CN115133849B - 一种分布式光伏发电*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及新能源技术领域,且公开了一种分布式光伏发电***,包括光强度检测组件、光伏电池组件和调节控制器,所述光强度检测组件、光伏电池组件和调节控制器相互之间通过信号连接;所述光强度检测组件包括光感检测环,光感检测环包括水平环和竖直环,水平环和竖直环由若干感光组件呈环形连接组成;通过光强度识别模块检测光感检测环水平环和竖直环三十六区光强度值,将参考方位与其检测光照强度与光伏电池片的实际光照强度和位置方位进行匹配,从而对光伏电池片进行朝向方位的调整,达到智能调节光伏电池片朝向的效果,保证光伏电池组件的发电效率,提高光伏电池组件对光能的利用率。
Description
技术领域
本发明涉及新能源技术领域,具体为一种分布式光伏发电***。
背景技术
分布式光伏电站通常是指利用分散式资源,装机规模较小的、布置在用户附近的发电***,它一般接入低于35千伏或更低电压等级的电网。分布式光伏电站特指采用光伏组件,将太阳能直接转换为电能的分布式光伏电站***。
然而现有的分布式发电***缺乏对光伏电板的调节功能,其安装支撑架往往固定设计,在分布式光伏发电的光伏组件安装完成时,其位置及朝向角度固定,从而导致发电效果差,不能对全天候的太阳光能进行有效利用。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供了一种分布式光伏发电***,具备针对不同时段的太阳位置变化进行适应的光伏电板角度调节,从而有效提高该装置发电效率的优点。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种分布式光伏发电***,包括光强度检测组件、光伏电池组件和调节控制器,所述光强度检测组件、光伏电池组件和调节控制器相互之间通过信号连接;
所述光强度检测组件包括固定与地面的支杆,支杆的顶部固定连接有光感检测环,光感检测环包括水平环和竖直环,水平环和竖直环由若干感光组件呈环形连接组成;
所述光伏电池组件包括固定与地面的底支架,底支架的顶部固定连接有支撑轨,支撑轨的顶部转动连接有活动台,活动台的顶部固定连接有安装架,安装架的顶部铰接有光伏电池片,光伏电池片的正面一侧固定连接有光敏电阻,所述底支架的顶部设置有用于调节光伏电池片的朝向的控制机构;
所述调节控制器包括光感分区模块、光强度识别模块、光强度提取模块、光感区匹配模块、偏角计算模块、执行命令生成模块和驱动控制模块,光感分区模块和光感检测环电连接,光强度识别模块和光感分区模块信号连接,光强度提取模块和光敏电阻电连接,光强度识别模块和光强度提取模块共同电连接光感区匹配模块,光感区匹配模块电连接偏角计算模块,偏角计算模块电连接执行命令生成模块,执行命令生成模块电连接驱动控制模块,驱动控制模块电连接控制机构。
优选的,所述控制机构包括第一调节电机和第二调节电机,所述第一调节电机的输出轴端固定连接有横向螺杆,第二调节电机的输出轴端固定连接有纵向螺杆,纵向螺杆的外部螺纹连接有支撑滑块,支撑滑块的顶部铰接有支撑杆,支撑杆铰接光伏电池片的底部,安装架的内部固定连接有定位杆,支撑滑块滑动连接在定位杆之间。
优选的,所述光感分区模块,对光感检测环的若干感光组件进行分区处理,以十度为一区,将光感检测环的水平环和竖直环均分为三十六区。
优选的,所述光强度识别模块,用于识别光感检测环的水平环和竖直环三十六区光感强度。
优选的,所述光强度提取模块用于接收光敏电阻检测光强度信号,所述光感区匹配模块用于接收光强度识别模块和光强度提取模块的识别光感强度,匹配光感检测环水平环和竖直环的三十六区光感强度和光敏电阻的光感强度。
优选的,所述偏角计算模块用于计算与光敏电阻光强度适配的光感检测环光区与零度区夹角,执行命令生成模块,接收偏角计算模块计算偏角值,根据偏执生成用于控制第一调节电机和第二调节电机的控制命令。
优选的,所述零度区为水平环或竖直环-5°~5°区域,所述水平环和竖直环零度位置重合。
优选的,所述光伏电池组件电连接有直流汇电箱,直流汇电箱电连接直流配电柜,光伏电池组件电连接有并网逆变器,并网逆变器电连接有交流配电柜和变压器,变压器电连接公共配电网。
有益效果:
1、该分布式光伏发电***,通过光强度识别模块检测光感检测环水平环和竖直环三十六区光强度值,对三十六区进行光强度比对,筛选最大光照强度中心位置所在光区,对最大光照强度中心位置所在光区标记为参考方位,并将参考方位与其检测光照强度与光伏电池片的实际光照强度和位置方位进行匹配,从而对光伏电池片进行朝向方位的调整,达到智能调节光伏电池片朝向的效果,保证光伏电池组件的发电效率,提高光伏电池组件对光能的利用率。且通过光强度检测组件与光伏电池组件的实际光强度匹配调节,有效保证对光伏电池片方位调节的准确性。
2、该分布式光伏发电***,通过光感检测环设置水平环和竖直环,从而到达针对光伏电池片的方位进行水平调节和竖直调节的双向调节效果,进一步增加对光伏电池片朝向调节的准确性和有效性,有效提高光伏电池组件的工作效率。
3、该分布式光伏发电***,通过感分区模块对光感检测环的若干感光组件进行分区处理,以十度为一区,将光感检测环的水平环和竖直环均分为三十六区。水平环和竖直环三十六区内均设置有感光组件,感光组件相互独立工作。从而不仅有效保证光感检测的细致性,保证计算结果的准确性,同时进行分区处理,降低针对光伏电池条的调整计算难度,保证调节控制器运行相应的速度,针对光伏电池片调整的及时性。保证该分布式光伏发电***的整体使用效果。
附图说明
图1为本发明结构光强度检测组件示意图;
图2为本发明结构光感检测环的分区示意图;
图3为本发明结构光伏电池组件正面示意图;
图4为本发明结构光伏电池组件背面示意图;
图5为本发明结构光强度检测组件、光伏电池组件和调节控制器及直流汇电箱、直流配电柜、并网逆变器、交流配电柜、变压器、公共配电网连接示意图
图6为本发明调节控制器内部执行单元模块示意图。
图中:1、光强度检测组件;11、支杆;12、光感检测环;2、光伏电池组件;21、底支架;22、支撑轨;23、活动台;24、安装架;25、光伏电池片;26、光敏电阻;27、横向螺杆;28、第一调节电机;29、支撑杆;210、支撑滑块;211、纵向螺杆;212、第二调节电机;213、定位杆;3、调节控制器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例一
请参阅图1-6,一种分布式光伏发电***,包括光强度检测组件1、光伏电池组件2和调节控制器3,光强度检测组件1、光伏电池组件2和调节控制器3相互之间通过信号连接;光强度检测组件1与光伏电池组件2安装与同一区域内。
光强度检测组件1包括固定与地面的支杆11,支杆11的顶部固定连接有光感检测环12,光感检测环12包括水平环和竖直环,水平环和竖直环由若干感光组件呈环形连接组成。
光伏电池组件2包括固定与地面的底支架21,底支架21的顶部固定连接有支撑轨22,支撑轨22的顶部转动连接有活动台23,活动台23的顶部固定连接有安装架24,安装架24的顶部铰接有光伏电池片25,光伏电池片25的正面一侧固定连接有光敏电阻26,底支架21的顶部设置有用于调节光伏电池片25的朝向的控制机构。
调节控制器3包括光感分区模块、光强度识别模块、光强度提取模块、光感区匹配模块、偏角计算模块、执行命令生成模块和驱动控制模块,光感分区模块和光感检测环12电连接,光强度识别模块和光感分区模块信号连接,光强度提取模块和光敏电阻26电连接,光强度识别模块和光强度提取模块共同电连接光感区匹配模块,光感区匹配模块电连接偏角计算模块,偏角计算模块电连接执行命令生成模块,执行命令生成模块电连接驱动控制模块,驱动控制模块电连接控制机构。
控制机构包括第一调节电机28和第二调节电机212,第一调节电机28的输出轴端固定连接有横向螺杆27,第二调节电机212的输出轴端固定连接有纵向螺杆211,纵向螺杆211的外部螺纹连接有支撑滑块210,支撑滑块210的顶部铰接有支撑杆29,支撑杆29铰接光伏电池片25的底部,安装架24的内部固定连接有定位杆213,支撑滑块210滑动连接在定位杆213之间。
其中,光感分区模块,对光感检测环12的若干感光组件进行分区处理,以十度为一区,将光感检测环12的水平环和竖直环均分为三十六区。水平环和竖直环三十六区内均设置有感光组件,感光组件相互独立工作。安装时,竖直环正向南北朝向,水平环保持水平状态安装。
其中,光强度识别模块,用于识别光感检测环12的水平环和竖直环三十六区光感强度。
其中,光强度提取模块用于接收光敏电阻26检测光强度信号,光感区匹配模块用于接收光强度识别模块和光强度提取模块的识别光感强度,匹配光感检测环12水平环和竖直环的三十六区光感强度和光敏电阻26的光感强度。
其中,偏角计算模块用于计算与光敏电阻26光强度适配的光感检测环12光区与零度区夹角,执行命令生成模块,接收偏角计算模块计算偏角值,根据偏执生成用于控制第一调节电机28和第二调节电机212的控制命令。
其中,零度区为水平环或竖直环-5°~5°区域,水平环和竖直环零度位置重合。零度区位置正向朝南方位。
光伏电池组件2电连接有直流汇电箱,直流汇电箱电连接直流配电柜,光伏电池组件2电连接有并网逆变器,并网逆变器电连接有交流配电柜和变压器,变压器电连接公共配电网。
具体工作过程及原理,光伏电池组件2通过光伏电池片25进行太阳能发电,此时光敏电阻26和光感检测环12同步检测光照强度。
光强度识别模块检测光感检测环12水平环和竖直环三十六区光强度值,对三十六区进行光强度比对,筛选最大光照强度中心位置所在光区,对最大光照强度中心位置所在光区标记为参考方位,并将参考方位与其检测光照强度传输给光感区匹配模块。
光强度提取模块提取此时光伏电池片25所在方位的光照强度,并将所检测光照强度传输给光感区匹配模块。
光感区匹配模块接收光强度识别模块和光强度提取模块传输的光强度及位置信号,匹配并判断光敏电阻26检测光强度与光感检测环12检测最大光强度关系,判断光敏电阻26检测光强度是否大于水平环最大光照检测强度,若结果为“否”,偏角计算模块计算水平环参考方位与零度区位置偏角,朝西方向负偏角,朝东方向为正偏角。
执行命令生成模块接收偏角计算模块计算的参考位置偏角信息,同时执行命令生成模块记录光伏电池片25位置信息,判断光伏电池片25水平朝向角与水平环参考方位偏角位置,若光伏电池片25水平朝向角与水平环参考方位偏角位置重合,则结束命令;若光伏电池片25水平朝向角与水平环参考方位偏角位置不重合,则执行命令生成模块生成用于控制第一调节电机28的控制指令,用于第一调节电机28控制光伏电池片25转动,使光伏电池片25朝向角与水平环参考方位偏角重合。
若判断光敏电阻26检测光强度是否大于水平环最大光照检测强度的结果为“是”,则结束调整指令。
判断光敏电阻26检测光强度是否大于竖直环最大光照检测强度,若结果为“否”,偏角计算模块计算竖直环参考方位与零度区位置偏角,朝下方向负偏角,朝上方向为正偏角。
执行命令生成模块接收偏角计算模块计算的参考位置偏角信息,同时执行命令生成模块记录光伏电池片25位置信息,判断光伏电池片25水平夹角与竖直环参考方位偏角位置之和是否为九十度,若光伏电池片25水平夹角与竖直环参考方位偏角之和为九十度,则结束命令;若光伏电池片25水平夹角与竖直环参考方位偏角之和不为九十度,则执行命令生成模块生成用于控制第二调节电机212的控制指令,用于第二调节电机212控制光伏电池片25偏转,使光伏电池片25水平夹角与竖直环参考方位偏角位置之和是为九十度。且第二调节电机212调节光伏电池片25水平夹角范围为0°~60°。
其中第一调节电机28调节过程为:驱动控制模块根据执行命令生成模块生成的控制指令控制第一调节电机28转动,第一调节电机28带动横向螺杆27转动,横向螺杆27带动活动台23转动,则活动台23通过安装架24带动光伏电池片25水平转动,达到调节光伏电池片25水平朝向角的效果。
其中第二调节电机212调节过程为:驱动控制模块根据执行命令生成模块生成的控制指令控制第二调节电机212转动,第二调节电机212带动纵向螺杆211转动,纵向螺杆211带动支撑滑块210在定位杆213之间滑动,支撑滑块210通过支撑杆29带动光伏电池片25竖直方向转动,达到调节光伏电池片25水平夹角的效果。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (3)
1.一种分布式光伏发电***,其特征在于:包括光强度检测组件(1)、光伏电池组件(2)和调节控制器(3),所述光强度检测组件(1)、光伏电池组件(2)和调节控制器(3)相互之间通过信号连接;
所述光强度检测组件(1)包括固定于地面的支杆(11),支杆(11)的顶部固定连接有光感检测环(12),光感检测环(12)包括水平环和竖直环,水平环和竖直环由若干感光组件呈环形连接组成;
所述光伏电池组件(2)包括固定于地面的底支架(21),底支架(21)的顶部固定连接有支撑轨(22),支撑轨(22)的顶部转动连接有活动台(23),活动台(23)的顶部固定连接有安装架(24),安装架(24)的顶部铰接有光伏电池片(25),光伏电池片(25)的正面一侧固定连接有光敏电阻(26),所述底支架(21)的顶部设置有用于调节光伏电池片(25)的朝向的控制机构;
所述调节控制器(3)包括光感分区模块、光强度识别模块、光强度提取模块、光感区匹配模块、偏角计算模块、执行命令生成模块和驱动控制模块,光感分区模块和光感检测环(12)电连接,光强度识别模块和光感分区模块信号连接,光强度提取模块和光敏电阻(26)电连接,光强度识别模块和光强度提取模块共同电连接光感区匹配模块,光感区匹配模块电连接偏角计算模块,偏角计算模块电连接执行命令生成模块,执行命令生成模块电连接驱动控制模块,驱动控制模块电连接控制机构;
所述光感分区模块,对光感检测环(12)的若干感光组件进行分区处理,以十度为一区,将光感检测环(12)的水平环和竖直环均分为三十六区;
所述光强度识别模块,用于识别光感检测环(12)的水平环和竖直环三十六区光感强度;
所述光强度提取模块用于接收光敏电阻(26)检测光强度信号,所述光感区匹配模块用于接收光强度识别模块和光强度提取模块的识别光感强度,匹配光感检测环(12)水平环和竖直环的三十六区光感强度和光敏电阻(26)的光感强度;
所述偏角计算模块用于计算与光敏电阻(26)光强度适配的光感检测环(12)光区与零度区夹角,执行命令生成模块,接收偏角计算模块计算偏角值,根据偏角值生成用于控制第一调节电机(28)和第二调节电机(212)的控制命令;
所述零度区为水平环或竖直环-5°~5°区域,所述水平环和竖直环零度位置重合。
2.根据权利要求1所述的一种分布式光伏发电***,其特征在于:所述控制机构包括第一调节电机(28)和第二调节电机(212),所述第一调节电机(28)的输出轴端固定连接有横向螺杆(27),第二调节电机(212)的输出轴端固定连接有纵向螺杆(211),纵向螺杆(211)的外部螺纹连接有支撑滑块(210),支撑滑块(210)的顶部铰接有支撑杆(29),支撑杆(29)铰接光伏电池片(25)的底部,安装架(24)的内部固定连接有定位杆(213),支撑滑块(210)滑动连接在定位杆(213)之间。
3.根据权利要求1所述的一种分布式光伏发电***,其特征在于:所述光伏电池组件(2)电连接有直流汇电箱,直流汇电箱电连接直流配电柜,光伏电池组件(2)电连接有并网逆变器,并网逆变器电连接有交流配电柜和变压器,变压器电连接公共配电网。
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