一种光伏自动追日控制系统及其使用方法
【专利摘要】本发明涉及一种光伏自动追日控制系统，包括与光伏板同步运动的基座、基座驱动模块、基座控制模块和中央控制模块，所述基座中心处垂直向上安装一立杆，该立杆外侧的基座表面与立杆同轴安装一光敏圈，该光敏圈与立杆外缘间隔设置。本发明中，不断的调整基座的位置，最终使立杆的阴影落在上述光敏圈内，此时认为基座与太阳光垂直，由于光伏板与基座联动，所以此时认为光伏板与太阳光垂直，整体结构简单，可连续跟踪太阳的位置，精度可调，成本低廉。
【专利说明】一种光伏自动追日控制系统及其使用方法【技术领域】[0001 ] 本发明属于光伏发电追日【技术领域】，尤其是一种光伏自动追日控制系统及其使用 方法。【背景技术】[0002]太阳能光伏发电利用光生伏打效应，将照射到半导体表面的太阳光直接转换为电 能，其具有清洁、无噪声、可与建筑物相结合等优点，随着国家对光伏系统接入电网政策的 放开，以及光伏发电成本的降低和效率的提升，光伏发电系统将会越来越普及。光伏发电系 统包括光伏板、控制器和逆变器，光伏板将太阳光转换为电能输出，然后经过逆变器变换后 输入电网，控制器负责协调整体的正常工作，光伏板可以采用固定角度的结构，也可以采用 追日的结构，即光伏板随着太阳的转动而运动，以保持太阳光基本为垂直照射到半导体器 件上，该方式提高了发电效率。目前，国内外的追日控制技术普遍不是很成熟，普遍不能保 证整个系统的稳定可靠运行，且复杂程度相对比较高。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供结构合理、操作简便的一种光伏自 动追日控制系统。[0004]本发明采取的技术方案是:[0005]一种光伏自动追日控制系统，其特征在于:包括与光伏板同步运动的基座、基座驱 动模块、基座控制模块和中央控制模块，所述基座中心处垂直向上安装一立杆，该立杆外侧 的基座表面与立杆同轴安装一光敏圈，该光敏圈与立杆外缘间隔设置，在基座底部安装用 于基座运动的基座驱动模块，该基座驱动模块的控制端连接所述基座控制模块的控制指令 输出端，该基座控制模块的输入端连接所述中央控制模块的一个控制指令输出端，该中央 控制模块的输入端连接多个电流采样模块的输出端，每个电流采样模块分别与光敏圈中的 一个光敏电阻构成串联支路，多个串联支路相互并联后连接电源的两端，所述中央控制模 块的另一个控制指令输出端连接用于光伏板运动的光伏驱动模块，所述基座驱动模块为双 轴追日机构或液压杆机构。[0006]本发明的另一个目的是提供一种光伏自动追日控制系统的使用方法，其特征在 于:包括以下步骤:[0007]⑴中央控制模块读取每个电流采样模块的输出电流；[0008]⑵当任意输出电流为零时，则认为立杆的阴影遮挡光敏圈，通过那个串联支路的 电流为零确定该阴影在基座上划定的哪个区域内；[0009]⑶中央控制模块控制基座向阴影所在区域的方向运动，使阴影向基座的中心点移 动；[0010]⑷不断重复步骤⑴?⑶直至所有输出电流均不为零时，则认为立杆的阴影位于光 敏圈内，与基座联动的光伏板与太阳垂直，完成追日控制。[0011]本发明的优点和积极效果是:[0012]本发明中，在与光伏板同步联动的基座上端面中心处垂直向上安装一立杆，该立杆外侧的基座上端面上安装一与立杆外缘间隔设置的光敏圈，该光敏圈中的每一个光敏电阻均分别与一电流采样模块串联，每个电流采样模块的输出信号由中央控制模块接收，然后该中央控制模块根据电流信号驱动基座底面安装的基座驱动模块动作，不断的调整基座的位置，最终使立杆的阴影落在上述光敏圈内，此时认为基座与太阳光垂直，由于光伏板与基座联动，所以此时认为光伏板与太阳光垂直，整体结构简单，可连续跟踪太阳的位置，精度可调，成本低廉。【专利附图】
【附图说明】[0013]图1是本发明的初始位置的结构示意图；[0014]图2是本发明调整位置后的结构示意图；[0015]图3是基座的俯视图；[0016]图4是三根液压杆与底座连接的结构不意图。【具体实施方式】[0017]下面结合实施例，对本发明进一步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的， 不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。[0018]一种光伏自动追日控制系统，如图1~4所示，本发明的创新在于:包括与光伏板同步运动的基座4、基座驱动模块、基座控制模块和中央控制模块，所述基座中心处垂直向上安装一立杆2,该立杆外侧的基座表面与立杆同轴安装一光敏圈3,该光敏圈与立杆外缘间隔设置，在基座底部安装用于基座运动的基座驱动模块，该基座驱动模块的控制端连接所述基座控制模块的控制指令输出端，该基座控制模块的输入端连接所述中央控制模块的一个控制指令输出端，该中央控制模块的输入端连接多个电流采样模块7的输出端，每个电流采样模块分别与光敏圈中的一个光敏电阻(分别是RGl、RG2……RGM)构成串联支路，多个串联支路相互并联后连接电源6的两端，所述中央控制模块的另一个控制指令输出端连接用于光伏板运动的光伏驱动模块。[0019]本实施例中，上述基座驱动模块可以使用双轴追日机构或液压杆机构，其中的双轴追日机构包括两个电机，一个电机负责基座在水平方向上的摆转，另一个电机负责基座在竖直方向上的摆转。液压杆机构如图3、4所示，包括三个独立升降运动的液压杆8，该三个液压杆上端铰装在底座的底面且三者端部均布分布，通过三个液压杆竖直方向上的升降，可实现基座在水平和竖直两个方向上位置的调整。所述电流采样模块可以是常用的电路，也可以带输出的电流表。[0020]所述光敏圈如图1、2所示，由多个光敏电阻RG1、RG2……RGM并联构成，即无论立杆的阴影I向那方倾斜均会遮挡光敏电阻，导致该一个或几个光敏电阻阻抗升高，使电流采样模块的采样值为零，此时触发中央控制模块进行基座位置的调整。[0021]由于上述基座和所有光伏板具`有联动关系，即基座在基座控制I吴块、中央控制丰吴块、电流采样模块等的配合下不断运动时，所有光伏板也同步运动，从而实现了光伏板发电效率最大化的调整，具体工作过程包括以下步骤:[0022]⑴中央控制模块读取每个电流采样模块的输出电流；[0023]⑵当任意输出电流为零时，则认为立杆的阴影遮挡光敏圈，通过那个串联支路的 电流为零确定该阴影在基座上划定的哪个区域内；[0024]⑶中央控制模块控制基座向阴影所在区域的方向运动，使阴影向基座的中心点移 动；[0025]⑷不断重复步骤⑴?⑶直至所有输出电流均不为零时，则认为立杆的阴影位于光 敏圈内，与基座联动的光伏板与太阳垂直，完成追日控制。[0026]实施例[0027]基座表面的结构如图3所示，中部安装立杆2，在立杆周围安装12个光敏电阻，然 后分为A、B、C三个区域，每个区域内设置四个光敏电阻，在基座底面安装a、b、c三个液压 杆。[0028]假设基座初始位置平行于地面，清晨开机时，立杆的阴影位于区域A内，区域A内 的几个光敏电阻所在串联支路电流为零，此时中央控制模块控制液压杆和b、c向上，液压 杆a向下，使阴影向光敏圈内移动，中央控制模块不断的检测阴影的位置，然后不断的调整 液压杆的竖直位置，直至立杆的阴影移动到光敏圈内部，认为基座与太阳光垂直，光伏板与 太阳光垂直。[0029]中央控制模块定时检测基座上阴影的位置，一旦任意串联支路的输出电流为零， 即开始调整基座的位置。[0030]本发明中，在与光伏板同步联动的基座上端面中心处垂直向上安装一立杆，该立 杆外侧的基座上端面上安装一与立杆外缘间隔设置的光敏圈，该光敏圈中的每一个光敏电 阻均分别与一电流采样模块串联，每个电流采样模块的输出信号由中央控制模块接收，然 后该中央控制模块根据电流信号驱动基座底面安装的基座驱动模块动作，不断的调整基座 的位置，最终使立杆的阴影落在上述光敏圈内，此时认为基座与太阳光垂直，由于光伏板与 基座联动，所以此时认为光伏板与太阳光垂直，整体结构简单，可连续跟踪太阳的位置，调 整光敏圈的耗子精可调整精度，成本低廉。
【权利要求】
1.一种光伏自动追日控制系统，其特征在于:包括与光伏板同步运动的基座、基座驱 动模块、基座控制模块和中央控制模块，所述基座中心处垂直向上安装一立杆，该立杆外侧 的基座表面与立杆同轴安装一光敏圈，该光敏圈与立杆外缘间隔设置，在基座底部安装用 于基座运动的基座驱动模块，该基座驱动模块的控制端连接所述基座控制模块的控制指令 输出端，该基座控制模块的输入端连接所述中央控制模块的一个控制指令输出端，该中央 控制模块的输入端连接多个电流采样模块的输出端，每个电流采样模块分别与光敏圈中的 一个光敏电阻构成串联支路，多个串联支路相互并联后连接电源的两端，所述中央控制模 块的另一个控制指令输出端连接用于光伏板运动的光伏驱动模块，所述基座驱动模块为双 轴追日机构或液压杆机构。
2.根据权利要求3所述的一种光伏自动追日控制系统的使用方法，其特征在于:包括 以下步骤:⑴中央控制模块读取每个电流采样模块的输出电流；⑵当任意输出电流为零时，则认为立杆的阴影遮挡光敏圈，通过那个串联支路的电流 为零确定该阴影在基座上划定的哪个区域内；⑶中央控制模块控制基座向阴影所在区域的方向运动，使阴影向基座的中心点移动；⑷不断重复步骤⑴?⑶直至所有输出电流均不为零时，则认为立杆的阴影位于光敏圈 内，与基座联动的光伏板与太阳垂直，完成追日控制。
【文档编号】G05D3/12GK103499978SQ201310452323
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年9月28日 优先权日:2013年9月28日
【发明者】梁伟, 王楠, 李晓辉, 时燕新, 徐科, 王峥, 刘颂, 刘崇伟 申请人:国家电网公司, 国网天津市电力公司