太陽跟蹤式光伏發(fā)電系統(tǒng)的控制設(shè)備和太陽跟蹤式光伏發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種太陽跟蹤式光伏發(fā)電系統(tǒng)控制設(shè)備和一種太陽跟蹤式光伏發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]使用陽光產(chǎn)生電力的一種已知的光伏發(fā)電系統(tǒng)是這樣一種太陽跟蹤式光伏發(fā)電系統(tǒng)，其中太陽能電池移動從而使得太陽能電池的光接收表面跟蹤太陽以提高發(fā)電量(參考PTL1)ο
[0003]圖9A和9B是示意現(xiàn)有太陽跟蹤式光伏發(fā)電系統(tǒng)的側(cè)視圖。
[0004]在這個太陽跟蹤式光伏發(fā)電系統(tǒng)中，太陽能電池103利用在其間的轉(zhuǎn)環(huán)105以可水平旋轉(zhuǎn)方式附接到垂直于地面布置的支撐件102的上端。通過延展和收縮附接到轉(zhuǎn)環(huán)105的缸體104，太陽能電池103在于圖9A中示意的豎直姿態(tài)和于圖9B中示意的水平姿態(tài)之間可旋轉(zhuǎn)地傾斜。因此，在這個太陽跟蹤式光伏發(fā)電系統(tǒng)中，通過在旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)環(huán)105的同時通過延展和收縮缸體104而傾斜太陽能電池103，能夠恒定地使得太陽能電池103的光接收表面103a面對太陽。
[0005]當(dāng)在清晨和傍晚時間太陽位于靠近地平線的位置處時，太陽能電池103以豎直姿態(tài)被定位從而光接收表面103a面對太陽。因此，太陽能電池103直接地接收由圖9A中的箭頭a’示出的側(cè)風(fēng)。當(dāng)太陽能電池103接收這種側(cè)風(fēng)時，可以存在如此問題，例如，支撐件102由于風(fēng)力而傾倒并且受到損壞。
[0006]為了解決這個問題，通常在現(xiàn)有太陽跟蹤式光伏發(fā)電系統(tǒng)中執(zhí)行一種縮回控制。具體地，例如，在太陽能電池103的上端上設(shè)置風(fēng)速計(在圖中沒有示出)。當(dāng)風(fēng)速計在預(yù)定時間段中測量到風(fēng)速閾值時，太陽能電池103縮回從而以其中太陽能電池103不易受到側(cè)風(fēng)影響的水平姿態(tài)被定位。通過考慮最壞的情境，特別地，通過計算當(dāng)太陽能電池103在豎直姿態(tài)中接收面對的側(cè)風(fēng)時支撐件102等能夠承受的風(fēng)速值而確定風(fēng)速閾值。
[0007]引用列表
[0008]專利文獻(xiàn)
[0009]PTLl:日本未審專利申請公報N0.2002-151722

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]技術(shù)問題
[0011]在現(xiàn)有太陽跟蹤式光伏發(fā)電系統(tǒng)中，與季節(jié)和時間無關(guān)地同等地應(yīng)用用于縮回控制的風(fēng)速閾值。因此，例如，在東京在夏至的中午，太陽能電池103以相對于水平姿態(tài)大約15度的角度傾斜的姿態(tài)，S卩，以其中太陽能電池103能夠足夠地承受側(cè)風(fēng)的姿態(tài)被定位。然而，即使在此情形下，當(dāng)太陽能電池103處于豎直姿態(tài)中時，當(dāng)風(fēng)速計測量到風(fēng)速閾值時，太陽能電池103仍然縮回。
[0012]如上所述，在現(xiàn)有太陽跟蹤式光伏發(fā)電系統(tǒng)中，即使當(dāng)太陽能電池103以其中太陽能電池103能夠承受側(cè)風(fēng)的姿態(tài)被定位時，太陽能電池103仍然可以從其中光接收表面103a面對陽光的狀態(tài)縮回。因此，發(fā)電量降低的問題發(fā)生。特別地，在使用通過聚集陽光而產(chǎn)生電力的聚光式太陽能電池的情形下，僅僅由于光聚集焦點(diǎn)從發(fā)電元件偏離，發(fā)電量便會變?yōu)榱?。因此，與除了這種聚光式太陽能電池之外的太陽能電池的情形相比較，這種改變引起極大的影響。
[0013]已經(jīng)鑒于上述問題實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明。本發(fā)明的目的在于在不削弱安全性的情況下抑制發(fā)電量的降低，這種降低是由于縮回控制引起的。
[0014]解決問題的方案
[0015](I)本發(fā)明提供一種太陽跟蹤式光伏發(fā)電系統(tǒng)的控制設(shè)備，該太陽跟蹤式光伏發(fā)電系統(tǒng)包括太陽能電池和傾斜和旋轉(zhuǎn)太陽能電池從而使得太陽能電池的光接收表面跟蹤太陽的驅(qū)動裝置。該控制設(shè)備包括檢測太陽能電池的傾斜姿態(tài)的姿態(tài)檢測裝置、測量風(fēng)速的風(fēng)速測量裝置、逐次地根據(jù)由姿態(tài)檢測裝置檢測的太陽能電池的傾斜姿態(tài)設(shè)定第一風(fēng)速閾值的設(shè)定部，和執(zhí)行縮回控制的控制部，在縮回控制中，在其中由風(fēng)速測量裝置測量的風(fēng)速值超過第一風(fēng)速閾值的情形下，太陽能電池被驅(qū)動裝置放倒并且以縮回姿態(tài)被定位。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的太陽跟蹤式光伏發(fā)電系統(tǒng)的控制設(shè)備，逐次地根據(jù)由姿態(tài)檢測裝置檢測的太陽能電池的傾斜姿態(tài)設(shè)定用作用于使得太陽能電池以縮回姿態(tài)被定位的標(biāo)準(zhǔn)的第一風(fēng)速閾值。因此，能夠根據(jù)太陽能電池的傾斜姿態(tài)將第一風(fēng)速閾值設(shè)定為適當(dāng)?shù)闹怠Ｏ鄳?yīng)地，防止這樣一種現(xiàn)象是可能的，其中，雖然太陽能電池以其中太陽能電池能夠承受由風(fēng)速測量裝置測量的風(fēng)速值的傾斜姿態(tài)被定位，但是仍然從傾斜姿態(tài)執(zhí)行縮回控制。結(jié)果，與現(xiàn)有系統(tǒng)相比較能夠減小縮回控制的執(zhí)行次數(shù)，并且因此發(fā)電量的降低能夠受到抑制，這種降低是由于縮回控制引起的。
[0017]在這里，術(shù)語“太陽能電池”不僅指光伏電池而且還指包括多個光伏電池的太陽能電池面板(太陽能電池模塊)或者包括多個太陽能電池面板的太陽能電池陣列。
[0018](2)控制部優(yōu)選地執(zhí)行恢復(fù)控制，其中，在其中在執(zhí)行縮回控制之后，由風(fēng)速測量裝置測量的風(fēng)速值在預(yù)定時間段中低于第二風(fēng)速閾值的情形下，使得太陽能電池恢復(fù)到其中太陽能電池跟蹤太陽的傾斜姿態(tài)。
[0019]在此情形下，能夠使得太陽能電池自動地從縮回狀態(tài)恢復(fù)到其中太陽能電池跟蹤太陽的傾斜姿態(tài)。因此，發(fā)電量的降低能夠進(jìn)一步受到抑制，這種降低是由于縮回控制引起的。
[0020]縮回姿態(tài)優(yōu)選地是在以下(3)或者⑷中描述的傾斜姿態(tài)從而太陽能電池能夠承受于在其中安裝太陽能電池的區(qū)域中能夠預(yù)期的最大風(fēng)速。
[0021](3)縮回姿態(tài)優(yōu)選地是其中太陽能電池的光接收表面水平地定位的姿態(tài)。在此情形下，通過縮回控制，太陽能電池以其中太陽能電池能夠承受強(qiáng)風(fēng)的最安全的縮回姿態(tài)被定位。
[0022](4)縮回姿態(tài)優(yōu)選地是其中太陽能電池的光接收表面相對于水平面在起立方向上傾斜的姿態(tài)。在此情形下，當(dāng)太陽能電池縮回時，太陽能電池的光接收表面保持在傾斜狀態(tài)中(例如，相對于水平面以大于0°和20°或者更小的角度傾斜的狀態(tài)中)。因此，異物諸如雨水和塵土在太陽能電池的光接收表面上的積聚能夠受到抑制。如與其中太陽能電池的光接收表面在其中太陽能電池縮回的狀態(tài)中水平地定位的縮回姿態(tài)相比較，減少為了升起太陽能電池從而使得太陽能電池恢復(fù)到其中太陽能電池跟蹤太陽的傾斜姿態(tài)而有必要的時間也是可能的。
[0023](5)在縮回控制中，在其中在太陽能電池以縮回姿態(tài)被定位之后由風(fēng)速測量裝置測量的風(fēng)速值超過第三風(fēng)速閾值的情形下，控制部優(yōu)選地利用驅(qū)動裝置進(jìn)一步放倒太陽能電池直至太陽能電池的光接收表面水平地定位。
[0024]在此情形下，即使當(dāng)在太陽能電池以縮回姿態(tài)被定位之后強(qiáng)風(fēng)吹起時，太陽能電池仍然能夠以更加安全的姿態(tài)被定位。
[0025](6)太陽能電池優(yōu)選地是通過聚集陽光而產(chǎn)生電力的聚光式太陽能電池。
[0026]在此情形下，實(shí)現(xiàn)了顯著的優(yōu)點(diǎn)。與甚至利用散射光產(chǎn)生電力的非聚光式太陽能電池相比較，在僅僅利用直接光輻射產(chǎn)生電力的聚光式太陽能電池的情形下，當(dāng)直接光輻射由于縮回控制而沒有達(dá)到發(fā)電元件時，發(fā)電量變?yōu)榱?。相?yīng)地，防止這樣一種現(xiàn)象是可能的，其中，雖然太陽能電池以其中太陽能電池能夠承受由風(fēng)速測量裝置測量的風(fēng)速值的傾斜姿態(tài)被定位，但是仍然從傾斜姿態(tài)執(zhí)行縮回控制，并且發(fā)電量由此變?yōu)榱?。結(jié)果，發(fā)電量的降低能夠有效地受到抑制，這種降低是由于縮回控制引起的。
[0027](7)根據(jù)本發(fā)明的另一個方面的一種太陽跟蹤式光伏發(fā)電系統(tǒng)包括太陽能電池、傾斜和旋轉(zhuǎn)太陽能電池從而使得太陽能電池的光接收表面跟蹤太陽的驅(qū)動裝置，和根據(jù)以上(I)的太陽跟蹤式光伏發(fā)電系統(tǒng)的控制設(shè)備。
[0028](8)該太陽跟蹤式光伏發(fā)電系統(tǒng)可以包括多個太陽跟蹤式光伏發(fā)電設(shè)備，每一個太陽跟蹤式光伏發(fā)電設(shè)備包括形成組對的太陽能電池和驅(qū)動裝置?？刂圃O(shè)備可以包括是單個姿態(tài)檢測裝置的姿態(tài)檢測裝置、是單個風(fēng)速測量裝置的風(fēng)速測量裝置、是單個設(shè)定部的設(shè)定部，和是單個控制部的控制部，并且單個控制部可以為組對的太陽跟蹤式光伏發(fā)電設(shè)備的太陽能電池執(zhí)行縮回控制。在此情形下，利用使用單個姿態(tài)檢測裝置和單個風(fēng)速測量裝置的單個控制部，能夠為形成多個組對的太陽跟蹤式光伏發(fā)電設(shè)備的所有的太陽能電池執(zhí)行縮回控制。相應(yīng)地，能夠簡化太陽跟蹤式光伏發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
[0029]本發(fā)明的有利效果
[0030]根據(jù)本發(fā)明，發(fā)電量的降低能夠受到抑制，這種降低是由于縮回控制引起的。
【附圖說明】
[0031][圖1]圖1是示意根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的太陽跟蹤式光伏發(fā)電系統(tǒng)的透視圖。
[0032][圖2A]圖2A是示意太陽跟蹤式光伏發(fā)電系統(tǒng)的側(cè)視圖并且示意其中太陽能電池以豎直姿態(tài)被定位的狀態(tài)。
[0033][圖2B]圖2B是示意太陽跟蹤式光伏發(fā)電系統(tǒng)的側(cè)視圖并且示意其中太陽能電池以水平姿態(tài)被定位的狀態(tài)。
[0034][