[发明专利]一种自适应变时间太阳能跟踪控制方法

说明书

本发明提供了一种自适应变时间太阳能跟踪控制方法，涉及太阳能光伏发电领域，首先计算当地日出日落时间，并按照一定的规则调整跟踪起始时间与截止时间，根据自适应跟踪区间划分，调整太阳能电池板的转动。本发明对太阳能电池板跟踪起始和截止时间进行了调整，不需要额外电源提供太阳能电池板追踪装置在起始时刻转动所需要的能量，实现系统的自给自足；其次，基于太阳能辐射强度的变化特点，提出自适应变化时间间隔的跟踪方式，动态调整太阳能电池板的工作模式，使得太阳能电池板在尽可能少的转动情况下，采集更多的太阳能量；最后，针对太阳能电池板在追踪过程中存在的滞后性问题，引入相对应的超前量θ，提高太阳能采集效率。

技术领域

本发明涉及太阳能光伏发电领域，尤其是一种太阳能跟踪控制方法。

背景技术

太阳能作为一种清洁无污染的能源，发展前景非常广阔，已成为各国竞相开发的绿色能源。其中太阳能光伏发电已经成为可再生能源发电领域中继风力发电之后产业化发展最快、最大的产业。

随着光伏发电产业的发展，科学技术的进步，各种光伏发电自动跟踪控制系统源源不断地出现，按其工作方式可分为两种跟踪控制系统，一种为实时连续跟踪系统，采用复杂的手段实现了对太阳光的实时跟踪，使得太阳光线与太阳能电池板垂直，虽然极大提高太阳能的吸收效率，但其设备制造成本过高，维护费用又偏高，导致其得不到较大的推广。另一种为间歇式跟踪系统，普遍采用固定时间间隔转动，没有考虑到太阳辐射随时间改变的特点，并且太阳板追踪过程中存在较明显的滞后性问题，有着很大改善的空间。

目前，大多数跟踪系统将每天的日出日落时间作为装置开始和停止工作的时间，然而由于日出时刻太阳辐射强度较低，每天太阳能装置开始时刻追踪太阳光所消耗的能量却比较大，会出现太阳能电池板采集到的能量不足以驱动太阳能追踪装置工作的情况。太阳能追踪装置需要额外使用备用电池提供能量，从而驱动其工作；同样，接近日落时刻，也存在相似的问题。使用这种工作方式，不仅需要增加了一个额外的电源，无法实现系统本身的自给自足，还增加了系统的损耗，降低了发电量。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种一种自适应变时间太阳能跟踪控制方法，使得整个系统不需要配备额外电源，并能够采集到更多的太阳能量。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案的具体实施步骤如下：

步骤1：计算当地日出日落时间：

根据当地经纬度及当地时间，通过太阳高度角及方位角计算公式，得到实时的太阳高度角α_s、太阳方位角γ_s、当天日出时刻T_u、当天日落时刻T_d及日照时长

步骤2：调整跟踪起始时间与截止时间

太阳能跟踪控制方法在日出时间，通过电机消耗额外能量驱动太阳能电池板进行转动，当日出后，太阳能电池板收集能量达到能量阈值后，才进行转动跟踪，以达到不消耗额外能量的目的。

太阳能电池板倾斜角为太阳能电池板与水平地面的夹角；