专利名称：跟踪式太阳能光伏发电系统的自动校正系统及其实现方法
技术领域：
本发明涉及光伏发电技术领域，具体地，涉及跟踪式太阳能光伏发电系统的自动校正系统及其实现方法。
背景技术：
目前，太阳能光伏跟踪式发电技术，包括2种发电方式一种是主动跟踪，也就是通过天文算法计算出当前时间点和经纬坐标下的点的太阳的方位角和俯仰角，然后通过机械装置调整太阳能板的角度和方向，让太阳的射线几乎完全垂直的射在太阳能板上面，以得到最大的能量输出；另外一种是被动跟踪，通过光敏传感器比较射线强度来找到一个能量获取最大的点，当太阳位置移动改变的时候，光敏传感器感受到射线强度变化，然后再做出被动调整。但是，上述发电方式，当天气发生变化的时候，太阳光被云遮盖，部分被遮盖，或者光线透过云层发生一定折射的时候，仅仅通过地磁传感器和天文算法，并没有调整到最大能量接收点的实际效果。在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在能量转换效率低与实用性差等缺陷。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述问题，提出跟踪式太阳能光伏发电系统的自动校正系统，以实现能量转换效率高与实用性好的优点。为实现上述目的，本发明采用的技术方案是跟踪式太阳能光伏发电系统的自动校正系统，包括主动跟踪单元，以及配合设置在所述主动跟踪单元表面、且与主动跟踪单元信号连接的能量接收量评估反馈单元。进一步地，所述主动跟踪单元包括依次信号连接的地磁传感器、主控制器与机械调节模块，所述机械调节模块与能量接收量评估反馈单元信号连接。进一步地，所述能量接收量评估反馈单元包括依次信号连接的光敏传感器与功率计算模块，所述机械调节模块与光敏传感器信号连接，所述功率计算模块用于通过RS232 串口输出计算结果、并将相应的计算结果实时反馈至主控制器。进一步地，以上所述的跟踪式太阳能光伏发电系统的自动校正系统，还包括用于为各用电设备供电的电源模块，所述电源模块分别与主动跟踪单元及能量接收量评估反馈单元中的用电设备电连接。进一步地，所述光敏传感器至少包括ROHM公司的型号为BH1603FVC-TR的传感器。进一步地，所述功率计算模块至少包括Cirrus Logic公司的型号为CSM60的计
算模块。同时，本发明采用的另一技术方案是根据以上所述的跟踪式太阳能光伏发电系统的自动校正系统的实现方法，包括主控制器结合地磁传感器，根据天文算法计算得到光伏电池板的方位角和俯仰角的理论值，通过机械调节模块将光伏电池板的当前姿态矫正到理论的方位角和俯仰角位置，同时启动光敏传感器；
光敏传感器实时采集并存储当前的能量接收量，将相应的能量接收量反馈至主控制器，并通过主控制器控制光伏电池板的俯仰角电机带动光伏电池板往上缓慢转动；
主控制器实时判别当前能量接收量的大小变化趋势，并根据相应的判别结果实时调整光伏电池板的位置。进一步地，所述根据相应的判别结果实时调整光伏电池板的位置的操作包括 若当前采样时刻的能量接收量比上一采样时刻的能量接收量大，则继续所述俯仰角电
机带动光伏电池板往上转动的操作；
若当前采样时刻的能量接收量比上一采样时刻的能量接收量小，则控制光伏电池板的俯仰角电机开始带动光伏电池板往相反的方向转动。进一步地，所述根据相应的判别结果实时调整光伏电池板的位置的操作还包括 在所述俯仰角电机带动光伏电池板往相反的方向转动的过程中，若当前采样时刻的能
量接收量比上一采样时刻的能量接收量大，则继续所述俯仰角电机带动光伏电池板往相反的方向转动的操作；
在所述俯仰角电机带动光伏电池板往相反的方向转动的过程中，若当前采样时刻的能量接收量比上一采样时刻的能量接收量小，则结束矫正，以光伏电池板的当前位置为最优
点ο本发明各实施例的跟踪式太阳能光伏发电系统的自动校正系统及其实现方法，由于该系统包括主动跟踪单元，以及配合设置在主动跟踪单元表面、且与主动跟踪单元信号连接的能量接收量评估反馈单元；可以在天文算法主动跟踪的主动跟踪单元的基础上，结合能量接收量评估反馈单元，最大化辅助优化在各种不同天气状况下光伏电池板的能量接收能力；从而可以克服现有技术中能量转换效率低与实用性差的缺陷，以实现能量转换效率高与实用性好的优点。本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中
图1为根据本发明跟踪式太阳能光伏发电系统的自动校正系统的工作原理示意图； 图2为根据本发明跟踪式太阳能光伏发电系统的自动校正系统中调节过程的信号波形示意图3为根据本发明跟踪式太阳能光伏发电系统的自动校正系统的实现方法的流程示意图。结合附图，本发明实施例中附图标记如下1-主动跟踪单元；11-主控制器；12-机械调节模块；2-能量接收量评估反馈单元； 21-光敏传感器；22-功率计算模块。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。系统实施例
根据本发明实施例，提供了跟踪式太阳能光伏发电系统的自动校正系统。如图1和图 2所示，本实施例包括主动跟踪单元1，配合设置在所述主动跟踪单元1表面、且与主动跟踪单元1信号连接的能量接收量评估反馈单元2，以及用于为各用电设备供电的电源模块，电源模块分别与主动跟踪单元1及能量接收量评估反馈单元2中的用电设备电连接。在上述实施例中，主动跟踪单元1包括依次信号连接的地磁传感器、主控制器11 与机械调节模块12，机械调节模块12与能量接收量评估反馈单元2信号连接。能量接收量评估反馈单元2包括依次信号连接的光敏传感器21与功率计算模块22，机械调节模块12 与光敏传感器21信号连接，功率计算模块22用于通过RS232串口输出计算结果、并将相应的计算结果实时反馈至主控制器11。在上述实施例中，光敏传感器21至少包括ROHM公司的型号为BH1603FVC-TR的传感器，功率计算模块22至少包括Cirrus Logic公司的型号为CSM60的计算模块。另外，在上述实施例中，主控制器11可以是型号为Atmel AT91SAM9G20的微处理器，地磁传感器可以是Holleywell公司的型号为HMC5843的传感器，光伏电池板的俯仰角电机可以是型号为SEW RX57 class的电机。上述实施例的跟踪式太阳能光伏发电系统的自动校正系统，为了解决天文算法主动太阳能发电跟踪在不同天气状态下的最大能量点的自动调整问题，在原有的天文算法主动跟踪的系统(即主动跟踪单元1)中加入光敏传感器21和自动校正优化算法(即功率计算模块22)，然后得到在任意的天气状况下都可以调整到最大能量接收的状态。具体实施时，可以在原有的主动跟踪太阳能发电系统表面加入光敏传感器21能量接收评估电子模块。跟踪开始后，天文算法计算出当前太阳的方位角和俯仰角，然后通过机械系统(即机械调节模块12)将光伏电池板调整到相应的方位角和俯仰角位置，然后启动光敏传感器21，开始评估目前的太阳射线在光敏传感器21里面产生的实时的能量大小，然后整个光伏电池板启动一个微抖动过程，控制俯仰角电机先开始让光伏电池板向上缓慢转动；同时计算出整个转动过程中实时的在光敏传感器21里面产生的能量的大小，如果产生实时能量越来越大，则继续往上转动，一直到实时接收能量不再增大为止。如果能量越来越小，则往反方向转动，则实时接收能量开始逐渐增大，一直转动到能量不再增加为止。系统实施例
根据本发明实施例，提供了跟踪式太阳能光伏发电系统的自动校正系统的实现方法。 如图3所示，本实施例包括
步骤100 启动电源模块，主控制器结合地磁传感器，根据天文算法计算得到光伏电池板的方位角和俯仰角的理论值，通过机械调节模块将光伏电池板的当前姿态矫正到理论的方位角和俯仰角位置，同时启动光敏传感器，执行步骤101 ；步骤101 光敏传感器实时采集并存储当前的能量接收量，将相应的能量接收量反馈至主控制器，执行步骤102;
步骤102 主控制器控制光伏电池板的俯仰角电机带动光伏电池板往上缓慢转动，执行步骤103 ；
步骤103 主控制器实时判别当前能量接收量的大小变化趋势，若当前采样时刻的能量接收量比上一采样时刻的能量接收量大，则返回步骤102，继续所述俯仰角电机带动光伏电池板往上转动的操作；
若当前采样时刻的能量接收量比上一采样时刻的能量接收量小，则执行步骤104 步骤104 主控制器控制光伏电池板的俯仰角电机开始带动光伏电池板往相反的方向转动，执行步骤105;
步骤105 在俯仰角电机带动光伏电池板往相反的方向转动的过程中，主控制器实时判别当前能量接收量的大小变化趋势
若当前采样时刻的能量接收量比上一采样时刻的能量接收量大，则返回步骤104，继续俯仰角电机带动光伏电池板往相反的方向转动的操作；
若当前采样时刻的能量接收量比上一采样时刻的能量接收量小，则执行步骤106 ； 步骤106 结束本次矫正，以光伏电池板的当前位置为最优点。上述步骤100-步骤106显示的实施例，是在主动跟踪的技术前提下，通过光敏传感器对主动跟踪的效果进行改良和优化。因为，只有天文算法的主动跟踪方式具有跟踪及时调整及时无滞后性的优点，但是当天气发生变化的时候，太阳光被云遮盖，部分被遮盖， 或者光线透过云层发生一定折射的时候，仅仅通过地磁传感器和天文算法(即主动跟踪单元)并没有调整到最大能量接受点的实际效果；所以，在上述实施例中需要加入光敏传感器辅助系统(即能量接收量评估反馈单元)。综上所述，本发明上述实施例的跟踪式太阳能光伏发电系统的自动校正系统及其实现方法，可以克服单一的天文算法主动跟踪模式下，无法对当地天气变化导致的太阳光射线的角度的变化而相应做出变化的问题，让系统具有自主自动化识别寻找当前最大能量接收点的功能，从而进一步增加太阳能转化电能的效率。最后应说明的是以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明， 尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。 凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.跟踪式太阳能光伏发电系统的自动校正系统，其特征在于，包括主动跟踪单元，以及配合设置在所述主动跟踪单元表面、且与主动跟踪单元信号连接的能量接收量评估反馈单兀。
2.根据权利要求1所述的跟踪式太阳能光伏发电系统的自动校正系统，其特征在于， 所述主动跟踪单元包括依次信号连接的地磁传感器、主控制器与机械调节模块，所述机械调节模块与能量接收量评估反馈单元信号连接。
3.根据权利要求2所述的跟踪式太阳能光伏发电系统的自动校正系统，其特征在于， 所述能量接收量评估反馈单元包括依次信号连接的光敏传感器与功率计算模块，所述机械调节模块与光敏传感器信号连接，所述功率计算模块用于通过RS232串口输出计算结果、 并将相应的计算结果实时反馈至主控制器。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的跟踪式太阳能光伏发电系统的自动校正系统，其特征在于，还包括用于为各用电设备供电的电源模块，所述电源模块分别与主动跟踪单元及能量接收量评估反馈单元中的用电设备电连接。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的跟踪式太阳能光伏发电系统的自动校正系统，其特征在于，所述光敏传感器至少包括ROHM公司的型号为BH1603FVC-TR的传感器。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的跟踪式太阳能光伏发电系统的自动校正系统，其特征在于，所述功率计算模块至少包括Cirrus Logic公司的型号为CSM60的计算模块。
7.根据权利要求1所述的跟踪式太阳能光伏发电系统的自动校正系统的实现方法，其特征在于，包括主控制器结合地磁传感器，根据天文算法计算得到光伏电池板的方位角和俯仰角的理论值，通过机械调节模块将光伏电池板的当前姿态矫正到理论的方位角和俯仰角位置，同时启动光敏传感器；光敏传感器实时采集并存储当前的能量接收量，将相应的能量接收量反馈至主控制器，并通过主控制器控制光伏电池板的俯仰角电机带动光伏电池板往上缓慢转动；主控制器实时判别当前能量接收量的大小变化趋势，并根据相应的判别结果实时调整光伏电池板的位置。
8.根据权利要求7所述的跟踪式太阳能光伏发电系统的自动校正系统的实现方法，其特征在于，所述根据相应的判别结果实时调整光伏电池板的位置的操作包括若当前采样时刻的能量接收量比上一采样时刻的能量接收量大，则继续所述俯仰角电机带动光伏电池板往上转动的操作；若当前采样时刻的能量接收量比上一采样时刻的能量接收量小，则控制光伏电池板的俯仰角电机开始带动光伏电池板往相反的方向转动。
9.根据权利要求8所述的跟踪式太阳能光伏发电系统的自动校正系统的实现方法，其特征在于，所述根据相应的判别结果实时调整光伏电池板的位置的操作还包括在所述俯仰角电机带动光伏电池板往相反的方向转动的过程中，若当前采样时刻的能量接收量比上一采样时刻的能量接收量大，则继续所述俯仰角电机带动光伏电池板往相反的方向转动的操作；在所述俯仰角电机带动光伏电池板往相反的方向转动的过程中，若当前采样时刻的能量接收量比上一采样时刻的能量接收量小，则结束矫正，以光伏电池板的当前位置为最优点。
全文摘要
本发明公开了跟踪式太阳能光伏发电系统的自动校正系统及其实现方法，该系统包括主动跟踪单元，以及配合设置在所述主动跟踪单元表面、且与主动跟踪单元信号连接的能量接收量评估反馈单元。本发明所述跟踪式太阳能光伏发电系统的自动校正系统及其实现方法，可以克服现有技术中能量转换效率低与实用性差等缺陷，以实现能量转换效率高与实用性好的优点。
文档编号G05D3/12GK102566600SQ201210031559
公开日2012年7月11日 申请日期2012年2月13日 优先权日2012年2月13日
发明者宋启明, 李睿 申请人:无锡泰克塞斯新能源科技有限公司