本發(fā)明涉及光伏發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種應(yīng)用于光伏發(fā)電的太陽追蹤裝置及方法。

背景技術(shù)：

隨著煤發(fā)電導(dǎo)致的環(huán)境污染越來越嚴(yán)重，清潔能源得到了越來越多的重視，其中尤以光伏發(fā)電技術(shù)以太陽光幾近無限的優(yōu)點得到了廣泛的應(yīng)用。

目前，光伏發(fā)電技術(shù)主要是利用光伏發(fā)電板在太陽光的作用下產(chǎn)生電能，同時將電能存儲在電池內(nèi)。若將多個電池串聯(lián)或者并聯(lián)就可以接入輸電線路，向用戶供電，另外，電池內(nèi)存儲的電能還可以用于夜間的電力輸出。光伏電板在工作時，需要將正面面向光源方向，尤其以光源發(fā)出的光線垂直于光伏電板時效率最高，因此，為了使光伏電板以最高的效率發(fā)電需要將光伏電板一直垂直于光線的方向，以使光線垂直射向光伏電板。為了使光伏電板與光線垂直，在建設(shè)光伏電站時，根據(jù)光伏電站的經(jīng)緯度計算出一年四季的高度角和方位角，然后根據(jù)計算出的高度角和方位角調(diào)整光伏電板的角度，從而實現(xiàn)追蹤太陽的目的，進而提高發(fā)電效率。

應(yīng)用現(xiàn)有技術(shù)，由于一年四季太陽的高度角和方位角都會發(fā)生變化，導(dǎo)致光伏電板的角度每一天都會發(fā)生變化，因此需要進行大量的運算才能精確的跟蹤太陽，因此現(xiàn)有技術(shù)存在確定太陽的高度角和方位角的過程比較復(fù)雜的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例的目的在于提供一種應(yīng)用于光伏發(fā)電的太陽追蹤裝置及方法，以實現(xiàn)簡化了確定太陽的高度角和方位角的過程的目的。具體技術(shù)方案如下：

為達到上述目的本發(fā)明實施例提供了一種應(yīng)用于光伏發(fā)電的太陽追蹤裝置及方法，所述裝置包括：太陽探測器、中央控制器以及伺服電機，其中，所述中央控制器分別與所述太陽探測器以及所述伺服電機連接；

所述太陽探測器包括本體、至少三個光探測器以及與所述光探測器數(shù)量相同的通光管，其中，所述本體具有按照預(yù)設(shè)曲率半徑的、向所述本體的外部凸起的表面；各個所述光探測器設(shè)置在所述本體按照預(yù)設(shè)曲率向所述本體的外部凸起的表面上，且沿著所述表面一側(cè)依次設(shè)置至所述表面另一側(cè)；所述通光管為垂直所述表面設(shè)置的管狀結(jié)構(gòu)物，一端連接在所述表面上，另一端具有開口，所述通光管的延伸方向為所述表面凸起的方向，每一所述通光管緊鄰所述本體的內(nèi)部空間內(nèi)均容納有一個光探測器；

所述中央控制器用于接收所述光探測器探測到的用于表征的太陽光強度的信號，并確定出能夠表征太陽光強度最高的信號對應(yīng)的光探測器，進而根據(jù)該光探測器在所述本體向所述本體的外部凸起的表面上的位置確定出，該光探測器對應(yīng)的太陽高度角和太陽方向角；再將所述太陽高度角和所述太陽方向角發(fā)送至所述伺服電機。

所述伺服電機根據(jù)接收到的所述太陽高度角和所述太陽方向角調(diào)整光伏發(fā)電板的高度角和方位角。

可選的，所述本體為半球形；

所述按照預(yù)設(shè)曲率向所述本體的外部凸起的表面為球面。

可選的，所述各個所述光探測器在所述球面上均勻設(shè)置，任意相鄰的兩個光探測器之間的中心距相同。

可選的，所述通光管垂直于其延伸方向的截面形狀為多邊形或者圓形。

可選的，所述通光管連接在所述球面的一端的直徑小于所述通光管另一端的直徑。

可選的，所述通光管為黑色。

可選的，所述通光管沿其延伸方向的長度至少為其直徑的10倍。

可選的，所述光探測器包括但不僅限于光照度計、光強度計或者溫度計。

為解決現(xiàn)有技術(shù)問題，本發(fā)明實施例還提供了一種應(yīng)用于光伏發(fā)電的太陽追蹤方法，所述方法包括：

接收太陽探測器探測到的用于表征的太陽光強度的信號，并確定出能夠表征太陽光強度最高的信號對應(yīng)的光探測器，其中，至少三個所述光探測器位于所述太陽探測器本體具有按照預(yù)設(shè)曲率半徑的、向所述本體的外部凸起的表面上，且所述光探測器，且沿著所述表面一側(cè)依次設(shè)置至所述表面另一側(cè)；

根據(jù)光探測器在所述本體向所述本體的外部凸起的表面上的位置確定出，該光探測器對應(yīng)的太陽高度角和太陽方向角；

將所述太陽高度角和所述太陽方向角發(fā)送至伺服電機，以使所述伺服電機控制光伏組件的方位角和高度角。

可選的，所述太陽探測器本體具有按照預(yù)設(shè)曲率半徑的、向所述本體的外部凸起的表面上還設(shè)有通光管，以使太陽光線可以通過所述通光管照射到所述光探測器上；所述通光管為垂直所述表面設(shè)置的管狀結(jié)構(gòu)物，一端連接在所述表面上，另一端具有開口，所述通光管的延伸方向為所述表面凸起的方向，每一所述通光管緊鄰所述本體的內(nèi)部空間內(nèi)均容納有一個光探測器。

一種應(yīng)用于光伏發(fā)電的太陽追蹤裝置及方法，所述裝置包括：太陽探測器、中央控制器以及伺服電機，其中，所述中央控制器分別與所述太陽探測器以及所述伺服電機連接；所述太陽探測器包括本體、至少三個光探測器以及與所述光探測器數(shù)量相同的通光管，其中，所述本體具有按照預(yù)設(shè)曲率半徑的、向所述本體的外部凸起的表面；各個所述光探測器設(shè)置在所述本體按照預(yù)設(shè)曲率向所述本體的外部凸起的表面上，且沿著所述表面一側(cè)依次設(shè)置至所述表面另一側(cè)；所述通光管為垂直所述表面設(shè)置的管狀結(jié)構(gòu)物，一端連接在所述表面上，另一端具有開口，所述通光管的延伸方向為所述表面凸起的方向，每一所述通光管緊鄰所述本體的內(nèi)部空間內(nèi)均容納有一個光探測器；所述中央控制器用于接收所述光探測器探測到的用于表征的太陽光強度的信號，并確定出能夠表征太陽光強度最高的信號對應(yīng)的光探測器，進而根據(jù)該光探測器在所述本體向所述本體的外部凸起的表面上的位置確定出，該光探測器對應(yīng)的太陽高度角和太陽方向角；再將所述太陽高度角和所述太陽方向角發(fā)送至所述伺服電機；所述伺服電機根據(jù)接收到的所述太陽高度角和所述太陽方向角調(diào)整光伏發(fā)電板的高度角和方位角。

應(yīng)用本發(fā)明提供的一種應(yīng)用于光伏發(fā)電的太陽追蹤裝置及方法，在通光管的朝向與太陽光線平行時，通光管內(nèi)的底部接收的光線數(shù)量最多，光強度也最大，因此與通光管垂直面就是與光伏電板平行的面，相對于現(xiàn)有技術(shù)需要大量的計算，應(yīng)用本發(fā)明實施例簡化了確定太陽的高度角和方位角的過程。當(dāng)然，實施本發(fā)明的任一產(chǎn)品或方法必不一定需要同時達到以上所述的所有優(yōu)點。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種應(yīng)用于光伏發(fā)電的太陽追蹤裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的一種應(yīng)用于光伏發(fā)電的太陽追蹤裝置中的太陽探測器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的一種應(yīng)用于光伏發(fā)電的太陽追蹤方法的流程示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

為解決現(xiàn)有技術(shù)問題，本發(fā)明實施例提供了一種應(yīng)用于光伏發(fā)電的太陽追蹤裝置及方法。

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種應(yīng)用于光伏發(fā)電的太陽追蹤裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，裝置包括：太陽探測器(100)、中央控制器(200)以及伺服電機(300)，其中，所述中央控制器(200)分別與所述太陽探測器(100)以及所述伺服電機(300)連接；

所述太陽探測器(100)包括本體(101)、至少三個光探測器(102)以及與所述光探測器(102)數(shù)量相同的通光管(103)，其中，所述本體(101)具有按照預(yù)設(shè)曲率半徑的、向所述本體(101)的外部凸起的表面；各個所述光探測器(102)設(shè)置在所述本體(101)按照預(yù)設(shè)曲率向所述本體(101)的外部凸起的表面上，且沿著所述表面一側(cè)依次設(shè)置至所述表面另一側(cè)；所述通光管(103)為垂直所述表面設(shè)置的管狀結(jié)構(gòu)物，一端連接在所述表面上，另一端具有開口(1031)，所述通光管(103)的延伸方向為所述表面凸起的方向，每一所述通光管(103)緊鄰所述本體(101)的內(nèi)部空間內(nèi)均容納有一個光探測器(102)；

所述中央控制器(200)用于接收所述光探測器(102)探測到的用于表征的太陽光強度的信號，并確定出能夠表征太陽光強度最高的信號對應(yīng)的光探測器(102)，進而根據(jù)該光探測器(102)在所述本體(101)向所述本體(101)的外部凸起的表面上的位置確定出，該光探測器(102)對應(yīng)的太陽高度角和太陽方向角；再將所述太陽高度角和所述太陽方向角發(fā)送至所述伺服電機(300)。

所述伺服電機(300)根據(jù)接收到的所述太陽高度角和所述太陽方向角調(diào)整光伏發(fā)電板的高度角和方位角。

圖2為本發(fā)明實施例提供的一種應(yīng)用于光伏發(fā)電的太陽追蹤裝置中的太陽探測器的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，在本發(fā)明實施例的一種具體實施方式中，所述本體(101)為半球形；

所述按照預(yù)設(shè)曲率向所述本體(101)的外部凸起的表面為球面。

在實際應(yīng)用中，光探測器(102)布滿本體(101)整個外部凸起的表面。

通常情況下，本發(fā)明實施例提供的一種用于光伏發(fā)電的太陽追蹤裝置的太陽探測器本體(101)的尺寸一定的情況下，具有的通光管(103)越多，每一個通光管(103)的截面越小，該通光管(103)的開口對應(yīng)的弧度就越小，而只有太陽發(fā)出的光線的方向與該通光管(103)的角度一致時，光探測器(102)才能探測到太陽光線，因此，對于太陽的高度角和方位角的確定越準(zhǔn)確。另外，光伏電板也被稱為光伏發(fā)電板、光伏組件等。

可選的，在本發(fā)明實施例的一種具體實施方式中，所述各個所述光探測器(102)在所述球面上均勻設(shè)置，任意相鄰的兩個光探測器(102)之間的中心距相同。

本體(101)外部凸起的表面上具有的光探測器(102)均勻設(shè)置，可以使太陽從當(dāng)前一個光探測器(102)所在通光管(103)對應(yīng)的位置移動到下一個光探測器(102)所在通光管(103)對應(yīng)的位置的時間相同，進而使光電板能夠及時的跟蹤太陽。

可選的，在本發(fā)明實施例的一種具體實施方式中，所述通光管(103)垂直于其延伸方向的截面形狀為多邊形或者圓形。

通常情況下，通光管(103)垂直于其延伸方向的截面形狀為六邊形。

可選的，在本發(fā)明實施例的一種具體實施方式中，所述通光管(103)連接在所述球面的一端的直徑小于所述通光管(103)另一端的直徑。

通光管(103)的另一端的直徑大于通光管(103)連接在所述球面的一端的直徑，可以使各個通光管(103)的另一端相互連接，進而提高了通光管(103)的結(jié)構(gòu)強度。

可選的，在本發(fā)明實施例的一種具體實施方式中，其特征在于，所述通光管(103)為黑色。

避免了通光管(103)內(nèi)壁反光對光探測器(102)的干擾，提高了精度。

可選的，在本發(fā)明實施例的一種具體實施方式中，所述通光管(103)沿其延伸方向的長度至少為其直徑的10倍。

可選的，在本發(fā)明實施例的一種具體實施方式中，所述光探測器(102)包括但不僅限于光照度計、光強度計或者溫度計。

當(dāng)本發(fā)明實施例提供的太陽追蹤裝置正在工作時，太陽光射入通光管(103)，由于太陽光的發(fā)射方向與通光管(103)的延伸方向不一致，太陽光照射在通光管(103)的側(cè)壁上，該通光管(103)對應(yīng)的光探測器(102)未接收到太陽的光信號，此時，光伏電板不發(fā)生轉(zhuǎn)動。

當(dāng)太陽光的發(fā)射方向與通光管(103)的延伸方向一致時，太陽光可以直接照射在通光管(103)的底部，該通光管(103)對應(yīng)的光探測器(102)、接收到太陽的光信號，此時，中央控制器(200)判斷該光探測器(102)探測的太陽光的強度是所有光探測器(102)中信號最強的。中央控制器(200)根據(jù)該通光管(103)對應(yīng)的角度，確定出對應(yīng)的太陽高度角和太陽方向角；再將所述太陽高度角和所述太陽方向角發(fā)送至所述伺服電機(300)。伺服電機(300)根據(jù)接收到的所述太陽高度角和所述太陽方向角調(diào)整光伏發(fā)電板的高度角和方位角。

應(yīng)用本發(fā)明圖1所示實施例提供的一種應(yīng)用于光伏發(fā)電的太陽追蹤裝置，在通光管的朝向與太陽光線平行時，通光管內(nèi)的底部接收的光線數(shù)量最多，光強度也最大，因此與通光管垂直面就是與光伏電板平行的面，相對于現(xiàn)有技術(shù)需要大量的計算，應(yīng)用本發(fā)明實施例簡化了確定太陽的高度角和方位角的過程。

與本發(fā)明圖1所示實施例相對應(yīng)，本發(fā)明實施例還提供了一種應(yīng)用于光伏發(fā)電的太陽追蹤方法，圖3為本發(fā)明實施例提供的一種應(yīng)用于光伏發(fā)電的太陽追蹤方法的流程示意圖，所述方法包括：

s101：接收太陽探測器探測到的用于表征的太陽光強度的信號，并確定出能夠表征太陽光強度最高的信號對應(yīng)的光探測器，其中，至少三個所述光探測器位于所述太陽探測器本體具有按照預(yù)設(shè)曲率半徑的、向所述本體的外部凸起的表面上，且所述光探測器，且沿著所述表面一側(cè)依次設(shè)置至所述表面另一側(cè)；

s102：根據(jù)光探測器在所述本體向所述本體的外部凸起的表面上的位置確定出，該光探測器對應(yīng)的太陽高度角和太陽方向角；

s103：將所述太陽高度角和所述太陽方向角發(fā)送至伺服電機，以使所述伺服電機控制光伏組件的方位角和高度角。

可選的，在本發(fā)明實施例的以中國具體實施方式中，所述太陽探測器本體具有按照預(yù)設(shè)曲率半徑的、向所述本體的外部凸起的表面上還設(shè)有通光管，以使太陽光線可以通過所述通光管照射到所述光探測器上；所述通光管為垂直所述表面設(shè)置的管狀結(jié)構(gòu)物，一端連接在所述表面上，另一端具有開口，所述通光管的延伸方向為所述表面凸起的方向，每一所述通光管緊鄰所述本體的內(nèi)部空間內(nèi)均容納有一個光探測器。

應(yīng)用本發(fā)明圖3所示實施例提供的一種應(yīng)用于光伏發(fā)電的太陽追蹤方法，在通光管的朝向與太陽光線平行時，通光管內(nèi)的底部接收的光線數(shù)量最多，光強度也最大，因此與通光管垂直面就是與光伏電板平行的面，相對于現(xiàn)有技術(shù)需要大量的計算，應(yīng)用本發(fā)明實施例簡化了確定太陽的高度角和方位角的過程。

需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

本說明書中的各個實施例均采用相關(guān)的方式描述，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處。尤其，對于系統(tǒng)實施例而言，由于其基本相似于方法實施例，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法實施例的部分說明即可。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進等，均包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。