单轴光伏跟踪控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及太阳能光伏发电领域，特别涉及单轴光伏跟踪控制装置。
【背景技术】
[0002]随着传统能源的消耗及碳排放的增加，太阳能作为一种清洁能源，以其安全可靠、无枯竭危险、低污染等优势，成为国内外发电的重要来源。在近年来得到大力发展。
[0003]传统太阳能发电采用光伏板固定轴方式安装，根据其所在地理位置选择一定的倾角，朝向阳面安装，其位置不会随着太阳位置的变化而变化。固定轴安装方式以其安装简便，成本较低等优势成为目前太阳能光伏发电的主要安装方式。
[0004]太阳能光伏发电存在光照方向和强度随时间不断变化的状况，据推算当光伏板与太阳光照存在25度偏差时，其光伏发电的转换效率将下降10%以上。
[0005]太阳能单轴光伏发电跟踪系统根据所在地理外置，将光伏板安装于一个固定倾角的支架，光伏板可以通过控制装置控制其转动角度，实现太阳光线垂直于光伏板强度最大化的最佳旋转角度，有效提高太阳能发电的效率。根据测算如果使用有效的跟踪控制装置，其发电效率可以提升30%以上，因此单轴光伏控制装置成为单轴光伏发电系统的最重要组件，直接关系光伏发电的转换效率。
【实用新型内容】
[0006]针对以上技术需求，本实用新型提出了一种单轴光伏跟踪控制装置。
[0007]—种单轴光伏跟踪控制装置，通过电机控制具有旋转轴的光伏板的转角，包括:处理器模块、与处理器模块连接的电源模块、配置模块、角度测量模块、电机控制模块、定位时钟模块、通信模块；电源模块为整个装置各模块及电机提供工作电源；配置模块用于配置装置工作的各项参数；角度测量模块用于测量光伏板的倾角与转角，并与处理器模块进行数据传递；电机控制模块根据处理器模块计算结果控制电机正转或反转达到计算角度；定位时钟模块通过GPS信号采集光伏板的实时地理、时钟信息，为处理器模块计算角度提供依据；通信模块为装置与管理平台提供通信接口。
[0008]所述单轴光伏跟踪控制装置集成安装于光伏板背面，通过外接直流电为其供电，并连接至电机。
[0009]所述单轴光伏跟踪控制装置用于根据角度测量模块测得的光伏板倾角、定位时钟模块测得的地理位置信息和时间信息计算出光伏板当前时刻最佳旋转角度，通过电机控制模块输出的正向或反向电压驱动电机正转或反转，角度测量模块实时测量光伏板转角，闭环控制光伏板达到最佳旋转角度。
[0010]所述单轴光伏跟踪控制装置具有隔离RS485输出通信接口，支持Modbus及其他串口工作协议，单轴光伏跟踪控制装置与上位机通信。
【附图说明】
[0011]图1为具体实施例的单轴光伏跟踪控制装置的结构组成图；
[0012]图2为具体实施例的单轴光伏跟踪控制装置的安装示意图。
[0013]图中:1_单轴光伏跟踪控制装置，2-旋转轴，3-光伏板，4-安装支架，5-电机。
【具体实施方式】
[0014]下面结合【附图说明】本实用新型具体实施步骤:
[0015]如图1所示的单轴光伏跟踪控制装置1包括:处理器模块、电源模块、配置模块、角度测量模块、电机控制模块、定位时钟模块、通信模块。电源模块为整个装置各模块及电机控制提供工作电源；配置模块与处理器模块连接，配置装置工作的各项参数；角度测量模块测量光伏板3的倾角与转角，并与处理器模块连接进行数据传递；电机控制模块根据处理器模块计算结果控制电机5正转或反转达到计算角度；定位时钟模块通过GPS信号采集光伏板3的实时地理、时钟信息，为处理器模块计算角度提供依据；通信模块为装置与管理平台提供通信接口。
[0016]如图2所示，光伏板3通过安装支架4固定，光伏板3背面连接旋转轴2，本实用新型的单轴光伏跟踪控制装置1安装于光伏板3背面，其安装面应保证与光伏板3平行。若由于安装导致一定的角度误差，可手工测量后，通过配置模块设定公差，以便计算时做误差处理。控制装置利用电缆与电机连接。
[0017]本实用新型的单轴光伏跟踪控制装置上电工作后，通过角度测量模块测量的光伏板3倾角、定位时钟模块所测量的经玮度信息和实时时钟计算出当前光伏板3适当的最佳旋转角度。根据角度测量模块测量到的光伏板3当前的旋转角度，判断光伏板3应当正转或反转，向东为正，向西为反，并通过输出正向、反向直流电压驱动控制电机转动，同时实时监测光伏板旋转角度，当达到计算值时，停止转动，从而实现最强光照。
[0018]根据跟踪精度要求和电机转速性能，可以通过配置模块设定本实用新型单轴光伏跟踪控制装置刷新跟踪的时间间隔及光伏板实际旋转角与计算旋转角之间的允许误差。
[0019]本实用新型还配置了通信模块，该模块具有隔离RS485输出通信接口，支持Modbus及其他串口工作协议，实现单轴光伏跟踪控制装置与上位机通信，完成远程监测、控制功能。远程上位机可以读取光伏板当前倾角、旋转角、地理信息、时钟信息等；设定光伏板至某特定位置；设定安装误差；在定位时钟模块不能采集到有效的地理和时钟信息时，远程设定光伏板的地理信息及工作时钟。
[0020]以上是本实用新型的说明而非限定，其他基于本实用新型的实施方式，均在本实用新型保护范围内。
【主权项】
1.一种单轴光伏跟踪控制装置，通过电机控制具有旋转轴的光伏板的转角，其特征在于，包括:处理器模块、与处理器模块连接的电源模块、配置模块、角度测量模块、电机控制模块、定位时钟模块、通信模块；电源模块为整个装置各模块及电机提供工作电源；配置模块用于配置装置工作的各项参数；角度测量模块用于测量光伏板的倾角与转角，并与处理器模块进行数据传递；电机控制模块根据处理器模块计算结果控制电机正转或反转达到计算角度；定位时钟模块通过GPS信号采集光伏板的实时地理、时钟信息，为处理器模块计算角度提供依据；通信模块为装置与管理平台提供通信接口。2.根据权利要求1所述单轴光伏跟踪控制装置，其特征在于，所述单轴光伏跟踪控制装置集成安装于光伏板背面，通过外接直流电为其供电，并连接至电机。3.根据权利要求1或2所述单轴光伏跟踪控制装置，其特征在于，所述单轴光伏跟踪控制装置用于根据角度测量模块测得的光伏板倾角、定位时钟模块测得的地理位置信息和时间信息计算出光伏板当前时刻最佳旋转角度，通过电机控制模块输出的正向或反向电压驱动电机正转或反转，角度测量模块实时测量光伏板转角，闭环控制光伏板达到最佳旋转角度。4.根据权利要求1或2所述单轴光伏跟踪控制装置，其特征在于，所述单轴光伏跟踪控制装置具有隔离RS485输出通信接口，支持Modbus及其他串口工作协议，单轴光伏跟踪控制装置与上位机通信。
【专利摘要】本实用新型的单轴光伏跟踪控制装置主要包括：处理器模块、电源模块、配置模块、角度测量模块、电机控制模块、定位时钟模块、通信模块。单轴光伏跟踪控制装置安装于太阳能光伏发电板背面，需外面直流供电工作。通过角度测量模块测量的光伏板倾角、定位时钟模块所测量的经纬度信息和实时时钟计算出当前光伏板最佳的旋转角度。本实用新型的单轴光伏跟踪控制装置通过电机控制模块输出正、反向直流电压控制单轴光伏板电机正转、反转，并通过角度测量模块测量实时旋转角度，实现光伏板达到计算的最佳旋转角度，以实现光照强度的最大化。
【IPC分类】G05D3/12
【公开号】CN205015743
【申请号】CN201520265345
【发明人】葛益娴, 彭波, 王婷婷
【申请人】南京信息工程大学
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年4月28日