太陽能跟蹤器裝置的控制的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能發(fā)電廠中的用于太陽能跟蹤器裝置的中央安全系統(tǒng)及其跟蹤器控制單元。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能系統(tǒng)包括太陽能模組，該太陽能模組包括太陽能電池陣列。在本領(lǐng)域中已知如下裝置，為了增強(qiáng)太陽能模組的能量轉(zhuǎn)換的有效性，該裝置用于將該模組追蹤到太陽的當(dāng)前位置。跟蹤器裝置被設(shè)置用于通過跟隨太陽穿過天空的路徑或者通過采用計(jì)算星歷表，來將太陽能模組的電力輸出功率最大化。雙軸跟蹤器允許太陽能模組圍繞水平軸(“傾斜”)進(jìn)行角向運(yùn)動(dòng)，并且圍繞豎直軸(“旋轉(zhuǎn)”)進(jìn)行角向運(yùn)動(dòng)。
[0003]跟蹤器裝置在聚光光伏(CPV:concentrator photovoltaic)系統(tǒng)中是必要的，其中該系統(tǒng)可以保證太陽能福射的影響(幾乎)垂直地作用在聚光器(concentratoroptics)上。
[0004]典型的跟蹤裝置包括:跟蹤器臺(tái)或架子，該跟蹤器臺(tái)或架子上安裝有光電模組；機(jī)械致動(dòng)器(例如，電動(dòng)馬達(dá))，該機(jī)械致動(dòng)器用于調(diào)整跟蹤器臺(tái)；和用于支撐致動(dòng)器和跟蹤器臺(tái)的(豎直的)柱或桿。在特別危險(xiǎn)的情況下，例如，在大風(fēng)、狂風(fēng)或輸電網(wǎng)絡(luò)電源故障的情況下，為了防止對(duì)跟蹤器和所安裝的光電模組的損害，跟蹤器臺(tái)必須被移動(dòng)至“安全位置”，即，基本上水平。在本領(lǐng)域中，中央通信系統(tǒng)控制跟蹤器裝置，以利用通信線路將跟蹤器臺(tái)轉(zhuǎn)換至安全位置。此外，已知將跟蹤器裝置的致動(dòng)器直接連接到控制單元，使得控制單元能夠直接使該致動(dòng)器將跟蹤器臺(tái)移動(dòng)至安全位置。然而，這樣的傳統(tǒng)的系統(tǒng)要求廣泛的線路布置，此外，還可能遭受線路故障。例如，如果在跟蹤器控制單元和中央通信系統(tǒng)之間的通信線路連接出現(xiàn)故障，則在發(fā)生危險(xiǎn)的情況下，跟蹤器臺(tái)將不能進(jìn)入安全位置，或者，作為預(yù)防，其將在任何情況(即，通常沒有因?yàn)榄h(huán)境影響而造成任何實(shí)際損害的風(fēng)險(xiǎn))下被操作至這樣的位置，從而減少了發(fā)電量。
[0005]因此，本發(fā)明根本的問題是，提供用于光伏系統(tǒng)的中央安全系統(tǒng)，在發(fā)生危險(xiǎn)的情況下，其可靠地使跟蹤器裝置移動(dòng)至安全位置，而無需復(fù)雜的、昂貴的和容易出錯(cuò)的線路布置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]用于控制太陽能發(fā)電廠的太陽能模組的跟蹤器裝置的方法解決了上述問題，其中，太陽能發(fā)電廠包括中央安全系統(tǒng)，并且其中，跟蹤器裝置包括控制單元、致動(dòng)器元件和用于支撐太陽能模組的支撐裝置，該方法包括以下步驟:
[0007]檢測(cè)特定的事件；
[0008]反應(yīng)于(通過中央安全系統(tǒng))對(duì)該特定的事件的檢測(cè)，在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)中斷對(duì)跟蹤器裝置(的控制單元)的電力供應(yīng)；
[0009]在該預(yù)定時(shí)間段之后恢復(fù)電力供應(yīng)(由包括在太陽能發(fā)電廠中的中央安全系統(tǒng)啟動(dòng))；以及
[0010]反應(yīng)于所恢復(fù)的電力供應(yīng)(并且，從而，反應(yīng)于檢測(cè)到的特定的事件)，由致動(dòng)器元件致動(dòng)支撐裝置，以將該支撐裝置(從而將太陽能裝置)移動(dòng)至預(yù)定位置。
[0011]此處，跟蹤裝置的控制單元也稱作跟蹤器控制單元。特別地，太陽能發(fā)電廠的所有跟蹤器裝置可以像上述那樣被控制。
[0012]太陽能模組包括太陽能電池陣列，原則上，太陽能電池陣列可以是本領(lǐng)域中已知的任何太陽能模組。特別地，太陽能模組可以采用一些包括鏡子和/或透鏡的聚光器，其用于將太陽光線集中到太陽能電池上。用于支撐太陽能模組的支撐裝置可以是跟蹤器臺(tái)，或者是一些框架，該框架包括用于安裝太陽能模組的桿。該桿可以是水平桿和/或豎直桿。
[0013]特定的事件可以是任何危險(xiǎn)事件，例如，在太陽能模組附近或其他地方測(cè)量的風(fēng)速超過了預(yù)定閾值。其他危險(xiǎn)事件包括電力網(wǎng)絡(luò)的電源故障，特別地，由太陽能發(fā)電廠收集的電力所供給的電力網(wǎng)絡(luò)的電源故障，或者用于太陽能發(fā)電廠的操作的電力網(wǎng)絡(luò)的電源故障，或者是控制太陽能發(fā)電廠的關(guān)鍵部分的控制系統(tǒng)的一些故障。
[0014]特定的位置可以特別地是這樣的位置，在該位置中，支撐裝置(從而，太陽能模組)是大體上水平定向的。通過“大體上”水平，特別地，覆蓋了這樣的位置，其中，支撐裝置(太陽能模組)的主平面到豎直軸的角度在70°到110°之間，并且更具體地涵蓋80°到100°或85°到95°，該豎直軸垂直于基本上是水平定向的、其上安裝有跟蹤器裝置的地平面。特別地，通過“大體上”水平，覆蓋了這樣的位置，其基本上與其上安裝有跟蹤器裝置的地面平行(在大約±20°范圍內(nèi)，具體地，大約±10°，更具體地，大約±5° )。支撐裝置可以被安裝在豎直柱(其可以是可旋轉(zhuǎn)的)上，并且在此情況下，“大體上”水平涵蓋了這樣的位置，其中支撐裝置在以下角度范圍內(nèi)傾向該豎直柱:70°到110°，更具體地，80。到 100?；?85。到 95。。
[0015]對(duì)于其他特定的事件，例如下雪或雹暴，該特定的位置可以特別地被定向?yàn)榇篌w上豎直的，以便防止和減少對(duì)太陽能模組的沖擊。
[0016]原則上，中斷供應(yīng)給跟蹤器裝置的電力的預(yù)定時(shí)間段可以被任意地選擇，并且可以在一定的秒或分鐘的范圍內(nèi)(取決于該跟蹤裝置所使用的控制單元)，特別地，大約I至5秒。
[0017]電力供應(yīng)的中斷和恢復(fù)引起跟蹤器裝置將支撐裝置(從而，安裝于其上的太陽能模組)移動(dòng)至特定的位置，特別地，安全位置，以防止太陽能模組受到損害或者避免對(duì)太陽能模組進(jìn)行不必要的操作(例如，在太陽能發(fā)電廠產(chǎn)生的電能所供應(yīng)的電力網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)電源故障的情況下)。因此，不可缺少的電源線可以用于將緊急信號(hào)通信給跟蹤器裝置的控制單元，該跟蹤器裝置必須將支撐裝置移動(dòng)至特定的位置中。因此，對(duì)太陽能跟蹤器裝置的操作不取決于在中央通信系統(tǒng)和跟蹤器控制單元之間的經(jīng)由通信線路的通信。
[0018]不同于如下技術(shù)，其中不存在由于通信線路的某些損壞而導(dǎo)致中央通信系統(tǒng)和跟蹤器裝置的控制單元之間出現(xiàn)通信故障的風(fēng)險(xiǎn)，該通信線路設(shè)置用于從中央通信系統(tǒng)向跟蹤器裝置的控制單元傳遞控制信號(hào)。實(shí)際上，使跟蹤裝置將支撐裝置移動(dòng)至特定的位置并不必需單獨(dú)的通信線路。使用電源線是告知跟蹤裝置其必須將支撐裝置移動(dòng)至特定的位置的一種非?？煽康姆绞?。對(duì)此，跟蹤器裝置的控制單元必須被構(gòu)造成理解在電力供應(yīng)的中斷和恢復(fù)中所包含的信息。例如，這可以通過設(shè)置在跟蹤裝置的控制單元中的符合標(biāo)準(zhǔn)的控制裝置/接收裝置來簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)，該控制裝置/接收裝置被構(gòu)造成接收(并解讀)關(guān)于電力供應(yīng)的中斷/恢復(fù)的信息。
[0019]檢測(cè)特定的事件的步驟可以通過太陽能發(fā)電廠的多個(gè)傳感器來進(jìn)行，特別地，該多個(gè)傳感器包括空氣速度測(cè)量?jī)x(風(fēng)速計(jì))。太陽能發(fā)電廠可以具有多個(gè)太陽能模組，該太陽能模組設(shè)置有單獨(dú)的跟蹤器裝置和空氣速度測(cè)量?jī)x。中央安全系統(tǒng)可以從所有的空氣速度測(cè)量?jī)x接收數(shù)據(jù)，并且響應(yīng)于從該空氣速度測(cè)量?jī)x接收的數(shù)據(jù)，來相應(yīng)地引起向跟蹤器裝置的一個(gè)或多個(gè)控制單元的電力供應(yīng)的中斷。
[0020]然而，根據(jù)上述示例的發(fā)明方法不需要在中央通信系統(tǒng)和跟蹤器的控制單元之間進(jìn)行額外的通信就可以進(jìn)行，在非常敏感的應(yīng)用中，優(yōu)選地是，具有額外的通信路徑，該額外的通信路