一种自动跟踪式太阳能光伏发电系统的制作方法

本发明涉及太阳能发电系统，更具体地说，涉及一种自动跟踪式太阳能光伏发电系统。

背景技术：

太阳能发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池（组）组成。如果要让太阳能发电系统输出电源为交流220v或110v，还需要配置逆变器。分布式发电系统，又称分散式发电或分布式供能，是指在用户现场或靠近用电现场配置较小的光伏发电供电系统，以满足特定用户的需求，支持现存配电网的经济运行，或者同时满足这两个方面的要求。分布式光伏发电系统的基本设备包括光伏电池组件、光伏方阵支架、直流汇流箱、直流配电柜、并网逆变器、交流配电柜等设备，另外还有供电系统监控装置和环境监测装置。其运行模式是在有太阳辐射的条件下，光伏发电系统的太阳能电池组件阵列将太阳能转换输出的电能，经过直流汇流箱集中送入直流配电柜，由并网逆变器逆变成交流电供给建筑自身负载，多余或不足的电力通过联接电网来调节。太阳能跟踪系统是光热和光伏发电过程中，最优化太阳光使用，达到提高光电转换效率的机械及电控单元系统，包括：电机（直流、步进、伺服、行星减速电机、推杆电机等）、蜗轮蜗杆、传感器系统等等。

目前的太阳能跟踪系统一般都是通过照度传感器检测对应的太阳的位置，从而调整光伏板的方向，而这种动态跟随方式存在一个问题，因为每一太阳能光伏板独立工作，所以太阳能光伏板如果在照射无法覆盖的位置，即使不断检测和转动都是无法获电的，而一旦出现这种情况就会造成能耗的浪费，而将不能实现充电的太阳能光伏板并入电网同样会造成光伏板使用寿命减少，以及对电网的寿命产生影响。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明目的是提供一种自动跟踪式太阳能光伏发电系统。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种自动跟踪式太阳能光伏发电系统，包括轨迹判断子系统、驱动跟踪子系统以及屏蔽管理子系统；

轨迹判断子系统包括本地轨迹处理模块、本地轨迹数据库、实测轨迹分析模块、实测传感器组以及轨迹修正模块；所述本地轨迹处理模块连接于所述本地轨迹数据库，所述本地轨迹数据库存储有若干本地轨迹，每一本地轨迹以环境状况信息为索引，所述环境状况信息包括时令数据以及天气数据，所述时令数据反映日期，所述天气数据反映天气，所述本地轨迹处理模块配置有本地模型，所述本地轨迹处理模块获取外部的环境状况信息，并根据所述环境状况信息调取所述本地轨迹数据库中的本地轨迹作为基准轨迹，所述基准轨迹反映所述本地模型中太阳在各个时刻下的位置；所述实测轨迹分析模块连接实测传感器组，所述实测传感器组包括若干传感器单元，所述传感器单元用于判断阳光的照射方向，所述实测轨迹分析模块根据所述照射方向生成实测位置；所述轨迹修正模块根据实测位置修正所述本地轨迹以生成新的本地轨迹；

驱动跟踪子系统包括驱动分配模块以及驱动执行组，驱动执行组包括若干驱动单元，每一驱动单元分别带动对应的太阳能光伏板移动，所述驱动分配模块配置有第一间隔时间，所述驱动分配模块配置有预测分配策略，所述预测分配策略包括第一定位步骤、第一相对步骤以及驱动输出步骤；所述第一定位步骤包括获取第一间隔时间后的所述基准轨迹的坐标以生成第一预判位置，所述第一相对步骤包括从所述本地模型中根据所述第一预判位置生成若干第一相对位置，所述第一相对位置分别反映每一驱动单元与所述太阳能光伏板的位置关系，所述驱动输出步骤包括根据第一相对位置生成对应的第一驱动指令，并通过第一驱动指令分别控制对应的驱动单元动作；

屏蔽管理子系统包括屏蔽分配模块以及屏蔽开关组，屏蔽开关组包括若干开关单元，每一开关单元分别设置于所述太阳能光伏板的充电电路和供电组网之间，所述屏蔽分配单元配置有第二间隔时间，所述屏蔽分配单元配置有屏蔽分配策略，所述屏蔽分配策略包括第二定位步骤、第二相对步骤以及屏蔽执行步骤，所述第二定位步骤包括获取第二预设时间后的基准轨迹的坐标以生成第二预判位置，第二相对步骤包括从所述本地模型中获取每一太阳能光伏板对应的允许位置范围，所述允许位置范围反映太阳能光伏板能接收到太阳光的最大范围，所述屏蔽执行步骤包括筛选允许位置范围与第二预判位置不匹配的太阳能光伏板形成对应的第一屏蔽指令，并通过第一屏蔽指令分别控制对应的开关单元断开。

进一步地：所述实测传感器组包括若干无人机，所述传感器单元设置于所述无人机上，所述实测轨迹分析模块还包括生成引导指令，所述引导指令用于控制所述无人机动作以获取太阳位置。

进一步地：所述传感器单元设置于所述太阳能光伏板，所述实测轨迹分析模块还包括生成引导指令，所述引导指令用于控制所述驱动单元动作以获取太阳位置。

进一步地：所述轨迹修正模块完成对本地轨迹的修正后，将新的本地轨迹存储至对应的本地轨迹数据库中。

进一步地：所述实测轨迹分析模块包括根据本地轨迹中的太阳位置确定照射区域和照射方向，通过传感器单元获取到对应的实测照射方向信息，关联同一时刻下的照射方向信息以生成第一实测位置，并根据第一实测位置生成所述引导指令。

进一步地：根据第一实测位置生成最大覆驱动覆盖区域，并获取所述最大覆盖区域的边沿坐标，所述引导指令包括驱动所述无人机向边沿坐标运动。

进一步地：所述的天气数据从外部数据库获得。

进一步地：所述天气数据包括阴雨、多云以及晴天。

进一步地：还包括光伏板信息数据库，所述光伏板信息数据库记载每一光伏板的光伏板参数信息，所述光伏板参数信息包括位置信息以及允许位置范围，所述光伏板信息库连接于所述驱动跟踪子系统以及所述屏蔽管理子系统。

进一步地：所述光伏板参数信息还包括光伏板工作效率信息以及转化率信息。

本发明技术效果主要体现在以下方面：通过这样设置，首先通过本地和实测的区别在数据模型中不断去修正太阳轨迹从而判断需要断电的对应设备保证安全性和太阳能电池板的使用寿命。

附图说明

图1：本发明系统架构原理图；

图2：本发明太阳能光伏板控制原理图。

附图标记：100、轨迹判断子系统；110、本地轨迹处理模块；120、本地轨迹数据库；130、实测轨迹分析模块；140、实测传感器组；150、轨迹修正模块；200、驱动跟踪子系统；210、驱动分配模块；220、驱动执行组；300、屏蔽管理子系统；310、屏蔽分配模块；320、屏蔽开关组；1、太阳能光伏板；2、感应单元；3、驱动单元。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详述，以使本发明技术方案更易于理解和掌握。

一种自动跟踪式太阳能光伏发电系统，包括轨迹判断子系统100、驱动跟踪子系统200以及屏蔽管理子系统300；

轨迹判断子系统100包括本地轨迹处理模块110、本地轨迹数据库120、实测轨迹分析模块130、实测传感器组140以及轨迹修正模块150；所述本地轨迹处理模块110连接于所述本地轨迹数据库120，所述本地轨迹数据库120存储有若干本地轨迹，每一本地轨迹以环境状况信息为索引，所述环境状况信息包括时令数据以及天气数据，所述时令数据反映日期，所述天气数据反映天气，所述本地轨迹处理模块110配置有本地模型，所述本地轨迹处理模块110获取外部的环境状况信息，并根据所述环境状况信息调取所述本地轨迹数据库120中的本地轨迹作为基准轨迹，所述基准轨迹反映所述本地模型中太阳在各个时刻下的位置；所述实测轨迹分析模块130连接实测传感器组140，所述实测传感器组140包括若干传感器单元，所述传感器单元用于判断阳光的照射方向，所述实测轨迹分析模块130根据所述照射方向生成实测位置；所述轨迹修正模块150根据实测位置修正所述本地轨迹以生成新的本地轨迹；首先对于本地轨迹判断子系统100进行说明，首先，现有的太阳轨迹跟踪都是独立分析驱动的，各个太阳能模块之间没有关联，数据也不能互通，所以目前实景跟踪即在有阳光照射的前提下判断方位并实际调整角度，所以就无法对实际情况进行判断，所以各个太阳能模块独立就无法实现整体调节，而本发明的其中一个技术核心在于首先通过本地轨迹处理模块110配置对应的数据库，本地轨迹是根据环境信息进行建模，结合以往数据，就可以获得对应该日期下的太阳运行相对于地区模型的轨迹，但是这个轨迹不是非常精确，还有可能受到天气等情况影响，所以导致无法精确定位太阳的运行轨迹，所以首先对太阳的基准轨迹进行调取，然后通过实测轨迹分析模块130对于实际太阳位置进行判断，而此时通过多个不同的位置的传感器实现的照射方向判断，可以最大程度的避免误差，保证实测太阳的位置是定位精确的，由于基于同一基础坐标模型，在坐标模型中每个传感器的相对位置关系已知，每一传感器的检测结果同样已知，就可以判断出实测太阳的位置，然后再根据实测太阳的位置修正太阳的基础轨迹，得到新的本地轨迹，这样就能保证结果的精确度。所述轨迹修正模块150完成对本地轨迹的修正后，将新的本地轨迹存储至对应的本地轨迹数据库120中。这样就能不断完善本地数据，提高数据的可靠性，具体可以是作为修正参照，这样可以保证存储的本地轨迹不断趋近于系统轨迹。所述的天气数据从外部数据库获得。所述天气数据包括阴雨、多云以及晴天。还包括光伏板信息数据库，所述光伏板信息数据库记载每一光伏板的光伏板参数信息，所述光伏板参数信息包括位置信息以及允许位置范围，所述光伏板信息库连接于所述驱动跟踪子系统200以及所述屏蔽管理子系统300。所述光伏板参数信息还包括光伏板工作效率信息以及转化率信息。

驱动跟踪子系统200包括驱动分配模块210以及驱动执行组220，驱动执行组220包括若干驱动单元3，驱动单元3可以是驱动太阳能光伏板1的转动装置，也可以是驱动太阳能光伏板1的直线位移装置，不做局限，每一驱动单元3分别带动对应的太阳能光伏板1移动，所述驱动分配模块210配置有第一间隔时间，所述驱动分配模块210配置有预测分配策略，所述预测分配策略包括第一定位步骤、第一相对步骤以及驱动输出步骤；所述第一定位步骤包括获取第一间隔时间后的所述基准轨迹的坐标以生成第一预判位置，所述第一相对步骤包括从所述本地模型中根据所述第一预判位置生成若干第一相对位置，所述第一相对位置分别反映每一驱动单元3与所述太阳能光伏板1的位置关系，所述驱动输出步骤包括根据第一相对位置生成对应的第一驱动指令，并通过第一驱动指令分别控制对应的驱动单元3动作；跟踪子系统是基于同一本地轨迹去驱动不同的驱动执行单元带动对应的太阳能光伏板1移动，以起到跟光的效果，而不同之处在于，由于跟光是实时根据光照方向判断，本发明是根据实际预测位置判断方位后带动对应的驱动单元3动作，而具体的第一间隔时间可以设置为10-15分钟，而保证跟光效果，同时提高跟光效率。所述实测传感器组140包括若干无人机，所述传感器单元设置于所述无人机上，所述实测轨迹分析模块130还包括生成引导指令，所述引导指令用于控制所述无人机动作以获取太阳位置。所述传感器单元设置于所述太阳能光伏板1，所述实测轨迹分析模块130还包括生成引导指令，所述引导指令用于控制所述驱动单元3动作以获取太阳位置。传感器的设置有以上两种实施例，而通过无人机设置传感器更加符合目前统一定位的效果，如果统一定位可以大大减少传感器的数量，且无人机可以减少位置上的局限性，保证在基准轨迹的基础上起到更加可靠的效果。保证检测结果的精度更高。所述实测轨迹分析模块130包括根据本地轨迹中的太阳位置确定照射区域和照射方向，通过传感器单元获取到对应的实测照射方向信息，关联同一时刻下的照射方向信息以生成第一实测位置，并根据第一实测位置生成所述引导指令。根据第一实测位置生成最大覆驱动覆盖区域，并获取所述最大覆盖区域的边沿坐标，所述引导指令包括驱动所述无人机向边沿坐标运动。

屏蔽管理子系统300包括屏蔽分配模块310以及屏蔽开关组320，屏蔽开关组320包括若干开关单元，每一开关单元分别设置于所述太阳能光伏板1的充电电路和供电组网之间，所述屏蔽分配单元配置有第二间隔时间，所述屏蔽分配单元配置有屏蔽分配策略，所述屏蔽分配策略包括第二定位步骤、第二相对步骤以及屏蔽执行步骤，所述第二定位步骤包括获取第二预设时间后的基准轨迹的坐标以生成第二预判位置，第二相对步骤包括从所述本地模型中获取每一太阳能光伏板1对应的允许位置范围，所述允许位置范围反映太阳能光伏板1能接收到太阳光的最大范围，所述屏蔽执行步骤包括筛选允许位置范围与第二预判位置不匹配的太阳能光伏板1形成对应的第一屏蔽指令，并通过第一屏蔽指令分别控制对应的开关单元断开。而屏蔽的逻辑是目的避免太阳能光伏板1和蓄电池之间形成长时间的充电回路影响太阳能光伏板1的使用寿命，相比而言，对太阳的精准定位判断相比于检测判断的方式，可以在相同的发电量的情况下，提高10%以上的屏蔽时间，这样就可以保证整个太阳能光伏板1的维修成本大大降低，而具体通过实测的轨迹判断对应的太阳能光伏板1在允许的位姿下是否可以吸收到对应的光能，而不需要带动太阳能光伏板1不断动作才能判断，这样就可以避免很多无功操作，因为在多数情况下，电动太阳能光伏板1需要不断移动才能判断照射效率，这样是非常浪费电能的，而且对设备的使用寿命造成较大的影响。

当然，以上只是本发明的典型实例，除此之外，本发明还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。