[发明专利]一种光伏发电系统双轴太阳跟踪系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种光伏发电系统双轴太阳跟踪系统及其控制方法，包括：控制单元、蝶式聚光器、电机单元、人机交互单元、传感器测量单元、定时器；所述控制单元通过电机单元与蝶式聚光器连接，所述控制单元与人机交互单元和定时器分别连接，所述传感器测量单元包括高度角位置传感器、方位角位置传感器和光电传感器，所述控制单元分别通过高度角位置传感器、方位角位置传感器与蝶式聚光器连接，所述控制单元通过光电传感器信号调理电路与光电传感器连接。本发明具有人机交互便捷、结构简单、可靠性较高、体积小、功耗低、成本低、抗干扰能力强、便于维护等特点。

技术领域

本发明属于太阳跟踪技术领域，特别是一种光伏发电系统双轴太阳跟踪系统及其控制方法。

背景技术

以常规能源为基础的能源结构随着资源的不断耗用将越来越不适应可持续发展的需要，加速开发利用太阳能等可再生能源已成为人们的共识。太阳能作为一种洁净的能源，既是一次能源，又是可再生能源，有着化石能源无法比拟的优越性。但太阳能利用效率低这一问题一直影响和阻碍着太阳能技术的普及。太阳自动跟踪装置的利用是提高太阳能利用率的一个重要途径。研究精确的太阳跟踪装置，可使太阳能电池板的接受率大大提高，从而可提高太阳能的利用效率，拓宽太阳能的利用领域。

现有的太阳跟踪系统注重机械结构、天文算法跟踪、光电传感器跟踪，但忽略了操作人员与系统本身的人机交互问题，为系统操作人员对系统的调试、维护、检测带来不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光伏发电系统双轴太阳跟踪系统及其控制方法，以实现使聚光器在不同的季节、不同的日照时间都能够最大效率地采集太阳辐射能量，使得聚光器的法线始终与太阳光线平行，并且带有人机交互模块，为检修人员、操作人员提供调试、安装、检修的便捷。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种光伏发电系统双轴太阳跟踪系统，包括：控制单元、蝶式聚光器、电机单元、人机交互单元、传感器测量单元、定时器；

所述控制单元通过电机单元与蝶式聚光器连接，所述控制单元与人机交互单元和定时器分别连接，

所述传感器测量单元包括高度角位置传感器、方位角位置传感器和光电传感器，所述控制单元分别通过高度角位置传感器、方位角位置传感器与蝶式聚光器连接，所述控制单元通过光电传感器信号调理电路与光电传感器连接。

进一步地，所述控制单元包括单片机微处理器MCU和逻辑控制器件CPLD。

进一步地，所述电机单元包括电机驱动控制电路和可逆电动机，所述逻辑控制器件CPLD通过电机驱动控制电路和可逆电动机连接，所述可逆电动机与蝶式聚光器连接，所述可逆电动机包括方位角电机和高度角电机。

进一步地，所述人机交互单元包括操作面板、液晶显示模块、按键模块，所述操作面板与所述逻辑控制器件CPLD连接，所述液晶显示模块、按键模块与单片机微处理器MCU连接。

进一步地，所述单片机微处理器MCU型号为C8051F020，高度角位置传感器和方位角位置传感器均为型号为MAB25的霍尔编码器，液晶显示模块型号为LCM1602，定时器为型号为SD2401的时钟芯片。

进一步地，所述方位角传感器连接至单片机微处理器引脚P0.0和P0.1，单片机微处理器引脚P3.1接方位角传感器片选信号端CS，所述高度角传感器连接至单片机微处理器引脚P0.2和P0.3，单片机微处理器引脚P3.0接高度角传感器片选信号端CS，时钟芯片SD2401的SDA和SCL引脚分别接到单片机微处理器P0.6和P0.7，液晶显示模块和按键模块的四个操作按键都与单片机微处理器的输入输出I/O口连接。

进一步地，所述电机驱动控制电路包括第三集成芯片模组、第一连接器J1、第二连接器J2、第一固态继电器开关K1，第二固态继电器开关K2、第三固态继电器开关K3、第四固态继电器开关K4；