專利名稱：一種太陽能全時段單軸追蹤法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能自動跟蹤技術(shù)。屬太陽能應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景
中國專利公開號CN1693818A公開了一種“按時間控制全自動跟蹤太陽能的方法及裝置”，該方法根據(jù)地球圍繞太陽運轉(zhuǎn)的基本規(guī)律，計算出當(dāng)?shù)厝盏恼嫣枙r與赤緯角， 并由此計算出自日出到日落每間隔一定時間段太陽的仰角與方位及其所需跟蹤運行的關(guān)系，從而使電池組件在當(dāng)日日落后自動返回至次日日出的方位。這種方法的缺點是運行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本太高。另一種運用較多的是“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)計的跟蹤角度為-45°至 45°，實際運行按照安裝地當(dāng)日真太陽時正午為中心的-45°至45°追日旋轉(zhuǎn)，即太陽能組件的工作時間是從安裝地當(dāng)日真太陽時的9點到15點，以保證太陽光入射角度始終與太陽能電池組件板的平面垂直(參見中國專利CN201479045U公開的“東西向向日水平軸單軸跟蹤系統(tǒng)”)。此方案的缺點是，太陽能的利用時間最高只有9點到15點的6個小時，從日出到9點以及15點到日落這段時間的太陽能沒有加以利用。若想照此方案擴大跟蹤角度， 提高太陽能的利用小時數(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)有光伏電站的太陽能方位角單軸跟蹤的缺點，提供一種新的 “太陽能全時段單軸追蹤法”，使太陽能電池板組件全天都能追蹤太陽，以提高太陽能的利用率。
本太陽能全時段單軸追蹤法包括以安裝地當(dāng)日真太陽時9點到15點太陽能電池板組件接受太陽光的方位角度為-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枙r9點、當(dāng)?shù)卣嫣枙r15點到日落這兩個時段太陽能電池板組件按以下方式旋轉(zhuǎn)1)、計算出安裝地當(dāng)日從日出到當(dāng)?shù)卣嫣枙r9點的時間，使太陽能電池板組件在該時間內(nèi)與日光旋轉(zhuǎn)方向反向勻速從-90°旋轉(zhuǎn)至-45° ；2)、計算出安裝地當(dāng)日從當(dāng)?shù)卣嫣枙r15點到日落的時間，使太陽能電池板組件在該時間內(nèi)與日光旋轉(zhuǎn)方向反向勻速從45°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，增加了太陽能電池板組件接受太陽光的方位角度，使電池板組件在安裝地的真太陽時日出到日落的全時段連續(xù)工作。電池板組件在這兩時段接受陽光的能量分別是由0逐步增強至最大直射光照強度和由最大直射光照強度逐步減弱至0。從而實現(xiàn)了太陽能全天候單軸跟蹤，將全天的太陽能都加以利用，有光線即可發(fā)電。
本發(fā)明與現(xiàn)有光伏電站的太陽能方位角單軸跟蹤相比的最大優(yōu)勢是，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，可最大限度地利用太陽能。
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明方法做進一步詳細說明。


圖1是太陽能電池板組件在日出到當(dāng)?shù)卣嫣枙r9點的運行方位示意圖
圖2是太陽能電池板組件在當(dāng)?shù)卣嫣枙r9點到15點的運行方位示意圖
圖3是太陽能電池板組件在當(dāng)?shù)卣嫣枙r15點到日落的運行方位示意圖具體實施方式
下面以某地日出時為安裝地真太陽時早上6點、日落時為安裝地真太陽時18點的夏至日這一天為例詳細說明本方法
參見圖1，與現(xiàn)有的太陽能方位角單軸跟蹤法一樣，X軸的方向為正東方，安裝地當(dāng)日真太陽時9點到15點太陽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、從日出時的6點到9點，太陽能電池板組件1在該時間內(nèi)與日光旋轉(zhuǎn)方向反向 (圖示順時針方向)以15° /小時的轉(zhuǎn)速從-90°旋轉(zhuǎn)至-45° (圖1中虛線所示位置)， 電池板組件接受陽光的能量由0逐步增強至最大直射光照強度。
日出到真太陽時9點新增的累積太陽光能為本發(fā)明方法的第一部分太陽光能增量。
對非夏至日，日出時在真太陽時6點之后，電池板組件在該時段的旋轉(zhuǎn)速度則大于15° /小時。即，根據(jù)光伏電站所在的經(jīng)度、緯度和當(dāng)天日期，準(zhǔn)確計算出當(dāng)天日出時間， 結(jié)合電池板組件安裝的起始位置，得到真太陽時9點前的當(dāng)日平均轉(zhuǎn)速，電池板組件按當(dāng)日這個轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。
2，從9點到15點，參見圖2，太陽能電池板組件1在該時間內(nèi)正面迎著陽光，與日光旋轉(zhuǎn)方向同向(圖示逆時針方向)以15° /小時的轉(zhuǎn)速從-45°旋轉(zhuǎn)至45°位置(圖2 中虛線所示位置)。這部分與現(xiàn)有的太陽能方位角單軸跟蹤完全一致。
3，從15點到日落時的18點，參見圖3，太陽能電池板組件1在該時間內(nèi)與日光旋轉(zhuǎn)方向反向(圖示順時針方向)以15° /小時的轉(zhuǎn)速從45°旋轉(zhuǎn)至90° (圖3中虛線所示位置)。電池板組件接受陽光的能量是由最大直射光照強度逐步減少至0。
安裝地當(dāng)日真太陽時15點到18點新增的累積太陽光能為此發(fā)明方法的第二部分太陽光能增量。
對非夏至日，日落時在真太陽時18點之前，電池板組件在該時段的旋轉(zhuǎn)速度則大于15° /小時。即，根據(jù)光伏電站所在的經(jīng)度、緯度和當(dāng)天日期，準(zhǔn)確計算出當(dāng)天日落時間， 結(jié)合電池板組件安裝的停止位置，得到真太陽時15點后的當(dāng)日平均轉(zhuǎn)速，電池板組件按當(dāng)日這個轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。
以上新增兩時段的累積太陽光能用于發(fā)電，全天可增加大約1/4以上的電能。
權(quán)利要求
1. 一種太陽能全時段單軸追蹤法，包括以安裝地當(dāng)日真太陽時9點到15點太陽能電池板組件接受太陽光的方位角度為-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枙r9點、當(dāng)?shù)卣嫣枙r15點到日落這兩個時段太陽能電池板組件按以下方式旋轉(zhuǎn)1)、計算出安裝地當(dāng)日從日出到當(dāng)?shù)卣嫣枙r9點的時間，使太陽能電池板組件在該時間內(nèi)與日光旋轉(zhuǎn)方向反向勻速從-90°旋轉(zhuǎn)至-45° ；2)、計算出安裝地當(dāng)日從當(dāng)?shù)卣嫣枙r15點到日落的時間，使太陽能電池板組件在該時間內(nèi)與日光旋轉(zhuǎn)方向反向勻速從45°旋轉(zhuǎn)至90°。
全文摘要
一種太陽能全時段單軸追蹤法，屬太陽能應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。包括以安裝地當(dāng)日真太陽時9點到15點太陽能電池板組件接受太陽光的方位角度為-45°至45°為基礎(chǔ)方位角度，在日出到當(dāng)?shù)卣嫣枙r9點、當(dāng)?shù)卣嫣枙r15點到日落這兩個時段電池板組件按以下方式旋轉(zhuǎn)1)、計算出安裝地當(dāng)日從日出到當(dāng)?shù)卣嫣枙r9點的時間，使電池板組件在該時間內(nèi)與日光旋轉(zhuǎn)方向反向勻速從-90°旋轉(zhuǎn)至-45°；2)、計算出安裝地當(dāng)日從當(dāng)?shù)卣嫣枙r15點到日落的時間，使電池板組件在該時間內(nèi)與日光旋轉(zhuǎn)方向反向勻速從45°旋轉(zhuǎn)至90°。優(yōu)點是實現(xiàn)了太陽能全天候單軸跟蹤，可最大限度地利用太陽能。
文檔編號G05D3/12GK102541091SQ20121000982
公開日2012年7月4日 申請日期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 申請人:吳加林