專利名稱：分段步進智能跟蹤光伏發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種光伏發(fā)電系統(tǒng)，尤其是一種分段步進智能跟 蹤光伏發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術：
為減少工業(yè)化所造成的能源短缺及環(huán)境污染，發(fā)展太陽能等清潔 可再生能源已成為可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。近年來光伏發(fā)電 技術發(fā)展迅速，其中智能跟蹤光伏發(fā)電技術因其能有效提高系統(tǒng)功率 而得以迅速發(fā)展。
用戶采用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)既要滿足用電設備的正常工作，又 要力求降低成本和使用方便。傳統(tǒng)的跟蹤光伏發(fā)電系統(tǒng)，采用實時跟 蹤的方法，即通常所說的"向日葵"方式。這種方法固然可以增加輸 出功率，但由于驅(qū)動電機始終處于工作狀態(tài)，難以有效地提高系統(tǒng)輸 出功率，增加發(fā)電量。

實用新型內(nèi)容
為了克服上述缺點，本實用新型提供了 一種分段步進智能跟蹤光 伏發(fā)電系統(tǒng)，可以使太陽能電池陣列在確定的角度范圍內(nèi)跟蹤太陽光照，在一天之內(nèi)最大限度地發(fā)揮太陽能電池陣列的發(fā)電功能，增加系 統(tǒng)的最大輸出功率，并且能夠大幅度減少跟蹤能耗，節(jié)省系統(tǒng)配置的 高額成本。
為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型所采用的技術方案為
一種分段步進智能跟蹤光伏發(fā)電系統(tǒng)，包括安裝在支撐桿上的若 干組太陽能電池陣列，驅(qū)動太陽能電池陣列跟蹤對準太陽的機械傳動 機構，控制機械傳動機構的主控制器，所述太陽能電池陣列之間安裝 有可將采集到的光信號傳送給主控制器的光敏電阻，且該光敏電阻分 為對比組和采樣組，可根據(jù)光照強度產(chǎn)生不同的電平信號組合，包括 靜止信號、轉(zhuǎn)動信號和停止信號。
作為上述方案的進一步設置，所述機械傳動機構包括安裝在支撐 桿底端且由電機驅(qū)動的支架活動軸，其中電機安置在支架底盤內(nèi)。
所述機械傳動機構還包括安裝在支撐桿與支架活動軸之間的傾角 調(diào)節(jié)架，該傾角調(diào)節(jié)架包括固裝于支撐桿底端的頂盤、固裝于支架活 動軸頂端的頂座，頂盤、頂座上均開設有相對應的定位孔和角度調(diào)節(jié) 孔。
所述主控制器上安裝有可控制電機在確定的時間點上，帶動支架 活動軸自動回轉(zhuǎn)到起點的時間繼電器。
采用上述方案后，本實用新型是將光敏電阻作為太陽光方位傳感 器的光信號接受器，且該光敏電阻分為對比組和采樣組，利用其對光 照強度進行感應，產(chǎn)生不同的電平信號組合，包括靜止信號、轉(zhuǎn)動信 號和停止信號，主控制器根據(jù)設定程序?qū)饷綦娮鑲魉瓦^來的電平信 號進行處理，進而激發(fā)電信號控制機械傳動機構分段步進，具體包括 靜止時段、轉(zhuǎn)動時段和停止時段，這樣不僅減少機械傳動機構的轉(zhuǎn)動次數(shù)，大大降低能量的消耗，節(jié)省系統(tǒng)配置的高額成本，而且使太陽 光始終以接近0度的入射角進入太陽能電池陣列，提高了太陽能電池
陣列的轉(zhuǎn)換效率，增加發(fā)電量。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步說明。


圖1是本實用新型的結構示意圖； 圖2是本實用新型的電路總圖； 圖3是本實用新型的傾角調(diào)節(jié)架的結構示意圖； 圖4是圖3中傾角調(diào)節(jié)架的頂盤、頂座之間不同傾斜角度的結構 示意圖。
具體實施方式
如圖l、圖2所示，本實用新型分段步進智能跟蹤光伏發(fā)電系統(tǒng)， 包括安裝在支撐桿1上的若干組太陽能電池陣列2，驅(qū)動太陽能電池 陣列2跟蹤對準太陽的機械傳動機構，控制機械傳動機構的主控制器 12，此為現(xiàn)有結構。
本案的改進點在于，太陽能電池陣列2之間安裝有可將采集到的
光信號傳送給主控制器12的光敏電阻3，且該光敏電阻3分為對比組
和采樣組，可根據(jù)光照強度產(chǎn)生不同的電平信號組合，包括靜止信號、
轉(zhuǎn)動信號和停止信號，具體原理如下
光敏電阻3分為對比組和采樣組，其中對比組光敏電阻為光強判斷光敏電阻，放置于擋光板(擋光板位于支撐桿1上，四面包圍涂黑 擋光，頂上為圓弧狀開口受光)夕卜，朝向各個方向以接收各方向的光
照來產(chǎn)生不同的光強信號作為對比信號；而采樣組光敏電阻為跟蹤光 敏電阻，放置于擋光板內(nèi)，采集當前光照強度產(chǎn)生電信號；釆集的兩 組信號再輸入到或門和與門電路中，產(chǎn)生不同的信號組合，分別代表 不同的采樣信號，主控制器12再通過程序處理控制機械傳動機構分段 步進。
本實用新型將光敏電阻3作為太陽光方位傳感器的光信號接受
器，且將該光敏電阻3分為對比組和采樣組，利用其對光照強度進行
感應，產(chǎn)生不同的電平信號組合，包括靜止信號、轉(zhuǎn)動信號和停止信
號，主控制器12根據(jù)設定程序?qū)饷綦娮?傳送過來的電平信號進行
處理，進而激發(fā)電信號控制機械傳動機構分段步進，具體包括靜止時
段、轉(zhuǎn)動時段和停止時段，以實現(xiàn)太陽能電池陣列2水平方向角度偏
轉(zhuǎn)，達到自動跟蹤太陽移動的效果，這樣不僅減少機械傳動機構的轉(zhuǎn)
動次數(shù)，大大降低能量的消耗，節(jié)省系統(tǒng)配置的高額成本，而且使太
陽光始終以接近0度的入射角進入太陽能電池陣列2，提高了太陽能
電池陣列2的轉(zhuǎn)換效率，增加發(fā)電量。
本實用新型的機械傳動機構包括安裝在支撐桿1底端且由電機6 驅(qū)動的支架活動軸5，其中電機6安置在支架底盤7內(nèi)。該支架底盤7 以長條鋼條14作為其底端固定裝置，以增強系統(tǒng)的抓地力，提高系統(tǒng) 的抗風能力。如圖3所示，為了進一步增加系統(tǒng)發(fā)電量，該機械傳動 機構還包括安裝在支撐桿1與支架活動軸5之間的傾角調(diào)節(jié)架4，該 傾角調(diào)節(jié)架4包括固裝于支撐桿1底端的頂盤41、固裝于支架活動軸 5頂端的頂座42，頂盤41、頂座42上均開設有相對應的定位孔43和角度調(diào)節(jié)孔44。該傾角調(diào)節(jié)架4可在仰俯方向上調(diào)節(jié)太陽能電池陣列 2，根據(jù)不同月份適時調(diào)整傾角，可在一定程度上增加發(fā)電量。頂盤 41、頂座42之間通過鋼條將對應的定位孔43、角度調(diào)節(jié)孔44相合并 固定；如圖4所示，調(diào)整傾角時，只需調(diào)節(jié)頂盤41、頂座42之間的 角度調(diào)節(jié)孔44的相對位置即可。
為實現(xiàn)太陽能電池陣列2的自動回轉(zhuǎn)功能，主控制器12上安裝有 可控制電機6在確定的時間點上，帶動支架活動軸5自動回轉(zhuǎn)到起點 的時間繼電器13。利用時間繼電器13的設定時間產(chǎn)生相應的電平和 延遲時間，在確定的時間點上，通過主控制器12的程序控制電機6反 向旋轉(zhuǎn)對應回轉(zhuǎn)角度，從而實現(xiàn)每天晚上自動回轉(zhuǎn)的目的。
如圖2所示，本實用新型分段步進智能跟蹤光伏發(fā)電系統(tǒng)的工作 原理如下
太陽能電池陣列2經(jīng)光伏效應產(chǎn)生交流電，通過控制逆變器9實現(xiàn) 電能的交直流轉(zhuǎn)變，再發(fā)給用戶負載IO，同時多余的電能通過蓄電池 組11儲存起來；同時光敏電阻3采集太陽角度數(shù)據(jù)信號傳輸?shù)街骺刂?器12中進行數(shù)據(jù)處理，進而激發(fā)電信號控制驅(qū)動電機6帶動支架活動
軸5實現(xiàn)分段步進。
在相同時間和光照條件下，本實用新型分段步進智能跟蹤光伏發(fā) 電系統(tǒng)，能比固定式系統(tǒng)增加30%以上的平均輸出能量。而相對于傳 統(tǒng)的實時跟蹤光伏發(fā)電系統(tǒng)，本實用新型采用分段步進方式，減少了 機械傳動機構的轉(zhuǎn)動次數(shù)，大大降低了因電機6啟動而導致的能量消 耗，節(jié)省了系統(tǒng)配置的高額成本。因此，本實用新型的分段步進智能 跟蹤光伏發(fā)電系統(tǒng)能有效地增加系統(tǒng)發(fā)電量，減少裝置跟蹤能耗，適 用于各類中小型發(fā)電需求，有利于提高國內(nèi)整體太陽能應用水平。
上述實施例僅用于解釋說明本實用新型的發(fā)明構思，而非對本實用新型權利保護的限定，凡利用此構思對本實用新型進行非實質(zhì)性的 改動，均應落入本實用新型的保護范圍。
權利要求1、一種分段步進智能跟蹤光伏發(fā)電系統(tǒng)，包括安裝在支撐桿(1)上的若干組太陽能電池陣列(2)，驅(qū)動太陽能電池陣列(2)跟蹤對準太陽的機械傳動機構，控制機械傳動機構的主控制器(12)，其特征在于所述太陽能電池陣列(2)之間安裝有可將采集到的光信號傳送給主控制器(12)的光敏電阻(3)，且該光敏電阻(3)分為對比組和采樣組，可根據(jù)光照強度產(chǎn)生不同的電平信號組合，包括靜止信號、轉(zhuǎn)動信號和停止信號。
2、 如權利要求1所述的分段步進智能跟蹤光伏發(fā)電系統(tǒng)，其特征 在于所述機械傳動機構包括安裝在支撐桿(1)底端且由電機(6) 驅(qū)動的支架活動軸(5)，其中電機(6)安置在支架底盤(7)內(nèi)。
3、 如權利要求2所述的分段步進智能跟蹤光伏發(fā)電系統(tǒng)，其特征 在于所述機械傳動機構還包括安裝在支撐桿(1)與支架活動軸(5) 之間的傾角調(diào)節(jié)架(4)，該傾角調(diào)節(jié)架(4)包括固裝于支撐桿(1) 底端的頂盤(41)、固裝于支架活動軸(5)頂端的頂座(42)，頂盤(4D、 頂座(42)上均開設有相對應的定位孔(43)和角度調(diào)節(jié)孔(44)。
4、 如權利要求2所述的分段步進智能跟蹤光伏發(fā)電系統(tǒng)，其特征 在于所述主控制器(12)上安裝有可控制電機(6)在確定的時間點 上，帶動支架活動軸(5)自動回轉(zhuǎn)到起點的時間繼電器(13)。
專利摘要本實用新型涉及一種光伏發(fā)電系統(tǒng)，尤其是一種分段步進智能跟蹤光伏發(fā)電系統(tǒng)，包括安裝在支撐桿上的若干組太陽能電池陣列，驅(qū)動太陽能電池陣列跟蹤對準太陽的機械傳動機構，控制機械傳動機構的主控制器，所述太陽能電池陣列之間安裝有可將采集到的光信號傳送給主控制器的光敏電阻，且該光敏電阻分為對比組和采樣組，可根據(jù)光照強度產(chǎn)生不同的電平信號組合，包括靜止信號、轉(zhuǎn)動信號和停止信號。本實用新型可以使太陽能電池陣列在確定的角度范圍內(nèi)跟蹤太陽光照，在一天之內(nèi)最大限度地發(fā)揮太陽能電池陣列的發(fā)電功能，增加系統(tǒng)的最大輸出功率，并且能夠大幅度減少跟蹤能耗，節(jié)省系統(tǒng)配置的高額成本。
文檔編號H02N6/00GK201256371SQ200820163898
公開日2009年6月10日 申請日期2008年9月11日 優(yōu)先權日2008年9月11日
發(fā)明者游黎瓊 申請人:浙江環(huán)球光伏科技有限公司