一種太陽跟蹤器跟蹤角度偏差測量方法與裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽跟蹤技術領域，尤其涉及一種太陽跟蹤器跟蹤角度偏差測量方法與裝置。
【背景技術】
[0002]在聚光太陽能發(fā)電系統(tǒng)中，尤其是高倍聚光條件下，如果太陽入射方向稍微偏離聚光器軸向，太陽電池表面光斑的光強分布會迅速偏移甚至衰降，以500倍菲涅耳透鏡為例，如果入射角偏離±0.47°，光學效率將降為90%。在大型聚光發(fā)電系統(tǒng)中，發(fā)電組件結(jié)構(gòu)部件尺寸巨大，組件光照面容易在外界環(huán)境(例如風沙、積雪等)作用下發(fā)生振動和輕微變形，隨著服役時間的增長，結(jié)構(gòu)件會產(chǎn)生塑形變形，且變形量極有可能會進一步擴大，使得發(fā)電組件光照面的光照投影面積減小，為使得發(fā)電效率最大，則需要調(diào)整相應的方位角和高度角，使發(fā)電組件光照面的光照強度最大化。綜上所述，太陽跟蹤器的太陽光偏差角度對發(fā)電效率影響很大，因此太陽跟蹤器跟蹤角度的監(jiān)測非常必要。一方面，現(xiàn)有的太陽光偏差角度通常是單點檢測，在發(fā)電組件結(jié)構(gòu)變形的情況下，單點檢測裝置無法得到發(fā)電組件光照面最佳調(diào)整角度；另一方面，當太陽光偏差監(jiān)測裝置安裝位置發(fā)生變形時，其所測得的偏差角度包含了結(jié)構(gòu)部件變形引起的角度誤差，當太陽跟蹤器根據(jù)該偏差數(shù)據(jù)調(diào)整發(fā)電組件的太陽偏差角度時，可能會使得發(fā)電組件其他部分太陽偏差角度加大，從而降低太陽能發(fā)電系統(tǒng)整體發(fā)電效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術問題在于針對現(xiàn)有技術中太陽能發(fā)電組件結(jié)構(gòu)變形導致發(fā)電效率低下的缺陷，提供一種太陽跟蹤器跟蹤角度偏差測量方法與裝置，可監(jiān)測太陽能發(fā)電組件結(jié)構(gòu)變形，得到精確的太陽跟蹤器跟蹤角度。
[0004]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:首先提供一種太陽跟蹤器跟蹤角度偏差測量方法，該方法包括以下步驟，I)設置在太陽能發(fā)電組件上的太陽跟蹤器通過其太陽光偏差傳感器，檢測太陽跟蹤器的方位角偏差角度和高度角偏差角度；2)通過激光測量模塊獲取太陽能發(fā)電組件發(fā)生形變所引起的太陽跟蹤器的方位角測量誤差偏角和高度角測量誤差偏角；3)獲取受太陽能發(fā)電組件發(fā)生形變影響的太陽跟蹤器的方位角偏差角度數(shù)據(jù)C和高度角偏差角度數(shù)據(jù)D ;4)太陽能發(fā)電組件發(fā)生形變后，計算太陽能發(fā)電組件邊的兩側(cè)結(jié)構(gòu)變形后與結(jié)構(gòu)變形前的偏角角α和角β，獲取太陽能發(fā)電組件光照面的偏差角度調(diào)整量(α_β)/2 ;獲取太陽能發(fā)電組件發(fā)生形變后，其側(cè)邊的方位角調(diào)整量E和高度角調(diào)整量F ；5)獲得太陽能跟蹤器的方位角總偏差X = C+E，高度角總偏差Y = D+F。
[0005]按上述技術方案，所述步驟2)，具體包括，在太陽能發(fā)電組件無形變情況下，太陽光偏差傳感器的標定光線方向與激光測量模塊的測量激光方向垂直，且激光測量模塊的發(fā)射端與接收測量端之間距離為m;太陽能發(fā)電組件發(fā)生形變情況下，接收測量端測得激光光斑的偏移距離為k，且激光測量模塊的發(fā)射端與接收測量端之間距離為n，激光測量模塊接收測量端的傳感器接收到的激光初始光斑點與激光器之間距離為m，由太陽能發(fā)電組件發(fā)生形變引起的方位角測量誤差偏角和高度角測量誤差偏角為:
[0006]當激光光斑移動方向相對初始點接近太陽入射方向，Δ =90° -arccos ((n2+k2_m2) / (2nk)；
[0007]當激光光斑移動方向相對初始點遠離太陽入射方向，Δ=-90° +arccos ((n2+k2_m2) / (2nk)。
[0008]按上述技術方案，太陽能發(fā)電組件在風載作用下發(fā)生振動形變時，所引起的太陽跟蹤器的方位角測量誤差偏角和高度角測量誤差偏角，分別首先進行含時平均處理，再進行運算。
[0009]按上述技術方案，所述太陽跟蹤器的4個太陽光偏差傳感器(201、202、203、204)分別安裝在太陽能發(fā)電組件的光照面的4個頂角，8組激光測量模塊均勻設置在太陽能發(fā)電組件的光照面的4條側(cè)邊，激光測量模塊包括發(fā)射端(211、221、231、241、251、261、271、281)與接收測量端(212、222、232、242、252、262、272、282);所述步驟I)具體為，太陽光偏差傳感器(201、202、203、204)檢測得到太陽跟蹤器的方位角偏差角度{x201，x202，x203，x204}和高度角偏差角度{y201，y202，y203，y204};所述步驟2)具體包括，太陽能發(fā)電組件4個頂點發(fā)生形變所引起的太陽跟蹤器的方位角測量誤差偏角和高度角測量誤差偏角分別為，
[0010]B212= I Δ I 212= 90。-arccos ((n 2122+k2122-m2122)/(2n212k212))；
[0011]b222 — I A I 222 — 90 —arccos ((η 222 +k^22 —^222 )/ ^^222^222));
[0012]a242 = I Δ I 242= 90。-arccos ((n 2422+k2422-m2422)/(2n242k242))；
[001 3] b232 — I A I 232 — 90 -arccos ( (n 232 "^k232 —Kl232 )/ (2?1232^-232^ );
[0014]3-252 — I A I 252 — 90 —arccos ((n 252 "^k252 —Ki252 )/ (211252!??));
[0015]b262 — I A I 262 — 90 —arccos ((n 262 ~*~k262 —1^262 )/ (2n262k262));
[001 6] 3-282 — I A I 282 — 90 —afCCOS ( (n 2W +讓282 _m282 )/ (2n282k282));
[0017]b272 — I A I 272 — 90 —arccos ((n 272 "^k272 —Ki272 )/ (!Ζη2τ^2Τ2))。
[0018]其中a對應方位角測量誤差偏角，b對應高度角測量誤差偏角，a212為激光接收測量端212位置形變引起的誤差偏角，b222為激光接收測量端222位置形變引起的誤差偏角，a242為激光接收測量端242位置形變引起的誤差偏角，b 232為激光接收測量端232位置形變引起的誤差偏角，a252為激光接收測量端252位置形變引起的誤差偏角，b 262為激光接收測量端262位置形變引起的誤差偏角，a282為激光接收測量端282位置形變引起的誤差偏角，b272為激光接收測量端272位置形變引起的誤差偏角。
[0019]按上述技術方案，所述步驟3)具體包括，受太陽能發(fā)電組件發(fā)生形變影響的太陽跟足不器的方彳11 角偏差角度數(shù)據(jù)組，{。201，。202，。203，C204-^ — ?Χ201> Χ202，Χ203，Χ204-^ ?3-
212，a242，_a25
2，_a282)，問度角偏差角度數(shù)據(jù)組 W201, d202j d203j — {又201，又202，又203，^^232，^62，-b272}，受太陽能發(fā)電組件發(fā)生形變影響的太陽跟蹤器的方位角偏差角度數(shù)據(jù)C和高度角偏差角度數(shù)據(jù) D，分別為 C — (c201+c202+c203+c204) /4，D — (d201+d202+d203+d204) /4。
[0020]按上述技術方案，所述步驟4)具體包括，所述角α和角β分別為太陽能發(fā)電組件邊的兩側(cè)結(jié)構(gòu)變形后與結(jié)構(gòu)變形前的偏角，下標對應激光測量模塊接收測量端:α 212 =arccos ((m2122+n2122_k2122) / (2m212n212))；[0021 ]β 282 — arccos ((m 282 +η282 _k282 ) / (2m282n282))；
[0022]Q 242 — arccos ((m 242 +=242 ~^-242 ) / (2^242=242));
[0023]β 252 — arccos ((m 252 +η252 _k252 ) / (2m252n252))；
[0024]Q 222 — arccos ((m 222 +=222 ~^-222 ) / (2^222=222));
[0025]β 232 — arccos ((m 232 +=232 _k232 ) / (2^232=232));
[0026]α 272= arccos ((m 2722+n2722_k2722) / (2m272n272))；
[0027]β 262 — arccos ( (m 262 +=262 ~^-262 ) / (2^262=262))，