太陽能系統(tǒng)集成第九章光伏追日系

1、第九章 光伏追日系統(tǒng) 使光伏組件始終保持正對太陽，可以使接受到的太陽輻射能增加40%。 9.1 光伏追日系統(tǒng)的類型（1）單軸跟蹤 水平單軸跟蹤（0） 只追太陽方位角 傾緯度角斜單軸跟蹤 跟蹤方位角 （2）雙軸跟蹤 跟蹤高度角 比單軸系統(tǒng)增加1.53Wh/(m d)。 被動(dòng)式跟蹤（自帶程序） 追蹤系統(tǒng) 主動(dòng)式跟蹤（感光器件）2 9.2 光伏追日系統(tǒng)對組件 “有效”效率的影響 可將輻照量的改變折合為組件效率的變化。 9.2.1 采用追日系統(tǒng)的平板光伏組件 組件測試效率越高，則“有效”效率相對于測試效率的增幅就越高。 9.2.2 聚光光伏組件 聚光組件的“有效”效率一般會(huì)低于測試條件下的轉(zhuǎn)化效率。

2、主要是應(yīng)為大量的散射光損失、熱損失和光學(xué)損失。 9.3 光伏追光系統(tǒng)的工作原理 9.3.1 光伏追光系統(tǒng)的組成 由底座、支架、定位傳感器、附屬傳感器、控制器、跟蹤機(jī)等組成。 9.3.2 簡單追日機(jī)制示例 （1）被動(dòng)式追日系統(tǒng) （2）主動(dòng)式追日系統(tǒng)追蹤器LM385的電路工作原理： RT1、RT2、RT3、RT4、RP2、RP2是光敏電阻， 9.3.3 光伏追日系統(tǒng)的設(shè)計(jì)示例 典型完整追日系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)框圖： 9.3.3.1 控制電路 中央控制器件：EM78247，中檔單片機(jī)，包含五個(gè)單元： （1）角度計(jì)算及反饋控制； （2）電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號生成； （3）上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)； （4）保護(hù)信號處理； （5）人

3、機(jī)通訊系統(tǒng)。 9.3.3.2 軟件設(shè)計(jì) （1）控制軟件部分（單片機(jī)）； （2）PC軟件部分（三個(gè)功能）。 9.3.3.3 設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)（1）跟蹤精度校正（手動(dòng)校正幾個(gè)點(diǎn)）；（2）抗干擾控制： 外部輸入信號與控制信號系統(tǒng)信號不共地； 外部輸入信號通過光耦合進(jìn)行隔離； 進(jìn)一步優(yōu)化PCB板的布線； 保證整個(gè)系統(tǒng)的可靠接地； 信號線采用屏蔽線傳輸； 軟件內(nèi)部加看門狗、濾波、軟件陷阱； 軟硬件雙重保護(hù)。（3）光伏組件陣列的風(fēng)壓計(jì)算 陣列風(fēng)壓： FMAX=S1 A P sin S1-安全系數(shù)，取1.31.4； A-陣列總面積 m ； P-風(fēng)壓 （11級風(fēng)：30m/s；60 kg/m ）； -光伏組件最大可

4、能傾角。示例： 某光伏系統(tǒng)：最大可傾角為30； 總面積：63m 。則：F=1.463m 60kg/m sin30=2646kg 若組件支架質(zhì)量為12kg/m ，則：F=3390kg。 222222要求： 支架軸向負(fù)載載荷 跟蹤傳動(dòng)部件軸向和徑向載荷 3390kg 立柱的抗彎剪切力方向載荷（4）陣列自旋驅(qū)動(dòng)扭矩的計(jì)算 自旋扭矩：MS = S2 A P D sin 9.8 S2-安全系數(shù)（0.020.04）； A-陣列面積；P-風(fēng)壓（7級15m/s）； D-組件受力方向上的最大尺寸； -組件最大傾角。 示例：按傾角45、面積63m 計(jì)算：2 MS=0.0263m 15kg/m 9msin459.8

5、 =1197N/kg 可配用電機(jī)功率小于60W。（5）陣列驅(qū)動(dòng)扭矩計(jì)算 公轉(zhuǎn)扭矩： Mr=D3 （FT） r 9.8 S3-摩擦系數(shù)（0.0050.01）； F-最大風(fēng)壓；T-自身質(zhì)量； r-公轉(zhuǎn)半徑。示例：按63m ；風(fēng)壓2646kg；自重2000kg； 公轉(zhuǎn)半徑1m計(jì)算，Mr=455 N m 可配用電機(jī)功率小于25W。222 9.4 光伏追日系統(tǒng)的計(jì)算參數(shù) 市場上已有商業(yè)化的追日系統(tǒng)可供選擇。相關(guān)參數(shù)： （1）跟蹤精度（最為重要）； （2）推薦使用組件類型、數(shù)目與面積； （3）電機(jī)電源、功率與耗電量； （4）旋轉(zhuǎn)角度范圍；（5）最大運(yùn)行風(fēng)速； （6）最大抗風(fēng)速； （7）追日系統(tǒng)自重； （8）跟蹤機(jī)制； （9）壽命與質(zhì)保； （10）總線群控； （11）遠(yuǎn)程遙控； （12）防盜功能； （13）其他 9