太阳能斜单轴自动跟踪系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及光伏技术领域，具体涉及一种太阳能斜单轴自动跟踪系统。
【背景技术】
[0002] 随着能源和环境问题的日益突出，可再生能源的开发突显重要，太阳能以其清洁、 方便利用等显著优点受到了人们广泛关注。太阳能发电是以太阳光电池板作为光电转换器 件，将太阳光能转换成电能，但由于目前太阳能电池板价格昂贵，导致光伏电站的成本居高 不下，因此如何提高太阳能光辐射量进而提高发电量已成为目前研宄的重点。
[0003]大量研宄表明，电池板安装在跟踪器上比固定式安装可增加发电量12~37%， 根据中国气象科学院研宄员王炳忠算法得到：斜面上得到直接辐射量的表达式为：Ef3n= Enf3nc〇S 0。其中：Enf3nS斜面上的总辐射量，Ef3n为斜面上的直接辐射量，0 ^为太阳光线 的入射角，从上面的公式中可以看出，当入射角0 〇= 〇时，即为太阳光垂直照射在斜面上， 此时斜面上得到的直接辐射量最大。
[0004]在资源相同的同一地区，想要降低太阳能发电量的成本，最有效的办法是采用太 阳能跟踪系统。根据美国亚利桑那州凤凰城23183气象站公布的1961~1990的测试数据。 太阳能跟踪器收到的辐射量远大于固定平面的接受量，下面是其公布的各种不同运行方式 下所收集的数据：
[0006]
[0007] 从上表可以得出：固定倾斜角斜面上的辐射量比水平面的辐射量增加14%
[0008] 单轴水平跟踪面上的辐射量比水平面的辐射量增加40%
[0009] 单轴倾炜度角斜面上的辐射量比水平面的辐射量增加50. 8%
[0010] 双轴跟踪斜面上的辐射量比水平面的辐射量增加56%
[0011] 从以上分析得出结论：
[0012] ⑴双轴跟踪装置结构复杂、成本高；
[0013] ⑵单轴水平跟踪只适合30°以下的低炜度地区；
[0014] ⑶单轴倾炜度角跟踪适合30°以上的炜度地区；
[0015] 至于选择何种跟踪方式要根据地区的不同而确定。 【实用新型内容】
[0016] 有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种太阳能斜单轴自动跟踪系统。
[0017] 为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
[0018] 本实用新型实施例提供一种太阳能斜单轴自动跟踪系统，该系统包括控制箱、若 干个支架，所述支架包括回转支撑机构、回转轴、前柱、后柱、后支撑柱，所述前柱、后柱均设 置在地面，所述前柱顶部通过回转支撑机构与回转轴的一端连接，所述后柱顶部与后支撑 柱的一端连接；所述回转轴的另一端与后支撑柱的另一端连接，并且两者之间呈角度；所 述回转轴上平行设置有若干个檩条，所述若干个檩条上设置有若干个太阳能电池组件；所 述控制箱与每个支架的回转支撑机构连接。
[0019] 上述方案中，所述回转支撑机构为一直流电机。
[0020] 上述方案中，所述控制箱设置在若干个支架中任意一个支架的前柱的一侧。
[0021] 上述方案中，所述控制箱内设置有PLC可编程逻辑控制器、倾角传感器、继电控制 器，所述倾角传感器采集支架的偏转角度，所述偏转角度经数据处理后通过通讯方 式送至PLC可编程逻辑控制器中，再经数据处理与预先设置的太阳角0 :进行比较，根据比 较结果吸合或断开所述继电控制器，所述继电控制器输出控制直流电机正转或停止的信号 到直流电机。
[0022] 与现有技术相比，本实用新型的有益效果：
[0023] 1)本实用新型的支架设计抗风能力强，当风速大于设定值时，跟踪系统具有保护 功能以确保整个支架系统的风荷载最小。
[0024] 2)本实用新型现场安装拆卸方便，不需要现场焊接。
[0025] 3)本实用新型能够自动跟踪太阳角的变化，与固定式支架方案比较，能很大程度 提高太阳能电池板的转换效率。
[0026] 4)本实用新型采用了PLC可编程逻辑控制器作为控制核心，它与单片机相比具有 高可靠性、简单易懂、程序语言通用性好、便于维护，其更突出的优点在于比单片机的抗干 扰能力强。
[0027] 5)本实用新型用一个PLC可编程逻辑控制器控制多个支架的方式，大大降低了成 本，而且确保支架的转动角度均保持一致。
【附图说明】
[0028] 图1为本实用新型实施例提供一种太阳能斜单轴自动跟踪系统的结构示意图；
[0029] 图2为图1的俯视图。
【具体实施方式】
[0030] 下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型进行详细说明。
[0031] 本实用新型实施例提供一种太阳能斜单轴自动跟踪系统，如图1、2所示，该系统 包括控制箱1、若干个支架，所述支架包括回转支撑机构2、回转轴3、前柱4、后柱5、后支撑 柱6,所述前柱4、后柱5均设置在地面，所述前柱4顶部通过回转支撑机构2与回转轴3的 一端连接，所述后柱5顶部与后支撑柱6的一端连接；所述回转轴3的另一端与后支撑柱6 的另一端连接，并且两者之间呈角度；所述回转轴3上平行设置有若干个檩条7,所述若干 个檩条7上设置有若干个太阳能电池组件8 ;所述控制箱1与每个支架的回转支撑机构2连 接。
[0032] 所述回转支撑机构2为一直流电机。
[0033] 所述控制箱1可以设置在若干个支架中任意一个支架的前柱4的一侧。
[0034] 所述控制箱1内设置有PLC可编程逻辑控制器、倾角传感器、继电控制器，所述倾 角传感器采集支架的偏转角度，所述偏转角度经数据处理后通过通讯方式送至PLC 可编程逻辑控制器中，再经数据处理与预先设置的太阳角0 :进行比较，其偏差达到控制角 a，| 0^1^ |彡a时，所述PLC可编程逻辑控制器发出指令，所述继电控制器吸合，直流 电机正转，支架向西旋转；当倾角传感器1测量的偏转角度0 2与太阳角0 2的偏差大于制 动角T，I92_02I>T，则直流电机继续向西旋转，直到倾角传感器测量到的偏转角度 9n与太阳角0n的偏差小于或等于制动角Y时，9 "_0"彡Y时，则PLC可编程逻辑控制 器发出指令，试试继电控制器断电，直流电机停止转动，支架到达所需要的位置。依此类推， 循环上述动作，以实现自动跟踪控制。
[0035] 所述PLC可编程逻辑控制器采用ABBPM554,所述倾角传感器采用陕西瑞 特公司的数字式双轴倾角传感器R0B200,直流电机采用江阴华方新能源公司的 SE3C-62-R-24. 30. 33.。所述倾角传感器测得角度定义水平位置为0°，向东为负角度值，向 西为正角度值，倾角向南为正角度值，预先将写好的程序置入PLC可编程逻辑控制器中，将 当地的经炜度角和支架的倾斜角输入至程序中，以确保太阳角的计算精度。
[0036] 本实用新型通过一个PLC可编程控制器带动多个支架的方式，大大降低了成本， 充分发挥了PLC可编程控制器的优势，克服了其成本高的劣势，又由于PLC可编程控制器具 有简单易懂、功耗低、抗干扰能力强、运行可靠、故障率低、易于推广普及和提高。
[0037] 以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护 范围。
【主权项】
1. 一种太阳能斜单轴自动跟踪系统，其特征在于，该系统包括控制箱（I)、若干个支 架，所述支架包括回转支撑机构（2)、回转轴（3)、前柱（4)、后柱（5)、后支撑柱（6)，所述前 柱（4)、后柱（5均设置在地面，所述前柱（4)顶部通过回转支撑机构（2)与回转轴（3)的 一端连接，所述后柱（5)顶部与后支撑柱（6)的一端连接；所述回转轴（3)的另一端与后支 撑柱(6)的另一端连接，并且两者之间呈角度；所述回转轴（3)上平行设置有若干个檩条 (7)，所述若干个檩条（7)上设置有若干个太阳能电池组件（8);所述控制箱（1)与每个支 架的回转支撑机构（2)连接。2. 根据权利要求1所述的太阳能斜单轴自动跟踪系统，其特征在于：所述回转支撑机 构⑵为一直流电机。3. 根据权利要求1或2所述的太阳能斜单轴自动跟踪系统，其特征在于：所述控制箱 (1)设置在若干个支架中任意一个支架的前柱（4)的一侧。4. 根据权利要求3所述的太阳能斜单轴自动跟踪系统，其特征在于：所述控制箱（1) 内设置有PLC可编程逻辑控制器、倾角传感器、继电控制器，所述倾角传感器采集支架的偏 转角度Q1，所述偏转角度Q1经数据处理后通过通讯方式送至PLC可编程逻辑控制器中，再 经数据处理与预先设置的太阳角e:进行比较，根据比较结果吸合或断开所述继电控制器， 所述继电控制器输出控制直流电机正转或停止的信号到直流电机。
【专利摘要】本实用新型公开了一种太阳能斜单轴自动跟踪系统，包括控制箱、若干个支架，所述支架包括回转支撑机构、回转轴、前柱、后柱、后支撑柱，所述前柱、后柱均设置在地面，所述前柱顶部通过回转支撑机构与回转轴的一端连接，所述后柱顶部与后支撑柱的一端连接；所述回转轴的另一端与后支撑柱的另一端连接，并且两者之间呈角度；所述回转轴上平行设置有若干个檩条，所述若干个檩条上设置有若干个太阳能电池组件；所述控制箱与每个支架的回转支撑机构连接。本实用新型的支架设计抗风能力强，当风速大于设定值时，跟踪系统具有保护功能以确保整个支架系统的风荷载最小，现场安装拆卸方便，不需要现场焊接，能够很大程度提高太阳能电池板的转换效率。
【IPC分类】G05D3/12
【公开号】CN204631637
【申请号】CN201520310897
【发明人】李固旺, 张俊才, 王海, 沈有国, 贾激扬, 鄂积明, 李勇, 吴世海, 田召, 张素华
【申请人】青海黄河上游水电开发有限责任公司, 西安理工晶体科技有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月14日