一种太阳能自动跟踪系统的制作方法

本实用新型涉及太阳能发电技术领域，具体涉及一种太阳能自动跟踪系统。

背景技术：
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太阳能是一种无污染、无噪声、无公害的可再生能源，目前开发利用太阳能的方式很多，光伏发电是其中一种主要的利用方式。太阳能光伏发电系统的安装方式分为固定式、单轴跟踪系统、双轴跟踪系统等几种主要安装方式，相对于前两种安装方式，双轴跟踪系统能够实时跟踪太阳位置，始终保持阳光垂直射入组件表面，从而增加发电效率。

现有的双轴跟踪系统的支架、立柱及旋转驱动装置往往会设计的满足一定的强度要求，具备一定的负载承受能力，不仅要满足支撑几十块，甚至上百块组件，而且还要考虑日常风的负载，但因安装地区气候的不同，每天的风速是在变的，而且往往一年、甚至几年才会出现一次大风天气，如果系统针对这种短时负载设计整体支撑强度，成本增加很多，经济效益是很差的。往往系统在设计的时候往往会根据常规情况，正常工作时可以承受一定等级的风，如5～6级，或者7～8级等等，在风更大的时候根据风力的大小将组件放平到一定的安全角度，用于降低迎风的面积，从而降低大风对系统的影响，此时入射太阳光与组件表面将不垂直，造成一定发电损失。

现有的双轴跟踪系统仅仅考虑了风力对系统的影响，并未考虑风向的影响，当风力达到一定程度后就需要将光伏组件放平到一定角度以降低系统上承受的风力负载。但其实并不是所有情况下风力达到的此种程度后均需要将光伏组件放平到一定角度，当风向并不直接吹向光伏组件表面的时候，虽然风力达到了一定程度，但是并未造成系统承受的风力负载增大，所以此时根据风力情况调整光伏组件的角度，会造成发电效率损失。

同时由于现有系统未考虑风向的因素，所以当风力达到一定程度后，系统将会将光伏组件在现有的角度下直接放平到安全角度，并未考虑到伴随雨雪天气时的情况。当无风或风力很小的时候，碰到雨雪天气，尤其是中午前后，光伏组件会达到全天当中最近水平的状态，这时候容易在组件表面覆盖雪层，或者不利于雨水的流落，雨雪中带的泥土容易过后容易在组件表面集聚，降低组件受光，增加清洗频率；当雨雪天气并伴随有大风的时候，如果不考虑风向的影响，风向不利于雨雪从光伏组件表面流走。

技术实现要素：
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本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有的技术缺陷，提供一种在控制系统的安全机制中增加风向因素，避免仅考虑风力因素导致的非必要情况的发生的太阳能自动跟踪系统。

本实用新型所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：

一种太阳能自动跟踪系统，其特征在于：包括光伏支架和控制装置，所述的控制系统控制光伏支架动作；所述的控制装置包括风速检测传感器和风向检测传感器、单片机控制器和后台管理机，所述的风速检测传感器和风向检测传感器固定设置光伏支架上且与单片机控制器电连接，所述的后台管理机与单片机控制器连接且设置有雨雪天气模式。

所述的光伏支架包括光伏组件、固定支架、水平旋转驱动装置、转接支撑件、竖直旋转驱动装置、支撑立柱、螺栓和水泥立柱，光伏组件固定在固定支架上，固定支架与水平旋转驱动装置转子固定在一起，水平旋转驱动装置驱动光伏组件绕水平轴旋转，水平旋转驱动装置和竖直旋转驱动装置通过转接支撑件连接在一起，竖直旋转驱动装置用于驱动光伏组件、固定支架以及水平旋转驱动装置和转接支撑件绕竖直轴旋转运动，竖直旋转驱动装置固定于支撑立柱上，支撑立柱通过螺栓固定在坚硬地面上的水泥立柱上。

所述的风向检测传感器固定设置在支撑立柱上。

所述的控制装置还包括雨雪传感器，雨雪传感器与单片机控制器进行连接。

所述的控制装置包括光伏支架当前位置检测装置，所述的光伏支架当前位置检测装置与单片机控制器进行连接。

本实用新型用于太阳能光伏发电及其相关设备。通过使用本实用新型中所述的太阳能自动跟踪系统，可根据风向调整光伏组件倾斜角度，同时可实现减少雨雪天气时光伏组件表面污泥、积雪等的聚集，降低光伏组件表面清洗频率，增加发电效率。

在双轴跟踪系统中增加风向传感器(同风速传感器一样，未在图中示出)，可每个系统独立使用一个，也可多个系统共用一个，用于此区域实时的风向；

在控制模式中增加雨雪天气模式，可通过雨雪传感器进行自动判断，也可是手动雨雪模式设置；

结合风力、风向两个因素，判断当前倾角下整个系统所承受的风力负载，来判断是否需要启动安全机制，将光伏组件调整到安全角度。

雨雪天气下光照本就不好，此时根据风力、风向调整光伏组件倾斜角度以利于雨雪脱离光伏组件表面，即有利于雨水流走，从而对组件表面形成冲刷，有利于积雪从光伏组件脱离，避免对光伏组件表面的覆盖。

本实用新型的有益效果是：

减少仅考虑风力一个因素时造成的非必要安全机制启动，从而增加发电效率；

通过雨雪天气模式控制，并结合风力和风向因素，在雨雪天气时调整光伏组件倾斜角度，加强雨水的冲刷效果，增强雨雪脱离光伏组件的可能性，从而降低雨水及积雪对组件的遮盖，同时能降低雨雪带来的泥土在光伏组件的积聚，从而降低组件表面清洗频率，增加发电效率。

附图说明：

图1为本实用新型控制系统示意图。

图2为本实用新型光伏支架结构示意图。

具体实施方式：

为了使本实用新型实现的技术手段、创作新特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

如图1和2所示，

一种太阳能自动跟踪系统，包括光伏支架1和控制装置2，控制系统2控制光伏支架1动作；控制装置2包括风速检测传感器21和风向检测传感器22、单片机控制器23和后台管理机24，风速检测传感器21和风向检测传感器22固定设置光伏支架1上且与单片机控制器23电连接，后台管理机24与单片机控制器23连接且设置有雨雪天气模式。

光伏支架1包括光伏组件11、固定支架12、水平旋转驱动装置13、转接支撑件14、竖直旋转驱动装置15、支撑立柱16、螺栓17和水泥立柱18，光伏组件11固定在固定支架12上，固定支架12与水平旋转驱动装置13转子固定在一起，水平旋转驱动装置13驱动光伏组件11绕水平轴旋转，水平旋转驱动装置13和竖直旋转驱动装置15通过转接支撑件14连接在一起，竖直旋转驱动装置15用于驱动光伏组件11、固定支架12以及水平旋转驱动装置13和转接支撑件14绕竖直轴旋转运动，竖直旋转驱动装置15固定于支撑立柱16上，支撑立柱16通过螺栓17固定在坚硬地面上的水泥立柱18上。

风向检测传感器22固定设置在支撑立柱16上。控制装置2还包括雨雪传感器25，雨雪传感器25与单片机控制器23进行连接。控制装置2包括光伏支架当前位置检测装置26，光伏支架当前位置检测装置26与单片机控制器23进行连接。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。