太阳跟踪式光伏发电系统的控制设备和太阳跟踪式光伏发电系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种太阳跟踪式光伏发电系统控制设备和一种太阳跟踪式光伏发电系统。
【背景技术】
[0002]使用阳光产生电力的一种已知的光伏发电系统是这样一种太阳跟踪式光伏发电系统，其中太阳能电池移动从而使得太阳能电池的光接收表面跟踪太阳以提高发电量(参考PTL1)ο
[0003]图9A和9B是示意现有太阳跟踪式光伏发电系统的侧视图。
[0004]在这个太阳跟踪式光伏发电系统中，太阳能电池103利用在其间的转环105以可水平旋转方式附接到垂直于地面布置的支撑件102的上端。通过延展和收缩附接到转环105的缸体104，太阳能电池103在于图9A中示意的竖直姿态和于图9B中示意的水平姿态之间可旋转地倾斜。因此，在这个太阳跟踪式光伏发电系统中，通过在旋转转环105的同时通过延展和收缩缸体104而倾斜太阳能电池103，能够恒定地使得太阳能电池103的光接收表面103a面对太阳。
[0005]当在清晨和傍晚时间太阳位于靠近地平线的位置处时，太阳能电池103以竖直姿态被定位从而光接收表面103a面对太阳。因此，太阳能电池103直接地接收由图9A中的箭头a’示出的侧风。当太阳能电池103接收这种侧风时，可以存在如此问题，例如，支撑件102由于风力而倾倒并且受到损坏。
[0006]为了解决这个问题，通常在现有太阳跟踪式光伏发电系统中执行一种缩回控制。具体地，例如，在太阳能电池103的上端上设置风速计(在图中没有示出)。当风速计在预定时间段中测量到风速阈值时，太阳能电池103缩回从而以其中太阳能电池103不易受到侧风影响的水平姿态被定位。通过考虑最坏的情境，特别地，通过计算当太阳能电池103在竖直姿态中接收面对的侧风时支撑件102等能够承受的风速值而确定风速阈值。
[0007]引用列表
[0008]专利文献
[0009]PTLl:日本未审专利申请公报N0.2002-151722
【发明内容】
[0010]技术问题
[0011]在现有太阳跟踪式光伏发电系统中，与季节和时间无关地同等地应用用于缩回控制的风速阈值。因此，例如，在东京在夏至的中午，太阳能电池103以相对于水平姿态大约15度的角度倾斜的姿态，S卩，以其中太阳能电池103能够足够地承受侧风的姿态被定位。然而，即使在此情形下，当太阳能电池103处于竖直姿态中时，当风速计测量到风速阈值时，太阳能电池103仍然缩回。
[0012]如上所述，在现有太阳跟踪式光伏发电系统中，即使当太阳能电池103以其中太阳能电池103能够承受侧风的姿态被定位时，太阳能电池103仍然可以从其中光接收表面103a面对阳光的状态缩回。因此，发电量降低的问题发生。特别地，在使用通过聚集阳光而产生电力的聚光式太阳能电池的情形下，仅仅由于光聚集焦点从发电元件偏离，发电量便会变为零。因此，与除了这种聚光式太阳能电池之外的太阳能电池的情形相比较，这种改变引起极大的影响。
[0013]已经鉴于上述问题实现了本发明。本发明的目的在于在不削弱安全性的情况下抑制发电量的降低，这种降低是由于缩回控制引起的。
[0014]解决问题的方案
[0015](I)本发明提供一种太阳跟踪式光伏发电系统的控制设备，该太阳跟踪式光伏发电系统包括太阳能电池和倾斜和旋转太阳能电池从而使得太阳能电池的光接收表面跟踪太阳的驱动装置。该控制设备包括检测太阳能电池的倾斜姿态的姿态检测装置、测量风速的风速测量装置、逐次地根据由姿态检测装置检测的太阳能电池的倾斜姿态设定第一风速阈值的设定部，和执行缩回控制的控制部，在缩回控制中，在其中由风速测量装置测量的风速值超过第一风速阈值的情形下，太阳能电池被驱动装置放倒并且以缩回姿态被定位。
[0016]根据本发明的太阳跟踪式光伏发电系统的控制设备，逐次地根据由姿态检测装置检测的太阳能电池的倾斜姿态设定用作用于使得太阳能电池以缩回姿态被定位的标准的第一风速阈值。因此，能够根据太阳能电池的倾斜姿态将第一风速阈值设定为适当的值。相应地，防止这样一种现象是可能的，其中，虽然太阳能电池以其中太阳能电池能够承受由风速测量装置测量的风速值的倾斜姿态被定位，但是仍然从倾斜姿态执行缩回控制。结果，与现有系统相比较能够减小缩回控制的执行次数，并且因此发电量的降低能够受到抑制，这种降低是由于缩回控制引起的。
[0017]在这里，术语“太阳能电池”不仅指光伏电池而且还指包括多个光伏电池的太阳能电池面板(太阳能电池模块)或者包括多个太阳能电池面板的太阳能电池阵列。
[0018](2)控制部优选地执行恢复控制，其中，在其中在执行缩回控制之后，由风速测量装置测量的风速值在预定时间段中低于第二风速阈值的情形下，使得太阳能电池恢复到其中太阳能电池跟踪太阳的倾斜姿态。
[0019]在此情形下，能够使得太阳能电池自动地从缩回状态恢复到其中太阳能电池跟踪太阳的倾斜姿态。因此，发电量的降低能够进一步受到抑制，这种降低是由于缩回控制引起的。
[0020]缩回姿态优选地是在以下(3)或者⑷中描述的倾斜姿态从而太阳能电池能够承受于在其中安装太阳能电池的区域中能够预期的最大风速。
[0021](3)缩回姿态优选地是其中太阳能电池的光接收表面水平地定位的姿态。在此情形下，通过缩回控制，太阳能电池以其中太阳能电池能够承受强风的最安全的缩回姿态被定位。
[0022](4)缩回姿态优选地是其中太阳能电池的光接收表面相对于水平面在起立方向上倾斜的姿态。在此情形下，当太阳能电池缩回时，太阳能电池的光接收表面保持在倾斜状态中(例如，相对于水平面以大于0°和20°或者更小的角度倾斜的状态中)。因此，异物诸如雨水和尘土在太阳能电池的光接收表面上的积聚能够受到抑制。如与其中太阳能电池的光接收表面在其中太阳能电池缩回的状态中水平地定位的缩回姿态相比较，减少为了升起太阳能电池从而使得太阳能电池恢复到其中太阳能电池跟踪太阳的倾斜姿态而有必要的时间也是可能的。
[0023](5)在缩回控制中，在其中在太阳能电池以缩回姿态被定位之后由风速测量装置测量的风速值超过第三风速阈值的情形下，控制部优选地利用驱动装置进一步放倒太阳能电池直至太阳能电池的光接收表面水平地定位。
[0024]在此情形下，即使当在太阳能电池以缩回姿态被定位之后强风吹起时，太阳能电池仍然能够以更加安全的姿态被定位。
[0025](6)太阳能电池优选地是通过聚集阳光而产生电力的聚光式太阳能电池。
[0026]在此情形下，实现了显著的优点。与甚至利用散射光产生电力的非聚光式太阳能电池相比较，在仅仅利用直接光辐射产生电力的聚光式太阳能电池的情形下，当直接光辐射由于缩回控制而没有达到发电元件时，发电量变为零。相应地，防止这样一种现象是可能的，其中，虽然太阳能电池以其中太阳能电池能够承受由风速测量装置测量的风速值的倾斜姿态被定位，但是仍然从倾斜姿态执行缩回控制，并且发电量由此变为零。结果，发电量的降低能够有效地受到抑制，这种降低是由于缩回控制引起的。
[0027](7)根据本发明的另一个方面的一种太阳跟踪式光伏发电系统包括太阳能电池、倾斜和旋转太阳能电池从而使得太阳能电池的光接收表面跟踪太阳的驱动装置，和根据以上(I)的太阳跟踪式光伏发电系统的控制设备。
[0028](8)该太阳跟踪式光伏发电系统可以包括多个太阳跟踪式光伏发电设备，每一个太阳跟踪式光伏发电设备包括形成组对的太阳能电池和驱动装置。控制设备可以包括是单个姿态检测装置的姿态检测装置、是单个风速测量装置的风速测量装置、是单个设定部的设定部，和是单个控制部的控制部，并且单个控制部可以为组对的太阳跟踪式光伏发电设备的太阳能电池执行缩回控制。在此情形下，利用使用单个姿态检测装置和单个风速测量装置的单个控制部，能够为形成多个组对的太阳跟踪式光伏发电设备的所有的太阳能电池执行缩回控制。相应地，能够简化太阳跟踪式光伏发电系统的结构。
[0029]本发明的有利效果
[0030]根据本发明，发电量的降低能够受到抑制，这种降低是由于缩回控制引起的。
【附图说明】
[0031][图1]图1是示意根据本发明第一实施例的太阳跟踪式光伏发电系统的透视图。
[0032][图2A]图2A是示意太阳跟踪式光伏发电系统的侧视图并且示意其中太阳能电池以竖直姿态被定位的状态。
[0033][图2B]图2B是示意太阳跟踪式光伏发电系统的侧视图并且示意其中太阳能电池以水平姿态被定位的状态。
[0034][