動裝置45及微處理器裝置46。而且，最大功率追蹤控制裝置44并至少具有功率組件 441。
另一方面，如圖5所示，其是顯示應(yīng)用本發(fā)明的太陽追蹤方法的太陽追蹤系統(tǒng)裝置的太陽能電池裝置、短路電流測量裝置及最大功率追蹤控制裝置的耦合關(guān)系與組成的示意圖。其中，短路電流測量裝置43至少具有第一切換功率組件431及電流感測電路單元 432。最大功率追蹤控制裝置44則包括升降壓調(diào)整電路單元441，且升降壓調(diào)整電路單元 441至少具有電感442、電容443、二極管444及第二切換功率組件445。在本實施例中，短路電流測量裝置43是與太陽能電池裝置41耦合，最大功率追蹤控制裝置44是另與太陽能電池裝置41耦合。除此之外，最大功率追蹤控制裝置44另與電力調(diào)節(jié)器(inverter) 47及負(fù)載48 f禹合，以輸出一個輸出電流至負(fù)載48。而當(dāng)本發(fā)明的太陽追蹤方法運作時，短路電流測量裝置43的第一切換功率組件431與最大功率追蹤控制裝置44的第二切換功率組件445是交替地呈現(xiàn)導(dǎo)通狀態(tài)，以交替地測量太陽能電池裝置41 的短路電流及追蹤太陽能電池裝置41的最大功率。也就是說，當(dāng)本發(fā)明的太陽追蹤方法運作時，是配合太陽能電池裝置41原本需執(zhí)行的最大功率追蹤控制的升降壓程序，于最大功率追蹤控制程序執(zhí)行升降壓的空檔(即第二切換功率組件445呈開路的非導(dǎo)通狀態(tài)時)， 進(jìn)行太陽能電池裝置41的短路電流的測量(即第一切換功率組件431呈導(dǎo)通的閉路狀態(tài)時)。另一方面，當(dāng)本發(fā)明的太陽追蹤方法運作時，短路電流測量裝置43的電流感測電路單元432是通過電阻法、霍爾組件法或CT法測量出太陽能電池裝置41的短路電流。其中，電阻法為一般常用的方式，其原理為將待測的電流串聯(lián)一極小的電阻，并測量電阻兩端的電位差。接著，由電路學(xué)基本公式V= IR可知電阻固定時電壓與電流成正比，并通過此關(guān)系式可求得電流值。其優(yōu)點為使用簡單、適用于交、直流電流，缺點為不易與電流絕緣、輸出電壓小、插入損失大。此外，電流互感(current transformer ；CT)法的原理為將待測的導(dǎo)線通過一磁路，I0使磁路產(chǎn)生磁場B，而磁場B又使磁路上的線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流，再以前述的電阻法測量此感應(yīng)電流。不同的是以電阻法測量此感應(yīng)電流不會因為串聯(lián)電阻而影響到Itl，其優(yōu)點為利用范圍大、能絕緣、輸出電壓較大。至于霍爾組件法，其感測方式類似CT法，也是由待測的電流使磁路產(chǎn)生磁場，但不同的是，其磁路具有一間隙，且在間隙中放入霍爾組件并以產(chǎn)生的磁場使霍爾組件產(chǎn)生霍爾電壓，進(jìn)而獲得待測電流值。于圖3B所繪示的實施例的太陽追蹤方法包括下列步驟(A)驅(qū)動馬達(dá)驅(qū)動裝置， 以驅(qū)動姿態(tài)控制裝置中的馬達(dá)，通過姿態(tài)控制裝置改變太陽能電池裝置的姿態(tài)，且于太陽能電池裝置的姿態(tài)改變時，通過短路電流測量裝置直接測量并記錄太陽能電池裝置的短路電流；(B)通過微處理器裝置運算出被記錄的各短路電流中的最大值；以及(C)驅(qū)動馬達(dá)驅(qū)動裝置，以通過姿態(tài)控制裝置將太陽能電池裝置的姿態(tài)調(diào)整至對應(yīng)于短路電流最大值的姿態(tài)。繪示于圖4B中的太陽追蹤系統(tǒng)裝置對應(yīng)于圖3B的太陽追蹤方法。圖4B中的太陽追蹤系統(tǒng)裝置可不考慮最大功率追蹤控制裝置44，而包含太陽能電池裝置41、姿態(tài)控制裝置42、短路電流測量裝置43、馬達(dá)驅(qū)動裝置45及微處理器裝置46。短路電流測量裝置不需如圖4A的實施例中與最大功率追蹤控制裝置44耦合。其中，短路電流測量裝置43是至少具有如圖5所示的第一切換功率組件431及電流感測電路單元432。在本實施例中，短路電流測量裝置43是與太陽能電池裝置41耦合，功率組件在常態(tài)時為開路狀態(tài)，當(dāng)本發(fā)明的太陽追蹤方法運作時功率組件才進(jìn)行切換，其切換頻率相當(dāng)快，例如可為每秒一千次以上， 在功率組件形成閉路的短暫時間，測量太陽能電池裝置的短路電流。于圖3C所繪示的實施例的太陽追蹤方法包括下列步驟(A)驅(qū)動馬達(dá)驅(qū)動裝置， 以驅(qū)動姿態(tài)控制裝置中的馬達(dá)，通過姿態(tài)控制裝置改變太陽能電池裝置的姿態(tài)，且于太陽能電池裝置的姿態(tài)改變時，通過最大功率追蹤控制裝置中的電流、電壓或功率測量裝置測量并記錄太陽能電池裝置輸出的功率；(B)通過微處理器裝置運算或比較出被記錄的各功率中的一最大值；以及(C)驅(qū)動馬達(dá)驅(qū)動裝置，以通過姿態(tài)控制裝置將太陽能電池裝置的姿態(tài)調(diào)整至對應(yīng)于功率最大值的姿態(tài)。繪示于圖4C中的太陽追蹤系統(tǒng)裝置對應(yīng)于圖3C的太陽追蹤方法。圖4C中的太陽追蹤系統(tǒng)裝置可不需短路電流測量裝置的設(shè)置。其包含太陽能電池裝置41、姿態(tài)控制裝置42、最大功率追蹤控制裝置44、馬達(dá)驅(qū)動裝置45及微處理器裝置46。最大功率追蹤控制裝置44可為升壓電路或升降壓電路。其中，最大功率追蹤控制裝置44包含電流、電壓或功率測量裝置以測量或計算出功率。而在上述本發(fā)明的太陽追蹤方法的步驟(A)中，是依據(jù)一搜尋規(guī)則改變太陽能電池裝置41的姿態(tài)，且太陽能電池裝置41的姿態(tài)包含一方位角及一仰角。在某些情況下，此搜尋規(guī)則可為人工智能算法，例如但不限定為模糊算法、螞蟻算法、田口算法或遺傳基因算法等已知的人工智能算法，在此不再加以贅述。但是，如第6圖所示，在一般的情況下，本發(fā)明的太陽追蹤方法的步驟(A)所依據(jù)的搜尋規(guī)則可包含下列步驟(Al)調(diào)整此太陽能電池裝置的仰角至一固定角度；(A2)調(diào)整此太陽能電池裝置的方位角，使得此太陽能電池裝置的方位角從一固定角度逐漸增加至另一固定角度；(A3)調(diào)整此太陽能電池裝置的方位角至一對應(yīng)于此短路電流最大值或功率最大值的方位角；(A4)調(diào)整此太陽能電池裝置的仰角，使得此太陽能電池裝置的仰角從一負(fù)角度逐漸增加至一正角度；以及
(A5)調(diào)整此太陽能電池裝置的仰角至一對應(yīng)于此短路電流最大值或功率最大值的仰角。其中，前述的太陽能電池裝置的仰角的可調(diào)整范圍系由姿態(tài)控制裝置所具的至少一極限開關(guān)的設(shè)置位置而被決定。此外，太陽能電池裝置的方位角的可調(diào)整范圍則由姿態(tài)控制裝置所具的至少一極限開關(guān)的設(shè)置位置而被決定。舉例來說，當(dāng)清晨剛啟動應(yīng)用本發(fā)明的太陽追蹤方法的太陽追蹤系統(tǒng)裝置時，由于尚未得到關(guān)于太陽的初始位置的信息，故需先執(zhí)行大范圍的搜尋，直到本發(fā)明的太陽追蹤方法追蹤到太陽的目前位置為止(即使得太陽追蹤系統(tǒng)裝置的太陽能電池裝置正對太陽)。此時，依據(jù)前述的搜尋規(guī)則的步驟(Al)，太陽能電池裝置的仰角系被調(diào)整至一固定角度(如45度角)，而45度角系由一極限開關(guān)(如仰角極限開關(guān))決定。接著，太陽能電池裝置的方位角系朝向順時針方向移動，以從一固定角度(如0度角)逐漸增加至另一固定角度(如360度角)，即步驟(A2)。同樣地，前述的如0度角與360度角亦由另一極限開關(guān)(如方位角極限開關(guān))決定。然而，需注意的是，在其它應(yīng)用環(huán)境下，太陽能電池裝置的方位角亦可朝向逆時針方向移動，以從一固定角度(如360度角)逐漸減少至另一固定角度(如0度角)。
隨后，依據(jù)在前述的方位角改變過程中所記錄到的各短路電流或功率的數(shù)值，將太陽能電池裝置的方位角調(diào)整至一對應(yīng)于一短路電流最大值或功率最大值的方位角，此時，太陽能電池裝置的姿態(tài)的方位角便被暫時被固定，即步驟(A3)。之后，再調(diào)整太陽能電池裝置的仰角，使得太陽能電池裝置的仰角從一負(fù)角度 (如負(fù)80度角)逐漸增加至一正角度(如正80度角)，即步驟(A4)，而正80度角與負(fù)80 度角亦由一極限開關(guān)(如仰角極限開關(guān))決定。但需注意的是，在其它應(yīng)用環(huán)境下，太陽能電池裝置的仰角亦可以另一種方式改變，如從一正角度(如正80度角)逐漸減少至一負(fù)角度(如負(fù)80度角)。除此之外，前述的“正角度”及“負(fù)角度”并非僅能為前述的“正80度角”及“負(fù)80度角”，它們亦可為任何適當(dāng)?shù)慕嵌戎?，如“?5度角”或“負(fù)20度角”等。最后，依據(jù)在前述的仰改變過程中所記錄到的各短路電流或功率的數(shù)值，將太陽能電池裝置的仰角調(diào)整至一對應(yīng)于一短路電流最大值或功率最大值的仰角，此時，太陽能電池裝置的姿態(tài)的仰角便被暫時被固定，即步驟(A5)。此時，太陽能電池裝置的姿態(tài)(方位角及仰角)便大致確定，即太陽能電池裝置已處于一大致正對于太陽的姿態(tài)。需注意的是，在本具體實施例中，前述的方位角(如0度角0與360度角)及仰角的度數(shù)(如45度角、正80度角與負(fù)80度角)均是相對于一基準(zhǔn)姿態(tài)而言。而且，在此基準(zhǔn)姿態(tài)中，前述的方位角及仰角均被設(shè)定為零度角。除此之外，此基準(zhǔn)姿態(tài)可由一使用者依其意愿配合硬件，如極限開關(guān)的數(shù)量及設(shè)置位置而自由地被設(shè)定。然而，如圖7所示，為了更精確地追蹤太陽的位置(使得太陽能電池裝置精確地對正于太陽)，本發(fā)明的太陽追蹤方法并執(zhí)行另一小范圍的搜尋，其包括下列步驟(A6)使太陽能電池裝置的方位角朝向順時針方向移動，且于太陽能電池裝置的方位角變化時，偵測短路電流或功率的數(shù)值是否降低；(A7)使太陽能電池裝置的方位角朝向逆時針方向移動，且于太陽能電池裝置的方位角變化時，偵測短路電流或功率的數(shù)值是否降低；(AS)將太陽能電池裝置的方位角調(diào)整至另一對應(yīng)于此短路電流最大值或功率最大值的方位角；(A9)使太陽能電池裝置的仰角朝向負(fù)角度的方向移動，且于太陽能電池裝置的仰角變化時，偵測短路電流或功率的數(shù)值是否降低；(AlO)使太陽能電池裝置的仰角朝向正角度的方向移動，且于太陽能電池裝置的仰角變化時，偵測短路電流或功率的數(shù)值是否降低；以及(All)將太陽能電池裝置的仰角調(diào)整至另一對應(yīng)于此短路電流最大值或功率最大值的仰角。如前所述，由于在執(zhí)行完大范圍的搜尋后，太陽能電池裝置已處于一大致正對于太陽的姿態(tài)，所以不論太陽能電池裝置的方位角(仰角)怎樣變化，太陽能電池裝置的短路電流或功率數(shù)值應(yīng)該都會降低(因離開太陽能電池裝置可接受最大日照強(qiáng)度的姿態(tài))。然而，由于執(zhí)行大范圍搜尋需要搜尋整個空間(具有360度的方位角及160度的仰角)，故短路電流測量裝置或功率測量裝置于大范圍搜尋時的分辨率一般都被設(shè)定至一較低的水平，以免耗費過多的時間于大范圍搜尋上而也由于短路電流測量裝置或功率測量裝置的分辨率被設(shè)定至一較低的水平，故本發(fā)明的太陽追蹤方法可能誤判太陽能電池裝置的某一姿態(tài)為一可接受最大日照強(qiáng)度的姿態(tài)。因此，為了平衡太陽追蹤的精確度與需耗費的時間，本發(fā)明的太陽追蹤方法便更包括了一小范圍的搜尋，即圖7所示的步驟(A6) 步驟(All)。此時，由于所需搜尋的范圍較小， 頂多正負(fù)5度角，故即使將短路電流測量裝置或功率測量裝置的分辨率設(shè)定至一最高的水平，所需耗費的時間也仍在一可接受的范圍之內(nèi)。所以，經(jīng)過執(zhí)行完小范圍搜尋之后，太陽能電池裝置便處于一精確對正于太陽的位置，即本發(fā)明的太陽追蹤方法可更精確地追蹤到太陽的位置。之后，隨著時間經(jīng)過，太陽的位置會逐漸改變(于天空中移動)，故每隔一特定時間間隔(如I分鐘至10分鐘)后，及/或每當(dāng)所測量的最大短路電流或功率最大值降低至一比例時(如降低至95% )便需要重新追蹤太陽的位置。為此，本發(fā)明的太陽追蹤方法可還包括一步驟(D)，即于一特定時間間隔后，依據(jù)一搜尋規(guī)則改變太陽能電池裝置的姿態(tài)。 而且，于太陽能電池裝置的姿態(tài)改變時，持續(xù)地通過短路電流測量裝置測量并記錄此太陽能電池裝置的短路電流，以再次將太陽能電池裝置的姿態(tài)調(diào)整至另一對應(yīng)于此短路電流最大值的姿態(tài)。或持續(xù)地通過功率測量裝置測量并記錄此最大功率追蹤裝置的功率，以再次將太陽能電池裝置的姿態(tài)調(diào)整至另一對應(yīng)于此功率最大值的姿態(tài)。而在本實施例中，前述的特定時間間隔可為3至10分鐘。但如果需要更實時地追蹤到太陽的位置，此特定時間間隔可縮短為I分鐘或I分鐘以內(nèi)。此外，在執(zhí)行小范圍的搜尋的過程中，本發(fā)明的太陽追蹤方法所依據(jù)的搜尋規(guī)則可為擾動觀察法或人工智能算法， 端看實際需求而定。如圖8所示，其是本發(fā)明的太陽追蹤系統(tǒng)裝置的外觀示意圖，其中，本發(fā)明的太陽追蹤系統(tǒng)裝置，包括一太陽能電池裝置81、一姿態(tài)控制裝置82、一短路電流測量裝置83、 一最大功率追蹤控制裝置84、一馬達(dá)驅(qū)動裝置85以及一微處理器裝置86。此外，太陽能電池裝置81具有多個太陽能電池單元811，姿態(tài)控制裝置82則與太陽能電池裝置81結(jié)合，以控制太陽能電池裝置81的姿態(tài)。另一方面，短路電流測量裝置83是與太陽能電池裝置81 耦合，以測量太陽能電池裝置81的一短路電流，最大功率追蹤控制裝置84則與太陽能電池裝置81耦合，以追蹤太陽能電池裝置81的一最大功率。除此之外，馬達(dá)驅(qū)動裝置85是與姿態(tài)控制裝置82結(jié)合，以驅(qū)動姿態(tài)控制裝置82而改變太陽能電池裝置81的姿態(tài)，微處理器裝置86則與短路電流測量裝置83、最大功率追蹤控制裝置84及馬達(dá)驅(qū)動裝置85耦合。而當(dāng)本發(fā)明的太陽能電池裝置運作時，前述的微處理器裝置86便驅(qū)動馬達(dá)驅(qū)動裝置85，以驅(qū)動姿態(tài)控制裝置82中的馬達(dá)，通過此姿態(tài)控制裝置82改變太陽能電池裝置 81的姿態(tài)。而且，于太陽能電池裝置81的姿態(tài)改變時，持續(xù)地配合最大功率追蹤控制裝置 84的功率組件841的切換，通過短路電流測量裝置83測量并記錄太陽能電池裝置81的一短路電流。隨后，微處理器裝置86運算出被記錄的各短路電流中的一最大值，再驅(qū)動馬達(dá)驅(qū)動裝置85，以通過姿態(tài)控制裝置82將太陽能電池裝置81的姿態(tài)調(diào)整至一對應(yīng)于此短路電流最大值的姿態(tài)。在本發(fā)明的另一實施例中，短路電流測量裝置83不與太陽能電池裝置81耦合， 當(dāng)本發(fā)明的太陽追蹤方法運作時功率組件才進(jìn)行切換，其切換頻率相當(dāng)快，例如可為每秒一千次以上，在功率組件形成閉路的短暫時間，測量太陽能電池裝置的短路電流，通過姿態(tài)控制裝置82將太陽能電池裝置81的姿態(tài)調(diào)整至對應(yīng)于此短路電流最大值的姿態(tài)。 在本發(fā)明的又一實施例中，太陽追蹤系統(tǒng)裝置可不需一短路電流測量裝置，而包含一太陽能電池裝置81、一姿態(tài)控制裝置82、最大功率追蹤控制裝置84、一馬達(dá)驅(qū)動裝置 85及一微處理器裝置86。最大功率裝置84可為升壓電路或升降壓電路，并不限定于圖8 所示的電路。最大功率追蹤控制裝置84包含電流、電壓或功率測量裝置以測量或計算出功率，通過姿態(tài)控制裝置82將太陽能電池裝置81的姿態(tài)調(diào)整至對應(yīng)于功率最大值的姿態(tài)。而在某些應(yīng)用環(huán)境下，本發(fā)明的太陽追蹤系統(tǒng)裝置可還包括一與微處理器裝置86 耦合的內(nèi)存(如DRAM，圖中未示)，以將太陽能電池裝置81于不同姿態(tài)時的各短路電流數(shù)值儲存于其中。如此，本發(fā)明的太陽追蹤系統(tǒng)裝置除了可進(jìn)行太陽追蹤程序以外，更可將一定時間區(qū)間(如I天或一周)內(nèi)所有的各短路電流或功率數(shù)值記錄取出，以供后續(xù)的分析使用。在本實施例中，本發(fā)明的太陽追蹤系統(tǒng)裝置的太陽能電池裝置所具有的多個太陽能電池單元811可為一般的太陽能電池單元(PV)或聚光型太陽能電池單元(CPV)或高聚光型太陽能電池單元(HCPV)，且姿態(tài)控制裝置82則具有方位角控制單元821及一仰角控制單元822，此方位角控制單元821及仰角控制單元822主要包含馬達(dá)(可為直流馬達(dá)、交流同步馬達(dá)、或步進(jìn)馬達(dá))及其減速機(jī)構(gòu)，以控制太陽能電池裝置81的姿態(tài)(包含方位角及仰角)。另一方面，為了控制方位角控制單元821的移動行程，姿態(tài)控制裝置82還包括方位角極限開關(guān)823。此外，為了控制仰角控制單元822的移動行程，姿態(tài)控制裝置82更包括仰角極限開關(guān)824。此外，如圖9所示，在本發(fā)明的太陽追蹤系統(tǒng)裝置中，短路電流測量裝置83是至少具有第一切換功率組件831及電流感測電路單元832，最大功率追蹤控制裝置84則包括一升降壓調(diào)整電路單元841，且升降壓調(diào)整電路單元841至少具有電感842、電容843、二極管 844及第二切換功率組件845。而且，太陽能電池裝置81、短路電流測量裝置83及最大功率追蹤控制裝置84是以圖9所示的耦合方式彼此耦合。意即，短路電流測量裝置83系與太陽能電池裝置81耦合，最大功率追蹤控制裝置84是另與太陽能電池裝置81耦合。然而，在某些應(yīng)用環(huán)境下， 短路電流測量裝置83及最大功率追蹤控制裝置84亦可先整合為一感測電路模塊(圖中未示)，再耦合至太陽能電池裝置81。除此之外，最大功率追蹤控制裝置84另與一電力調(diào)節(jié)器(inverter) 87及一負(fù)載88 f禹合，以輸出一輸出電流至負(fù)載88。而當(dāng)本發(fā)明的太陽追蹤系統(tǒng)裝置執(zhí)行太陽追蹤時，短路電流測量裝置83的第一切換功率組件831與最大功率追蹤控制裝置84的第二切換功率組件845是交替地呈現(xiàn)一導(dǎo)通狀態(tài)，以交替地測量太陽能電池裝置81的短路電流及追蹤太陽能電池裝置81的一最大功率。也就是說，當(dāng)本發(fā)明的太陽追蹤系統(tǒng)裝置執(zhí)行太陽追蹤時，其是配合太陽能電池裝置81原本需執(zhí)行的最大功率追蹤控制程序的升降壓程序，于最大功率追蹤控制程序執(zhí)行升降壓的空檔(即第二切換功率組件445呈開路的非導(dǎo)通狀態(tài)時)，進(jìn)行太陽能電池裝置 41的短路電流的測量(即第一切換功率組件431呈導(dǎo)通的閉路狀態(tài)時)。而且，在本實施例中，第一切換功率組件831及第二切換功率組件845可為金屬氧化物半導(dǎo)體場效晶體管 (MOSFET)、功率晶體管或絕緣柵雙極晶體管(IGBT)。
在本發(fā)明另一實施例中，圖9的短路電流測量裝置83的第一切換功率組件831不與最大功率追蹤控制裝置84的第二切換功率組件845耦合。當(dāng)要測量短路電流時，短路電流測量裝置83的第一切換功率組件831在形成閉路的短暫時間，測量太陽能電池裝置的短路電流，通過姿態(tài)控制裝置82將太陽能電池裝置81的姿態(tài)調(diào)整至對應(yīng)于短路電流最大值的姿態(tài)。在本發(fā)明又一實施例中，圖9的短路電流測量裝置83可不設(shè)置于其中。最大功率追蹤控制裝置84不限定于圖9的電路，而可為一升壓電路或升降壓電路。最大功率追蹤控制裝置84包含電流、電壓或功率測量裝置以測量或計算出功率，通過姿態(tài)控制裝置82將太陽能電池裝置81的姿態(tài)調(diào)整至對應(yīng)于功率最大值的姿態(tài)。另一方面，當(dāng)本發(fā)明的太陽追蹤系統(tǒng)裝置執(zhí)行太陽追蹤時，短路電流測量裝置83 的電流感測電路單元832是通過一電阻法、一霍爾組件法或一 CT法測量出太陽能電池裝置 81的短路電流。其中，電阻法為一般常用的方式，其原理為將待測的電流串聯(lián)一極小的電阻，并測量電阻兩端的電位差。接著，由電路學(xué)基本公式V= IR可知電阻固定時電壓與 電流成正比，并通過此關(guān)系式可求得電流值。其優(yōu)點為使用簡單、適用于交、直流電流，缺點為不易與電流絕緣、輸出電壓小、插入損失大。此外，CT法的原理為將待測的導(dǎo)線通過一磁路，I0使磁路產(chǎn)生一磁場B，而磁場B 又使磁路上的線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流，再以前述的電阻法測量此感應(yīng)電流。不同的是以電阻法測量此感應(yīng)電流不會因為串聯(lián)電阻而影響到Itl，其優(yōu)點為利用范圍大、能絕緣、輸出電壓較大。至于霍爾組件法，其感測方式類似CT法，也是由待測的電流使磁路產(chǎn)生磁場，但不同的是，其磁路具有一間隙，且在間隙中放入霍爾組件并以產(chǎn)生的磁場使霍爾組件產(chǎn)生霍爾電壓，進(jìn)而獲得待測電流值。除此之外，當(dāng)本發(fā)明的太陽追蹤系統(tǒng)裝置執(zhí)行太陽追蹤時，其是依據(jù)一搜尋規(guī)則改變太陽能電池裝置81的姿態(tài)，且太陽能電池裝置81的姿態(tài)(包含一方位角及一仰角)。 且在某些情況下，此搜尋規(guī)則可為人工智能算法，例如但不限定為模糊算法、螞蟻算法、由口算法或遺傳基因算法。至于各人工智能算法的詳細(xì)步驟，由于已廣為業(yè)界所熟悉，在此便不再贅述。又由于已知安裝光傳感器裝置需花費相當(dāng)長的時間作初始校正，當(dāng)控制器使用短路電流法或功率法追蹤到最大功率輸出角度時，便可順勢將此時仰角及方位角光傳感器的差動數(shù)值紀(jì)錄下來，用以作為光傳感器初始參數(shù)的校正或使用一段時間后，光傳感器參數(shù)的再校正。另本發(fā)明的太陽追蹤系統(tǒng)方法亦可與已知的光傳感器追日法作配合，先以已知的光傳感器追日法進(jìn)行追日機(jī)構(gòu)的粗定位，再以本發(fā)明的太陽追蹤系統(tǒng)方法進(jìn)行追日機(jī)構(gòu)的精密定位。當(dāng)太陽能板受到烏云遮蔽時，太陽能電池的P-V輸出特性曲線將整體往下掉，亦即烏云遮蔽對輸出電流或功率的影響非常大。因此本發(fā)明的太陽追蹤方法當(dāng)測量到的電流或功率低于一固定值時，表示于太陽能板受到烏云遮蔽或天氣差，此時暫停追日的運作， 一旦測量到的電流或功率高于該固定值時，即恢復(fù)追日的運作。另本發(fā)明的太陽追蹤系統(tǒng)方法亦可與已知的太陽軌跡公式法作配合，但所使用的太陽軌跡公式是簡單的太陽軌跡公式，雖然定位的精度不高，但不需使用高階的微處理器進(jìn)行運算，在追日時先以已知的太陽軌跡公式法進(jìn)行追日機(jī)構(gòu)的粗定位，再以本發(fā)明的太陽追蹤系統(tǒng)方法進(jìn)行追日機(jī)構(gòu)的精密定位?；虍?dāng)測量到的電流或功率低于一固定值時，表示于太陽能板受到烏云遮蔽或天氣差， 此時暫停使用短路電流法或功率法追日的運作，而切換至太陽軌跡公式法進(jìn)行追日，一但測量到的電流或功率高于該固定值時，即恢復(fù)短路電流法或功率法追日的運作。綜上所述，由于一旦照射至太陽能電池裝置的光線的照度發(fā)生變化時，太陽能電池裝置的短路電流的數(shù)值或最大功率追蹤控制裝置測量的功率的數(shù)值便會對應(yīng)地改變 (即其短路電流或功率的數(shù)值會對應(yīng)于太陽能電池裝置所接收的光線照度的數(shù)值)，所以本發(fā)明的太陽追蹤方法可通過監(jiān)控一應(yīng)用本發(fā)明的太陽追蹤方法的太陽追蹤系統(tǒng)裝置的太陽能電池裝置的短路電流數(shù)值或最大功率追蹤控制裝置測量的功率的數(shù)值變化的方式， 使得其微處理器裝置對應(yīng)地驅(qū)動其馬達(dá)驅(qū)動裝置，以通過其姿態(tài)控制裝置改變其太陽能電池裝置的姿態(tài)，直到對應(yīng)于短路電流最大值或功率最大值的姿態(tài)。而且,一般而言,此對應(yīng)于短路電流最大值或功率最大值的姿態(tài)即為前述的太陽追蹤系統(tǒng)裝置的太陽能電池裝置可接受到最大照度的太陽光源的姿態(tài)。所以，本發(fā)明的太陽追蹤方法可使一應(yīng)用本發(fā)明的太陽追蹤方法的太陽追蹤系統(tǒng)裝置隨時地追蹤太陽的位置，并讓其太陽能電池裝置能持續(xù)地處于可接受到最大照度的太陽光源的姿態(tài)。也就是說， 應(yīng)用本發(fā)明的太陽追蹤方法的太陽追蹤系統(tǒng)裝置無需額外安裝光傳感器，亦無需計算太陽軌跡的公式，更無需定時校正其機(jī)械結(jié)構(gòu)，便可持續(xù)地追蹤到太陽的位置。
另一方面，如前所述，本發(fā)明的太陽追蹤系統(tǒng)裝置確可使其太陽能電池裝置能持續(xù)地處于可接受到最大照度的太陽光源的姿態(tài)。所以，本發(fā)明的太陽追蹤系統(tǒng)裝置無需被精密地初始安裝，且無需額外安裝光傳感器，亦無需計算太陽軌跡的公式，更無需定時校正其機(jī)械結(jié)構(gòu)，便可持續(xù)地追蹤到太陽的位置。上述具體實施例僅是為了方便說明而舉例而已，本發(fā)明所主張的權(quán)利范圍自應(yīng)以申請專利范圍所述為準(zhǔn)，而非僅限于上述具體實施例。
權(quán)利要求
1.一種太陽追蹤方法，其特征在于，應(yīng)用于一太陽追蹤系統(tǒng)裝置，且該太陽追蹤系統(tǒng)裝置包含一太陽能電池裝置、一姿態(tài)控制裝置、一短路電流測量裝置、一最大功率追蹤控制裝置、一馬達(dá)驅(qū)動裝置及一微處理器裝置，該最大功率追蹤控制裝置并至少具有一功率組件，該方法包括下列步驟 (A)驅(qū)動該馬達(dá)驅(qū)動裝置，以驅(qū)動該姿態(tài)控制裝置中的馬達(dá)，通過該姿態(tài)控制裝置改變該太陽能電池裝置的姿態(tài)，且于該太陽能電池裝置的姿態(tài)改變時，持續(xù)地配合該最大功率追蹤控制裝置的功率組件的切換，通過該短路電流測量裝置測量并記錄該太陽能電池裝置的一短路電流； (B)通過該微處理器裝置運算出被記錄的各短路電流中的一最大值；以及 (C)驅(qū)動該馬達(dá)驅(qū)動裝置，以通過該姿態(tài)控制裝置將該太陽能電池裝置的姿態(tài)調(diào)整至一對應(yīng)于該短路電流最大值的姿態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽追蹤方法，其特征在于，該短路電流測量裝置至少具有一第一切換功率組件及一電流感測電路單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽追蹤方法，其特征在于，該最大功率追蹤控制裝置包括一升降壓調(diào)整電路單元，且該升降壓調(diào)整電路單元至少具有一電感、一電容、一二極管及一第二切換功率組件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽追蹤方法，其特征在于，該第一切換功率組件及該第二切換功率組件是交替地呈現(xiàn)一導(dǎo)通狀態(tài)，以交替地測量該太陽能電池裝置的短路電流及追蹤該太陽能電池裝置的一最大功率。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽追蹤方法，其特征在于，于步驟(A)中，是依據(jù)一搜尋規(guī)則改變該太陽能電池裝置的姿態(tài)，且該太陽能電池裝置的姿態(tài)包含一方位角及一仰角。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽追蹤方法，其特征在于，該搜尋規(guī)則為人工智能算法。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的太陽追蹤方法，其特征在于，該人工智能算法可為模糊算法、螞蟻算法、田口算法或遺傳基因算法。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽追蹤方法，其特征在于，該搜尋規(guī)則包含下列步驟 (Al)調(diào)整該太陽能電池裝置的仰角至一固定角度； (A2)調(diào)整該太陽能電池裝置的方位角，使得該太陽能電池裝置的方位角從一固定角度逐漸增加至另一固定角度； (A3)調(diào)整該太陽能電池裝置的方位角至一對應(yīng)于該短路電流最大值的方位角； (A4)調(diào)整該太陽能電池裝置的仰角，使得該太陽能電池裝置的仰角從一負(fù)角度逐漸增加至一正角度；以及 (A5)調(diào)整該太陽能電池裝置的仰角至一對應(yīng)于該短路電流最大值的仰角。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的太陽追蹤方法，其特征在于，該太陽能電池裝置的仰角的可調(diào)整范圍是由該姿態(tài)控制裝置所具的至少一極限開關(guān)的設(shè)置位置而被決定。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的太陽追蹤方法，其特征在于，該太陽能電池裝置的方位角的可調(diào)整范圍是由該姿態(tài)控制裝置所具的至少一極限開關(guān)的設(shè)置位置而被決定。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽追蹤方法，其特征在于，該太陽能電池裝置的短路電流可通過一電阻法而被測量出。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽追蹤方法，其特征在于，該太陽能電池裝置的短路電流可通過一霍爾組件法而被測量出。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽追蹤方法，其特征在于，該太陽能電池裝置的短路電流可通過一電流互感法而被測量出。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的太陽追蹤方法，其特征在于，還包括一步驟(A6)，使該太陽能電池裝置的方位角朝向順時針方向移動，且于該太陽能電池裝置的方位角變化時，偵測該短路電流的數(shù)值是否降低。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的太陽追蹤方法，其特征在于，還包括一步驟(A7)，使該太陽能電池裝置的方位角朝向逆時針方向移動，且于該太陽能電池裝置的方位角變化時，偵測該短路電流的數(shù)值是否降低。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的太陽追蹤方法，其特征在于，還包括一步驟(AS)，將該太陽能電池裝置的方位角調(diào)整至另一對應(yīng)于該短路電流最大值的方位角。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的太陽追蹤方法，其特征在于，還包括一步驟(A9)，使該太陽能電池裝置的仰角朝向負(fù)角度的方向移動，且于該太陽能電池裝置的仰角變化時，偵測該短路電流的數(shù)值是否降低。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的太陽追蹤方法，其特征在于，還包括一步驟(AlO)，使該太陽能電池裝置的仰角朝向正角度的方向移動，且于該太陽能電池裝置的仰角變化時，偵測該短路電流的數(shù)值是否降低。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的太陽追蹤方法，其特征在于，還包括一步驟(All)，將該太陽能電池裝置的仰角調(diào)整至另一對應(yīng)于該短路電流最大值的仰角。
20.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽追蹤方法，其特征在于，還包括一步驟(D)，于一特定時間間隔及/或所測量的最大短路電流降低至一比例后，依據(jù)一搜尋規(guī)則改變該太陽能電池裝置的姿態(tài)，且于該太陽能電池裝置的姿態(tài)改變時，持續(xù)地通過該短路電流測量裝置測量并記錄該太陽能電池裝置的短路電流，以再次將該太陽能電池裝置的姿態(tài)調(diào)整至另一對應(yīng)于該短路電流最大值的姿態(tài)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的太陽追蹤方法，其特征在于，該搜尋規(guī)則為擾動觀察法。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的太陽追蹤方法，其特征在于，該搜尋規(guī)則為人工智能算法。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的太陽追蹤方法，其特征在于，該特定時間間隔為5至10分鐘。
24.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽追蹤方法，其特征在于，于執(zhí)行步驟(A)、步驟(B)及步驟(C)前，還包含執(zhí)行一光傳感器追日法，以改變該太陽能電池裝置的姿態(tài)以進(jìn)行一粗略定位，再通過步驟(A)、步驟(B)及步驟(C)進(jìn)行一精密定位。
25.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽追蹤方法，其特征在于，于執(zhí)行步驟㈧、步驟⑶及步驟(C)前，還包含執(zhí)行一太陽軌跡公式追日法，以改變該太陽能電池裝置的姿態(tài)以進(jìn)行一粗略定位，再通過步驟(A)、步驟(B)及步驟(C)進(jìn)行一精密定位。
26.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽追蹤方法，其特征在于，于步驟㈧后還包含判斷測量到的短路電流是否低于一固定值，其中當(dāng)測量到的短路電流低于該固定值時，還包含 暫停驅(qū)動該馬達(dá)驅(qū)動裝置且繼續(xù)測量該太陽能電池裝置的短路電流；以及 當(dāng)測量到的短路電流高于該固定值，恢復(fù)驅(qū)動該馬達(dá)驅(qū)動裝置以執(zhí)行步驟(B)及步驟(C)。
27.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽追蹤方法，其特征在于，于步驟㈧后還包含判斷測量到的短路電流是否低于一固定值，其中當(dāng)測量到的短路電流低于該固定值時，還包含 以一太陽軌跡公式追日法驅(qū)動該馬達(dá)驅(qū)動裝置且繼續(xù)測量該太陽能電池裝置的短路電流；以及 當(dāng)測量到的短路電流高于該固定值，執(zhí)行步驟(B)及步驟(C)。
28.—種太陽追蹤系統(tǒng)裝置，其特征在于，包括 一太陽能電池裝置，具有多個太陽能電池單元； 一姿態(tài)控制裝置，與該太陽能電池裝置結(jié)合，以控制該太陽能電池裝置的姿態(tài)； 一短路電流測量裝置，與該太陽能電池裝置耦合，以測量該太陽能電池裝置的一短路電流； 一最大功率追蹤控制裝置，與該太陽能電池裝置耦合，以追蹤該太陽能電池裝置的一最大功率； 一馬達(dá)驅(qū)動裝置，與該姿態(tài)控制裝置結(jié)合，以驅(qū)動該姿態(tài)控制裝置中的馬達(dá)，通過該姿態(tài)控制裝置而改變該太陽能電池裝置的姿態(tài)；以及 一微處理器裝置，與該短路電流測量裝置、該最大功率追蹤控制裝置及該馬達(dá)驅(qū)動裝直奉禹合; 其中，當(dāng)該太陽能電池裝置運作時，該微處理器裝置驅(qū)動該馬達(dá)驅(qū)動裝置，以驅(qū)動該姿態(tài)控制裝置中的馬達(dá)，通過該姿態(tài)控制裝置改變該太陽能電池裝置的姿態(tài)，且于該太陽能電池裝置的姿態(tài)改變時，持續(xù)地配合該最大功率追蹤控制裝置的功率組件的切換，通過該短路電流測量裝置測量并記錄該太陽能電池裝置的一短路電流；該微處理器裝置運算出被記錄的各短路電流中的一最大值，再驅(qū)動該馬達(dá)驅(qū)動裝置，以驅(qū)動該姿態(tài)控制裝置中的馬達(dá)，通過該姿態(tài)控制裝置將該太陽能電池裝置的姿態(tài)調(diào)整至一對應(yīng)于該短路電流最大值的姿態(tài)。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的太陽追蹤系統(tǒng)裝置，其特征在于，每一所述太陽能電池單元為一聚光型太陽能電池單元。
30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的太陽追蹤系統(tǒng)裝置，其特征在于，每一所述太陽能電池單元為一高聚光型太陽能電池單元。
31.根據(jù)權(quán)利要求28所述的太陽追蹤系統(tǒng)裝置，其特征在于，該姿態(tài)控制裝置具有一方位角控制單元及一仰角控制單元，該方位角控制單元及一仰角控制單元分別至少各包含有馬達(dá)及減速機(jī)構(gòu)。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的太陽追蹤系統(tǒng)裝置，其特征在于，所述馬達(dá)為直流馬達(dá)、交流同步馬達(dá)、或步進(jìn)馬達(dá)。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的太陽追蹤系統(tǒng)裝置，其特征在于，還包括至少一方位角極限開關(guān)，以控制該方位角控制單元的移動行程。
34.根據(jù)權(quán)利要求32所述的太陽追蹤系統(tǒng)裝置，其特征在于，還包括至少一仰角極限開關(guān)，以控制該仰角控制單元的移動行程。
35.根據(jù)權(quán)利要求28所述的太陽追蹤系統(tǒng)裝置，其特征在于，該短路電流測量裝置至少具有一第一切換功率組件及一電流感測電路單元。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的太陽追蹤系統(tǒng)裝置，其特征在于，該最大功率追蹤控制裝置包括一升降壓調(diào)整電路單元，且該升降壓調(diào)整電路單元至少具有一電感、一電容、一二極管及一第二切換功率組件。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的太陽追蹤系統(tǒng)裝置，其特征在于，該第一切換功率組件及該第二切換功率組件是交替地呈現(xiàn)一導(dǎo)通狀態(tài)，以交替地測量該太陽能電池裝置的短路電流及追蹤該太陽能電池裝置的最大功率。
38.根據(jù)權(quán)利要求36所述的太陽追蹤系統(tǒng)裝置，其特征在于，該第一切換功率組件及該第二切換功率組件可為金屬氧化物半導(dǎo)體場效晶體管、功率晶體管或絕緣柵雙極晶體管。
39.根據(jù)權(quán)利要求28所述的太陽追蹤系統(tǒng)裝置，其特征在于，該短路電流測量裝置及該最大功率追蹤控制裝置可整合為一感測電路模塊。
40.根據(jù)權(quán)利要求28所述的太陽追蹤系統(tǒng)裝置，其特征在于，該微處理器裝置是依據(jù)一搜尋規(guī)則，驅(qū)動該馬達(dá)驅(qū)動裝置，以通過該姿態(tài)控制裝置將該太陽能電池裝置的姿態(tài)調(diào)整至一對應(yīng)于該短路電流最大值的姿態(tài)。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的太陽追蹤系統(tǒng)裝置，其特征在于，該搜尋規(guī)則為人工智能算法。
42.根據(jù)權(quán)利要求40所述的太陽追蹤系統(tǒng)裝置，其特征在于，該人工智能算法可為模糊算法、螞蟻算法、田口算法或遺傳基因算法。
43.根據(jù)權(quán)利要求35所述的太陽追蹤系統(tǒng)裝置，其特征在于，該電流感測電路單元是通過一電阻法測量出該太陽能電池裝置的短路電流。
44.根據(jù)權(quán)利要求35所述的太陽追蹤系統(tǒng)裝置，其特征在于，該電流感測電路單元是通過一霍爾組件法測量出該太陽能電池裝置的短路電流。
45.根據(jù)權(quán)利要求35所述的太陽追蹤系統(tǒng)裝置，其特征在于，該電流感測電路單元是通過一電流互感法測量出該太陽能電池裝置的短路電流。
46.根據(jù)權(quán)利要求28所述的太陽追蹤系統(tǒng)裝置，其特征在于，包括一與該微處理器裝置耦合的內(nèi)存，以將該太陽能電池裝置于不同姿態(tài)時的各短路電流儲存于其中，以供后續(xù)的分析使用。
47.一種太陽追蹤方法，其特征在于，應(yīng)用于一太陽追蹤系統(tǒng)裝置，且該太陽追蹤系統(tǒng)裝置至少包含一太陽能電池裝置、一姿態(tài)控制裝置、一短路電流測量裝置、一馬達(dá)驅(qū)動裝置及一微處理器裝置，該短路電流測量裝置具有一切換功率組件及一電流感測電路單元，該方法包括下列步驟 (A)驅(qū)動該馬達(dá)驅(qū)動裝置，以驅(qū)動該姿態(tài)控制裝置中的馬達(dá)，通過該姿態(tài)控制裝置改變該太陽能電池裝置的姿態(tài)，且于該太陽能電池裝置的姿態(tài)改變時，通過該短路電流測量裝置切換功率組件形成一閉路的瞬間測量并記錄該太陽能電池裝置的一短路電流； (B)通過該微處理器裝置運算出被記錄的各短路電流中的一最大值；以及 (C)驅(qū)動該馬達(dá)驅(qū)動裝置，以通過該姿態(tài)控制裝置將該太陽能電池裝置的姿態(tài)調(diào)整至一對應(yīng)于該短路電流最大值的姿態(tài)。
48.根據(jù)權(quán)利要求47所述的太陽追蹤方法，其特征在于，于執(zhí)行步驟(A)、步驟(B)及步驟(C)前，還包含執(zhí)行一光傳感器追日法，以改變該太陽能電池裝置的姿態(tài)以進(jìn)行一粗略定位，再通過步驟(A)、步驟(B)及步驟(C)進(jìn)行一精密定位。
49.根據(jù)權(quán)利要求47所述的太陽追蹤方法，其特征在于，于執(zhí)行步驟(A)、步驟(B)及步驟(C)前，還包含執(zhí)行一太陽軌跡公式追日法，以改變該太陽能電池裝置的姿態(tài)以進(jìn)行一粗略定位，再通過步驟(A)、步驟(B)及步驟(C)進(jìn)行一精密定位。
50.根據(jù)權(quán)利要求47所述的太陽追蹤方法，其特征在于，于步驟㈧后還包含判斷測量到的短路電流是否低于一固定值，其中當(dāng)測量到的短路電流低于該固定值時，還包含 暫停驅(qū)動該馬達(dá)驅(qū)動裝置且繼續(xù)測量該太陽能電池裝置的短路電流；以及 當(dāng)測量到的短路電流高于該固定值，恢復(fù)驅(qū)動該馬達(dá)驅(qū)動裝置以執(zhí)行步驟(B)及步驟(C)。
51.根據(jù)權(quán)利要求47所述的太陽追蹤方法，其特征在于，于步驟㈧后還包含判斷測量到的短路電流是否低于一固定值，其中當(dāng)測量到的短路電流低于該固定值時，還包含 以一太陽軌跡公式追日法驅(qū)動該馬達(dá)驅(qū)動裝置且繼續(xù)測量該太陽能電池裝置的短路電流；以及 當(dāng)測量到的短路電流高于該固定值，執(zhí)行步驟(B)及步驟(C)。
52.一種太陽追蹤方法，其特征在于，應(yīng)用于一太陽追蹤系統(tǒng)裝置，且該太陽追蹤系統(tǒng)裝置至少包含一太陽能電池裝置、一姿態(tài)控制裝置、一最大功率追蹤控制裝置、一馬達(dá)驅(qū)動裝置及一微處理器裝置，該最大功率追蹤控制裝置至少具有一功率組件及電流、電壓或功率測量裝置，該方法包括下列步驟 (A)驅(qū)動該馬達(dá)驅(qū)動裝置，以驅(qū)動該姿態(tài)控制裝置中的馬達(dá)，通過該姿態(tài)控制裝置改變該太陽能電池裝置的姿態(tài)，且于該太陽能電池裝置的姿態(tài)改變時，通過該最大功率追蹤控制裝置的該電流、電壓或功率測量裝置計算或測量并記錄該太陽能電池裝置輸出的一功率； (B)通過該微處理器裝置運算或比較出被記錄的各功率中的一最大值；以及 (C)驅(qū)動該馬達(dá)驅(qū)動裝置，以通過該姿態(tài)控制裝置將該太陽能電池裝置的姿態(tài)調(diào)整至一對應(yīng)于該功率最大值的姿態(tài)。
53.根據(jù)權(quán)利要求52所述的太陽追蹤方法，其特征在于，于執(zhí)行步驟㈧、步驟⑶及步驟(C)前，還包含執(zhí)行一光傳感器追日法，以改變該太陽能電池裝置的姿態(tài)以進(jìn)行一粗略定位，再通過步驟(A)、步驟(B)及步驟(C)進(jìn)行一精密定位。
54.根據(jù)權(quán)利要求52所述的太陽追蹤方法，其特征在于，于執(zhí)行步驟(A)、步驟(B)及步驟(C)前，還包含執(zhí)行一太陽軌跡公式追日法，以改變該太陽能電池裝置的姿態(tài)以進(jìn)行一粗略定位，再通過步驟(A)、步驟(B)及步驟(C)進(jìn)行一精密定位。
55.根據(jù)權(quán)利要求52所述的太陽追蹤方法，其特征在于，于步驟(A)后還包含判斷測量到的功率是否低于一固定值，其中當(dāng)測量到的功率低于該固定值時，還包含 暫停驅(qū)動該馬達(dá)驅(qū)動裝置且繼續(xù)測量該太陽能電池裝置的功率；以及 當(dāng)測量到的功率高于該固定值，恢復(fù)驅(qū)動該馬達(dá)驅(qū)動裝置以執(zhí)行步驟(B)及步驟(C)。
56.根據(jù)權(quán)利要求52所述的太陽追蹤方法，其特征在于，于步驟(A)后還包含判斷測量到的功率是否低于一固定值，其中當(dāng)測量到的功率低于該固定值時，還包含 以一太陽軌跡公式追日法驅(qū)動該馬達(dá)驅(qū)動裝置且繼續(xù)測量該太陽能電池裝置的功率；以及 當(dāng)測量到的功率高于該固定值，執(zhí)行步驟(B)及步驟(C)。
57.一種太陽追蹤系統(tǒng)裝置，其特征在于，包括 一太陽能電池裝置，具有多個太陽能電池單元； 一姿態(tài)控制裝置，與該太陽能電池裝置結(jié)合，以控制該太陽能電池裝置的姿態(tài)； 一短路電流測量裝置，與該太陽能電池裝置耦合，以測量該太陽能電池裝置的一短路電流，該短路電流測量裝置具有一切換功率組件及一電流感測電路單元； 一馬達(dá)驅(qū)動裝置，與該姿態(tài)控制裝置結(jié)合，以驅(qū)動該姿態(tài)控制裝置中的馬達(dá)，通過該姿態(tài)控制裝置而改變該太陽能電池裝置的姿態(tài)；以及 一微處理器裝置，與該短路電流測量裝置及該馬達(dá)驅(qū)動裝置耦合； 其中，當(dāng)該太陽能電池裝置運作時，該微處理器裝置驅(qū)動該馬達(dá)驅(qū)動裝置，以驅(qū)動該姿態(tài)控制裝置中的馬達(dá)，通過該姿態(tài)控制裝置改變該太陽能電池裝置的姿態(tài)，且于該太陽能電池裝置的姿態(tài)改變時，通過該短路電流測量裝置切換功率組件形成閉路的瞬間測量并記錄該太陽能電池裝置的一短路電流； 該微處理器裝置運算出被記錄的各短路電流中的一最大值，再驅(qū)動該馬達(dá)驅(qū)動裝置，以驅(qū)動該姿態(tài)控制裝置中的馬達(dá)，通過該姿態(tài)控制裝置將該太陽能電池裝置的姿態(tài)調(diào)整至一對應(yīng)于該短路電流最大值的姿態(tài)。
58.一種太陽追蹤系統(tǒng)裝置，其特征在于，包括 一太陽能電池裝置，具有多個太陽能電池單元； 一姿態(tài)控制裝置，與該太陽能電池裝置結(jié)合，以控制該太陽能電池裝置的姿態(tài)； 一最大功率追蹤控制裝置，與該太陽能電池裝置耦合，以追蹤該太陽能電池裝置的一最大功率，該最大功率追蹤控制裝置并至少具有一功率組件及電流、電壓或功率測量裝置； 一馬達(dá)驅(qū)動裝置，與該姿態(tài)控制裝置結(jié)合，以驅(qū)動該姿態(tài)控制裝置中的馬達(dá)，通過該姿態(tài)控制裝置而改變該太陽能電池裝置的姿態(tài)；以及 一微處理器裝置，與該最大功率追蹤控制裝置及該馬達(dá)驅(qū)動裝置耦合； 其中，當(dāng)該太陽能電池裝置運作時，該微處理器裝置驅(qū)動該馬達(dá)驅(qū)動裝置，以驅(qū)動該姿態(tài)控制裝置中的馬達(dá)，通過該姿態(tài)控制裝置改變該太陽能電池裝置的姿態(tài)，且于該太陽能電池裝置的姿態(tài)改變時，通過該最大功率追蹤控制裝置的電流、電壓或功率測量裝置計算或測量該太陽能電池裝置輸出的功率； 該微處理器裝置運算出被記錄的各功率中的一最大值，再驅(qū)動該馬達(dá)驅(qū)動裝置，以驅(qū)動該姿態(tài)控制裝置中的馬達(dá)，通過該姿態(tài)控制裝置將該太陽能電池裝置的姿態(tài)調(diào)整至一對應(yīng)于該功率最大值的姿態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種無需額外安裝光傳感器、計算太陽軌跡的公式及定時校正機(jī)械結(jié)構(gòu)，便可持續(xù)追蹤太陽位置的太陽追蹤方法及太陽追蹤系統(tǒng)裝置，所述太陽追蹤方法包括下列步驟(A)改變太陽能電池裝置的姿態(tài)，持續(xù)地配合最大功率追蹤控制裝置的功率組件的切換通過短路電流測量裝置測量并記錄短路電流、直接通過短路電流測量裝置測量并記錄短路電流或通過最大功率追蹤控制裝置的功率測量裝置測量并記錄輸出功率；(B)運算被記錄的短路電流或輸出功率的最大值；以及(C)驅(qū)動馬達(dá)驅(qū)動裝置，調(diào)整太陽能電池裝置的姿態(tài)至對應(yīng)于此短路電流或輸出功率的最大值的姿態(tài)。
文檔編號G05D3/12GK102621989SQ201110319189
公開日2012年8月1日 申請日期2011年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月30日
發(fā)明者吳俊諆, 姚維翰, 林志光, 董必正 申請人:中央大學(xué)