專利名稱：一種太陽(yáng)能全時(shí)段單軸追蹤法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤技術(shù)。屬太陽(yáng)能應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景
中國(guó)專利公開(kāi)號(hào)CN1693818A公開(kāi)了一種“按時(shí)間控制全自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)能的方法及裝置”，該方法根據(jù)地球圍繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)的基本規(guī)律，計(jì)算出當(dāng)?shù)厝盏恼嫣?yáng)時(shí)與赤緯角， 并由此計(jì)算出自日出到日落每間隔一定時(shí)間段太陽(yáng)的仰角與方位及其所需跟蹤運(yùn)行的關(guān)系，從而使電池組件在當(dāng)日日落后自動(dòng)返回至次日日出的方位。這種方法的缺點(diǎn)是運(yùn)行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本太高。另一種運(yùn)用較多的是“方位角單軸跟蹤法”。為了獲得最小的電池組件之間的最小間距，降低電站占地，這種“方位角單軸跟蹤法”設(shè)計(jì)的跟蹤角度為-45°至 45°，實(shí)際運(yùn)行按照安裝地當(dāng)日真太陽(yáng)時(shí)正午為中心的-45°至45°追日旋轉(zhuǎn)，即太陽(yáng)能組件的工作時(shí)間是從安裝地當(dāng)日真太陽(yáng)時(shí)的9點(diǎn)到15點(diǎn)，以保證太陽(yáng)光入射角度始終與太陽(yáng)能電池組件板的平面垂直(參見(jiàn)中國(guó)專利CN201479045U公開(kāi)的“東西向向日水平軸單軸跟蹤系統(tǒng)”)。此方案的缺點(diǎn)是，太陽(yáng)能的利用時(shí)間最高只有9點(diǎn)到15點(diǎn)的6個(gè)小時(shí)，從日出到9點(diǎn)以及15點(diǎn)到日落這段時(shí)間的太陽(yáng)能沒(méi)有加以利用。若想照此方案擴(kuò)大跟蹤角度， 提高太陽(yáng)能的利用小時(shí)數(shù)，根據(jù)三角函數(shù)的原理可知其陰影的遮擋效應(yīng)將導(dǎo)致占地面積急劇增加。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是克服現(xiàn)有光伏電站的太陽(yáng)能方位角單軸跟蹤的缺點(diǎn)，提供一種新的 “太陽(yáng)能全時(shí)段單軸追蹤法”，使太陽(yáng)能電池板組件全天都能追蹤太陽(yáng)，以提高太陽(yáng)能的利用率。
本太陽(yáng)能全時(shí)段單軸追蹤法包括以安裝地當(dāng)日真太陽(yáng)時(shí)9點(diǎn)到15點(diǎn)太陽(yáng)能電池板組件接受太陽(yáng)光的方位角度為-45°至45°為基礎(chǔ)方位角度，其特征是所述的本方法是在日出到當(dāng)?shù)卣嫣?yáng)時(shí)9點(diǎn)、當(dāng)?shù)卣嫣?yáng)時(shí)15點(diǎn)到日落這兩個(gè)時(shí)段太陽(yáng)能電池板組件按以下方式旋轉(zhuǎn)1)、計(jì)算出安裝地當(dāng)日從日出到當(dāng)?shù)卣嫣?yáng)時(shí)9點(diǎn)的時(shí)間，使太陽(yáng)能電池板組件在該時(shí)間內(nèi)與日光旋轉(zhuǎn)方向反向勻速?gòu)?90°旋轉(zhuǎn)至-45° ；2)、計(jì)算出安裝地當(dāng)日從當(dāng)?shù)卣嫣?yáng)時(shí)15點(diǎn)到日落的時(shí)間，使太陽(yáng)能電池板組件在該時(shí)間內(nèi)與日光旋轉(zhuǎn)方向反向勻速?gòu)?5°旋轉(zhuǎn)至90°。
本方法在現(xiàn)有“方位角單軸跟蹤法”跟蹤角度為-45°至45°基礎(chǔ)上，增加了太陽(yáng)能電池板組件接受太陽(yáng)光的方位角度，使電池板組件在安裝地的真太陽(yáng)時(shí)日出到日落的全時(shí)段連續(xù)工作。電池板組件在這兩時(shí)段接受陽(yáng)光的能量分別是由0逐步增強(qiáng)至最大直射光照強(qiáng)度和由最大直射光照強(qiáng)度逐步減弱至0。從而實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能全天候單軸跟蹤，將全天的太陽(yáng)能都加以利用，有光線即可發(fā)電。
本發(fā)明與現(xiàn)有光伏電站的太陽(yáng)能方位角單軸跟蹤相比的最大優(yōu)勢(shì)是，在保證了電池組件之間的最小間距、降低電站占地的同時(shí)又克服了現(xiàn)有方法在方位角-45°至45°之外不能工作的缺點(diǎn)，可最大限度地利用太陽(yáng)能。
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明方法做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。


圖1是太陽(yáng)能電池板組件在日出到當(dāng)?shù)卣嫣?yáng)時(shí)9點(diǎn)的運(yùn)行方位示意圖
圖2是太陽(yáng)能電池板組件在當(dāng)?shù)卣嫣?yáng)時(shí)9點(diǎn)到15點(diǎn)的運(yùn)行方位示意圖
圖3是太陽(yáng)能電池板組件在當(dāng)?shù)卣嫣?yáng)時(shí)15點(diǎn)到日落的運(yùn)行方位示意圖具體實(shí)施方式
下面以某地日出時(shí)為安裝地真太陽(yáng)時(shí)早上6點(diǎn)、日落時(shí)為安裝地真太陽(yáng)時(shí)18點(diǎn)的夏至日這一天為例詳細(xì)說(shuō)明本方法
參見(jiàn)圖1，與現(xiàn)有的太陽(yáng)能方位角單軸跟蹤法一樣，X軸的方向?yàn)檎龞|方，安裝地當(dāng)日真太陽(yáng)時(shí)9點(diǎn)到15點(diǎn)太陽(yáng)能電池板組件的跟蹤角度為-45°至45°。電池板組件1 的起始位置為-90°。
1、從日出時(shí)的6點(diǎn)到9點(diǎn)，太陽(yáng)能電池板組件1在該時(shí)間內(nèi)與日光旋轉(zhuǎn)方向反向 (圖示順時(shí)針?lè)较?以15° /小時(shí)的轉(zhuǎn)速?gòu)?90°旋轉(zhuǎn)至-45° (圖1中虛線所示位置)， 電池板組件接受陽(yáng)光的能量由0逐步增強(qiáng)至最大直射光照強(qiáng)度。
日出到真太陽(yáng)時(shí)9點(diǎn)新增的累積太陽(yáng)光能為本發(fā)明方法的第一部分太陽(yáng)光能增量。
對(duì)非夏至日，日出時(shí)在真太陽(yáng)時(shí)6點(diǎn)之后，電池板組件在該時(shí)段的旋轉(zhuǎn)速度則大于15° /小時(shí)。即，根據(jù)光伏電站所在的經(jīng)度、緯度和當(dāng)天日期，準(zhǔn)確計(jì)算出當(dāng)天日出時(shí)間， 結(jié)合電池板組件安裝的起始位置，得到真太陽(yáng)時(shí)9點(diǎn)前的當(dāng)日平均轉(zhuǎn)速，電池板組件按當(dāng)日這個(gè)轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。
2，從9點(diǎn)到15點(diǎn)，參見(jiàn)圖2，太陽(yáng)能電池板組件1在該時(shí)間內(nèi)正面迎著陽(yáng)光，與日光旋轉(zhuǎn)方向同向(圖示逆時(shí)針?lè)较?以15° /小時(shí)的轉(zhuǎn)速?gòu)?45°旋轉(zhuǎn)至45°位置(圖2 中虛線所示位置)。這部分與現(xiàn)有的太陽(yáng)能方位角單軸跟蹤完全一致。
3，從15點(diǎn)到日落時(shí)的18點(diǎn)，參見(jiàn)圖3，太陽(yáng)能電池板組件1在該時(shí)間內(nèi)與日光旋轉(zhuǎn)方向反向(圖示順時(shí)針?lè)较?以15° /小時(shí)的轉(zhuǎn)速?gòu)?5°旋轉(zhuǎn)至90° (圖3中虛線所示位置)。電池板組件接受陽(yáng)光的能量是由最大直射光照強(qiáng)度逐步減少至0。
安裝地當(dāng)日真太陽(yáng)時(shí)15點(diǎn)到18點(diǎn)新增的累積太陽(yáng)光能為此發(fā)明方法的第二部分太陽(yáng)光能增量。
對(duì)非夏至日，日落時(shí)在真太陽(yáng)時(shí)18點(diǎn)之前，電池板組件在該時(shí)段的旋轉(zhuǎn)速度則大于15° /小時(shí)。即，根據(jù)光伏電站所在的經(jīng)度、緯度和當(dāng)天日期，準(zhǔn)確計(jì)算出當(dāng)天日落時(shí)間， 結(jié)合電池板組件安裝的停止位置，得到真太陽(yáng)時(shí)15點(diǎn)后的當(dāng)日平均轉(zhuǎn)速，電池板組件按當(dāng)日這個(gè)轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。
以上新增兩時(shí)段的累積太陽(yáng)光能用于發(fā)電，全天可增加大約1/4以上的電能。
權(quán)利要求
1. 一種太陽(yáng)能全時(shí)段單軸追蹤法，包括以安裝地當(dāng)日真太陽(yáng)時(shí)9點(diǎn)到15點(diǎn)太陽(yáng)能電池板組件接受太陽(yáng)光的方位角度為-45°至45°為基礎(chǔ)方位角度，其特征是所述的本方法是在日出到當(dāng)?shù)卣嫣?yáng)時(shí)9點(diǎn)、當(dāng)?shù)卣嫣?yáng)時(shí)15點(diǎn)到日落這兩個(gè)時(shí)段太陽(yáng)能電池板組件按以下方式旋轉(zhuǎn)1)、計(jì)算出安裝地當(dāng)日從日出到當(dāng)?shù)卣嫣?yáng)時(shí)9點(diǎn)的時(shí)間，使太陽(yáng)能電池板組件在該時(shí)間內(nèi)與日光旋轉(zhuǎn)方向反向勻速?gòu)?90°旋轉(zhuǎn)至-45° ；2)、計(jì)算出安裝地當(dāng)日從當(dāng)?shù)卣嫣?yáng)時(shí)15點(diǎn)到日落的時(shí)間，使太陽(yáng)能電池板組件在該時(shí)間內(nèi)與日光旋轉(zhuǎn)方向反向勻速?gòu)?5°旋轉(zhuǎn)至90°。
全文摘要
一種太陽(yáng)能全時(shí)段單軸追蹤法，屬太陽(yáng)能應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。包括以安裝地當(dāng)日真太陽(yáng)時(shí)9點(diǎn)到15點(diǎn)太陽(yáng)能電池板組件接受太陽(yáng)光的方位角度為-45°至45°為基礎(chǔ)方位角度，在日出到當(dāng)?shù)卣嫣?yáng)時(shí)9點(diǎn)、當(dāng)?shù)卣嫣?yáng)時(shí)15點(diǎn)到日落這兩個(gè)時(shí)段電池板組件按以下方式旋轉(zhuǎn)1)、計(jì)算出安裝地當(dāng)日從日出到當(dāng)?shù)卣嫣?yáng)時(shí)9點(diǎn)的時(shí)間，使電池板組件在該時(shí)間內(nèi)與日光旋轉(zhuǎn)方向反向勻速?gòu)?90°旋轉(zhuǎn)至-45°；2)、計(jì)算出安裝地當(dāng)日從當(dāng)?shù)卣嫣?yáng)時(shí)15點(diǎn)到日落的時(shí)間，使電池板組件在該時(shí)間內(nèi)與日光旋轉(zhuǎn)方向反向勻速?gòu)?5°旋轉(zhuǎn)至90°。優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能全天候單軸跟蹤，可最大限度地利用太陽(yáng)能。
文檔編號(hào)G05D3/12GK102541091SQ20121000982
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月13日
發(fā)明者吳加林 申請(qǐng)人:吳加林