一种集中控制太阳能自动跟踪系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种集中控制太阳能自动跟踪系统。它包括服务器终端、通信管理机、阵列控制器系统和太阳能光伏阵列，所述的阵列控制器系统安装在太阳能光伏阵列上，所述的阵列控制器系统包括倾脚模块、电源模块、电机模块和阵列控制器，所述的服务器终端通过通信管理机与阵列控制器系统中的阵列控制器连接，所述的倾角模块、电源模块和电机模块均与阵列控制器连接。本实用新型的有益效果是：提高了检测精度和一致性；消除了分布控制下动作不一致的现象，以及开环式集中控制下的累积误差，跟踪精度高，可使得光伏发电量大幅增加；同时，阵列控制器将相关信息上报给主机，实现无人智能巡检，提高效率。
【专利说明】
一种集中控制太阳能自动跟踪系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及太阳能相关技术领域，尤其是指一种集中控制太阳能自动跟踪系统。
【背景技术】
[0002]近年来人们对能源、环境问题日益关注，新能源的利用越来越受到重视。太阳能作为一种清洁的新型能源得到了迅速发展。但太阳能也存在能量密度低、间歇性等缺点，其光照强度和光照方位也会随着时间和气候不断变化，为了充分利用太阳能，太阳能自动跟踪系统得到应用。现有的太阳能自动跟踪系统存在以下不足:
[0003](I)现阶段太阳能自动跟踪系统存在检测精度和一致性较差，造成各光伏阵列跟踪角度不一致；
[0004](2)没有充分考虑抗风性能，在极端天气下处理对策；
[0005](3)大规模应用时可靠性较差，人工巡检费时费力。
[0006]中国专利授权公告号:CN204345951U，授权公告日2015年5月20日，公开了太阳能自动跟踪装置，它包括太阳能跟踪桥架、太阳能集热器、太阳能桥架转轴、桥架轮子、电机及驱动装置、集热器支架、桥架自动跟踪控制器;太阳能自动跟踪桥架，其宽度在1.5米至2米，长度10米至20米，依场地而定，桥架中心的轴套通过轴承与中心桥架转轴连接，太阳能跟踪桥架的四个角安装有四个桥架轮子，太阳能跟踪桥架两端各有一个轮子跟电机及驱动装置相连接，必要时可在中间增加桥架轮子;太阳能跟踪桥架的前后排有多组太阳能接收器支架的脚座，每组四个，太阳能接收器支架的后支腿，是可以升降的，升降的目的是用于季节性跟踪太阳光的仰角;太阳能自动跟踪装置，适用于太阳能光热应用工程，也适用于太阳能光电应用工程。该实用新型的不足之处在于，桥架自动跟踪控制器在分布控制下存在动作不一致的现象，以及该装置在开环式集中控制下存在累积误差，跟踪精度低，使得光伏发电量大大降低。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型是为了克服现有技术存在上述分布控制动作不一致且跟踪精度低的不足，提供了一种跟踪精度尚从而提尚光伏发电量的集中控制太阳能自动跟踪系统。
[0008]为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案:
[0009]—种集中控制太阳能自动跟踪系统，包括服务器终端、通信管理机、阵列控制器系统和太阳能光伏阵列，所述的阵列控制器系统安装在太阳能光伏阵列上，所述的阵列控制器系统包括倾角模块、电源模块、电机模块和阵列控制器，所述的服务器终端通过通信管理机与阵列控制器系统中的阵列控制器连接，所述的倾角模块、电源模块和电机模块均与阵列控制器连接。
[0010]其中:服务器终端作为总的控制中心，通信管理机用于对上下文进行解析与转发，阵列控制器系统为最终的执行模块，三者协同工作，既有下发的控制指令，又有上行的反馈结果，构成一个完整的闭环控制系统，实现了对大规模单元的控制。服务器终端通过通信管理机把指令下发给各阵列控制器系统，阵列控制器系统中阵列控制器控制电机模块转动，将太阳能光伏阵列转到指令要求的最佳方位角和倾角，同时将电源模块、倾角模块等中的信息通过通信管理机上报给主机;该系统消除了分布控制下动作不一致的现象，以及开环式集中控制下的累积误差，跟踪精度高，可使得光伏发电量大幅增加。
[0011]作为优选，所述的太阳能光伏阵列一端设有用于安装在阵列控制器系统的支架，所述的倾角模块安装在太阳能光伏阵列上且置于设有支架的一端上，所述的电源模块、电机模块和阵列控制器安装在支架上。通过倾角模块的设计来读取太阳能光伏阵列的方位角和倾角反馈给服务器终端，以便于服务器终端对太阳能光伏阵列进行实时的调控，从而使得检测精度和一致性得到了有效提升。
[0012]作为优选，所述的电源模块包括太阳能电池板和锂电池，所述的太阳能电池板连接锂电池，所述的锂电池与阵列控制器连接。利用太阳能电池板给锂电池进行充电，而锂电池给阵列控制器系统供电，不会因为电源模块的供电问题导致该系统无法运行。
[0013]作为优选，所述的电机模块包括驱动电机和减速机构，所述的驱动电机连接阵列控制器，所述的驱动电机通过减速机构与倾角模块连接。通过减速机构的设计，使得太阳能光伏阵列在受驱动电机作用时，更加稳定，防止驱动电机直接作用在太阳能光伏阵列而导致其损坏。
[0014]作为优选，所述的服务器终端包括显示终端、主机、GPS仪和环境检测仪，所述的阵列控制器通过通信管理机与主机连接，所述的显示终端、GPS仪和环境检测仪均与主机连接。通过GPS仪和环境检测仪的设计，使得该系统能够结合GPS仪的时间、经玮度和环境检测仪的天气、光照、风力等环境实况采取，基于天文算法的时光互补算法，确定实时太阳能最佳方位角和倾角，进一步提高光伏发电量。
[0015]作为优选，所述的服务器终端还包括语音报警装置，所述的语音报警装置与主机连接。阵列控制器系统中的阵列控制器会将错误信息通过主机显示在显示终端上，并通过语音报警装置通知相关人员处理。
[0016]本实用新型的有益效果是:提高了检测精度和一致性；消除了分布控制下动作不一致的现象，以及开环式集中控制下的累积误差，跟踪精度高，可使得光伏发电量大幅增加;同时，阵列控制器将相关信息上报给主机，实现无人智能巡检，提高效率。
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型的系统拓扑图；
[0018]图2是阵列控制器系统的结构示意图；
[0019]图3是阵列控制器的电路原理图。
[0020]图中:1.主机，2.显示终端，3.语音报警装置，4.GPS仪，5.环境检测仪，6.通信管理机，7.阵列控制器，8.电源模块，9.倾角模块，10.电机模块，11.太阳能光伏阵列，12.太阳能电池板，13.减速机构，14.驱动电机，15.锂电池，16.支架。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型做进一步的描述。
[0022]如图1、图2、图3所述的实施例中，一种集中控制太阳能自动跟踪系统，包括服务器终端、通信管理机6、阵列控制器系统和太阳能光伏阵列11，阵列控制器系统安装在太阳能光伏阵列11上，阵列控制器系统包括倾角模块9、电源模块8、电机模块10和阵列控制器7，服务器终端通过通信管理机6与阵列控制器系统中的阵列控制器7连接，倾角模块9、电源模块8和电机模块10均与阵列控制器7连接。
[0023]如图2、图3所示，太阳能光伏阵列11一端设有用于安装在阵列控制器系统的支架16，倾角模块9安装在太阳能光伏阵列11上且置于设有支架16的一端上，电源模块8、电机模块10和阵列控制器7安装在支架16上。电源模块8包括太阳能电池板12和锂电池15，太阳能电池板12连接锂电池15，锂电池15与阵列控制器7连接。电机模块1包括驱动电机14和减速机构13，驱动电机14连接阵列控制器7，驱动电机14通过减速机构13与倾角模块9连接。
[0024]如图1所示，服务器终端包括显示终端2、主机1、GPS仪4和环境检测仪5，阵列控制器7通过通信管理机6与主机I连接，显示终端2、GPS仪4和环境检测仪5均与主机I连接。另夕卜:服务器终端还包括语音报警装置3，语音报警装置3与主机I连接。
[0025]其中:服务器终端作为总的控制中心，通信管理机6用于对上下文进行解析与转发，阵列控制器系统为最终的执行模块，三者协同工作，既有下发的控制指令，又有上行的反馈结果，构成一个完整的闭环控制系统，实现了对大规模单元的控制。采用工控机作为主机I，结合GPS仪4的时间、经玮度和环境检测仪5的天气、光照、风力等环境实况采取，基于天文算法的时光互补算法，确定实时太阳能最佳方位角和倾角，之后通过通信管理机6把指令下发给各阵列控制器系统，阵列控制器7控制驱动电机14转动，驱动电机14通过减速机构13将太阳能光伏阵列11转到指令要求的最佳方位角和倾角，同时将电源模块8、倾角模块9等中的信息通过通信管理机6上报给主机I，阵列控制器7将错误信息通过通信管理机6传递给主机I，并通过显示终端2进行显示和语音报警装置3进行报警通知相关人员处理;该系统消除了分布控制下动作不一致的现象，以及开环式集中控制下的累积误差，跟踪精度高，可使得光伏发电量大幅增加。
【主权项】
1.一种集中控制太阳能自动跟踪系统，其特征是，包括服务器终端、通信管理机(6)、阵列控制器系统和太阳能光伏阵列(11)，所述的阵列控制器系统安装在太阳能光伏阵列(11)上，所述的阵列控制器系统包括倾角模块(9)、电源模块(8)、电机模块(10)和阵列控制器(7)，所述的服务器终端通过通信管理机(6)与阵列控制器系统中的阵列控制器(7)连接，所述的倾角模块(9)、电源模块(8)和电机模块(10)均与阵列控制器(7)连接。2.根据权利要求1所述的一种集中控制太阳能自动跟踪系统，其特征是，所述的太阳能光伏阵列(11) 一端设有用于安装在阵列控制器系统的支架(16)，所述的倾角模块(9)安装在太阳能光伏阵列(11)上且置于设有支架(16)的一端上，所述的电源模块(8)、电机模块(10)和阵列控制器(7)安装在支架(16)上。3.根据权利要求1或2所述的一种集中控制太阳能自动跟踪系统，其特征是，所述的电源模块(8)包括太阳能电池板(12)和锂电池(15)，所述的太阳能电池板(12)连接锂电池(15)，所述的锂电池(15)与阵列控制器(7)连接。4.根据权利要求1或2所述的一种集中控制太阳能自动跟踪系统，其特征是，所述的电机模块(10)包括驱动电机(14)和减速机构(13)，所述的驱动电机(14)连接阵列控制器(7)，所述的驱动电机(14)通过减速机构(13)与倾角模块(9)连接。5.根据权利要求1或2所述的一种集中控制太阳能自动跟踪系统，其特征是，所述的服务器终端包括显示终端(2)、主机(1)、GPS仪(4)和环境检测仪(5)，所述的阵列控制器(7)通过通信管理机(6)与主机(I)连接，所述的显示终端(2)、GPS仪(4)和环境检测仪(5)均与主机(I)连接。6.根据权利要求5所述的一种集中控制太阳能自动跟踪系统，其特征是，所述的服务器终端还包括语音报警装置(3)，所述的语音报警装置(3)与主机(I)连接。
【文档编号】G05D3/12GK205507557SQ201620191786
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年3月14日
【发明人】江伟, 任宇晖, 张天文, 杨松, 罗易, 沈道军, 周承军, 仇展伟
【申请人】浙江正泰新能源开发有限公司