[发明专利]光伏发电双轴跟踪系统的控制方法

说明书

技术领域

本发明属于太阳能发电技术领域，具体涉及一种光伏发电双轴跟踪系统的控制方法。

背景技术

目前，可再生能源的开发和利用日益得到各国政府的关注，在不久的将来通过光伏将太阳能转换成电能具有很大的开发潜力。据2004年欧盟联合研究中心预测，到本世纪末，光伏发电在整个世界能源供应中的比率将超过30%。现有的光伏发电系统大多采用固定安装光伏组件方式，该结构仅能保证在每年的某一天的某一时刻，太阳光以最佳角度照射到光伏组件，所以太阳光的利用率相对较低。如果光伏组件采用双轴跟踪方式跟踪太阳，可以使光伏发电系统发电效率提高30%～50%。但是现有的光伏双轴跟踪系统（以下将简称为“系统”）大都没有考虑太阳日升方位角、日落方位角、当地经度与时区经度间的经度差、太阳时角和真太阳时角间的误差等因素对太阳位置判断的影响，导致系统跟踪效率变差，光伏发电系统输出效率降低。现有的系统大多只关注于系统的结构，而没有关注系统的跟踪控制方法，因此导致系统不能准确的跟踪到实际的太阳位置。因此，研究提供一种可预测太阳运行位置并考虑太阳被部分遮敝（所谓“部分遮敝”，是指太阳光线由于被经过的云、建筑物和树等部分遮蔽，导致到达光伏组件表面的太阳辐射强度不一致）的跟踪控制方法是十分必要的。同时由于系统机构运行和公式计算误差导致预测太阳位置与实际太阳位置存在偏差，因此研究提供一种减小预测太阳位置与实际太阳位置间偏差的控制方法也是十分必要的。

发明内容

本发明目的是提供一种在原有系统结构的基础上安装一组光敏电阻的光伏发电跟踪系统的控制方法，可有效地克服现有技术存在的缺点。

本发明是这样实现的，如图1所示，在包括有上部支架1、连接支架2、上部步进电动机和蜗轮蜗杆组合件3、中部支柱4、下部步进电动机和蜗轮蜗杆组合件5、下部支柱6、数据采集和控制模块7和底座8的太阳位置双轴跟踪系统结构基础上，在上部支架1上安装有第一、第二、第三、第四光敏电阻9、10、11、12，其特征在于对该系统的控制方法是：首先判断某一天是一年中的第n天，n为正整数，根据式[1]计算出太阳赤纬角δ，则太阳高度角α_s可由式[2]得到，太阳方位角γ_s可由式[3]得到：

sinα_s=sinφsinδ+cosφcosδcosω   [2]

sinγs=cosδsinωcosαs---[3]]]>

其中φ是当地维度，ω是太阳时角，中午12点为“0°”，上午为负，下午为正，每小时的时角为“15°”。

由于地球围绕太阳的运行轨道是椭圆形轨道，因此真太阳时角ω_z与太阳时角ω间存在误差。真太阳时角ω_z可由式[4]～[6]得到，然后将式[2]和式[3]中的太阳时角ω用真太阳时角ω_z代替：

E=9.87sin2B-7.53cosB-1.5sinB   [5]

B=360(n-81)364---[6]]]>