太陽能光伏組件最佳傾斜角度測量裝置及測量方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種太陽能光伏組件最佳傾斜角度測量裝置，包括工作臺、控制裝置和太陽能光伏組件，太陽能光伏組件安裝在工作臺頂端，通過控制裝置控制太陽能光伏組件旋轉(zhuǎn)，并實時測量電路中的電壓，從而反映不同傾斜角度時太陽能光伏組件的輻射量，本發(fā)明構(gòu)思獨特實用、設(shè)計科學(xué)合理、結(jié)構(gòu)簡單巧妙、效果穩(wěn)定可靠。
【專利說明】太陽能光伏組件最佳傾斜角度測量裝置及測量方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及太陽能光伏組件最佳傾斜角度測量裝置及測量方法。

【背景技術(shù)】
[0002]太陽能光伏組件的發(fā)電量決定于它所能夠接受到的太陽輻射量，雖然太陽表面的輻射強(qiáng)度幾乎是恒定的，但是太陽光在受到地球大氣層的吸收、散射作用的強(qiáng)烈影響成為變量。通常，太陽輻射到光伏組件上的能量由3個部分組成:(I)直接輻射部分，這部分的太陽光是垂直輻射到組件上；(2)散射部分，這部分的太陽能量是由于太陽光通過大氣層時大氣中的云層里面的水蒸氣，灰塵顆粒改變了太陽光線的路徑，光線經(jīng)過無規(guī)律的反射、折射以后到達(dá)太陽電池的表面的能量；(3)太陽電池附近地面或者建筑物的反射。
[0003]還有一種太陽電池組件在使用過程中的現(xiàn)象:太陽電池組件的方位角不是正南方向的O度，而是偏東或者偏西一個固定的角度,在這種情況下的最佳傾斜角已經(jīng)和正南方位角不一樣了，需要重新設(shè)計。
[0004]一般我們從氣象部門得到的太陽輻射數(shù)據(jù)是指水平面上的太陽輻射量，要得到太陽輻射到有一定傾斜角度的光伏組件上的輻射量還要在一系列其他參數(shù)的支持下，通過計算得到。當(dāng)然，在計算的同時，最佳傾斜角度的數(shù)值也就出來了。
[0005]方位角、傾斜角對于太陽電池組件發(fā)電量的影響是比較大的。由于很難得到比較準(zhǔn)確的氣象參數(shù)，計算的結(jié)果難免出現(xiàn)偏差，微小的偏差可能使得MW級的光伏電站每年的發(fā)電量減少幾萬KWh。所以使用一個可以實時記錄太陽電池組件在不同方位角、傾斜角度對于提高光伏組件發(fā)電量是十分重要的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足而提供一種太陽能光伏組件最佳傾斜角度測量裝置，用實時測量的方法來尋找太陽能光伏組件的最佳傾斜角。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0008]一種太陽能光伏組件最佳傾斜角度測量裝置，包括工作臺、控制裝置和太陽能光伏組件，所述的工作臺包括U型組件支架、固定架、步進(jìn)電機(jī)、減速箱、限位裝置、連接裝置，所述的U型組件支架上安裝太陽能光伏組件，所述的限位裝置安裝在固定架下端，連接裝置一端與限位裝置連接，一端與上位安裝平臺連接。所述的步進(jìn)電機(jī)、減速箱安裝在固定架內(nèi)部，所述的U型組件支架下端與減速機(jī)通過銷軸連接。所述的控制裝置包括單片機(jī)、取樣電阻、控制板、電源，所述的取樣電阻與太陽能光伏組件通過導(dǎo)線串聯(lián)后與單片機(jī)連接；所述的步進(jìn)電機(jī)、減速箱連接后與單片機(jī)連接，所述的單片機(jī)控制整個測量裝置的運行。
[0009]作為本發(fā)明所述的太陽能光伏組件最佳傾斜角度測量裝置的一種優(yōu)選方案，所述的電源由所述的太陽能光伏組件和與之連接的蓄電池組成，通過太陽能光伏組件及蓄電池對整個測量裝置進(jìn)行供電，不需要額外的外接電源就可以獨立工作。
[0010]作為本發(fā)明所述的太陽能光伏組件最佳傾斜角度測量裝置的一種優(yōu)選方案，所述的電源為電網(wǎng)交流電，通過電網(wǎng)進(jìn)行供電，電量穩(wěn)定。
[0011]作為本發(fā)明所述的太陽能光伏組件最佳傾斜角度測量裝置的一種優(yōu)選方案，所述的取樣電阻所在的電路連有雙極型晶體管(M0S管)，能夠?qū)㈦娐分械碾妷盒盘柍杀兜姆糯?，易于單片機(jī)識別和計算。
[0012]作為本發(fā)明所述的太陽能光伏組件最佳傾斜角度測量裝置的一種優(yōu)選方案，所述的限位裝置為一行程開關(guān)，當(dāng)U型組件支架旋轉(zhuǎn)至水平位置后，行程開關(guān)啟動，避免U型組件支架向下方旋轉(zhuǎn)造成設(shè)備的損壞。
[0013]一種利用所述的測量裝置測量最佳傾斜角度的方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0014](I)步進(jìn)電機(jī)在單片機(jī)所發(fā)出的脈沖控制下，帶動U型組件支架向左或向右轉(zhuǎn)動一定的角度；
[0015](2)轉(zhuǎn)動結(jié)束后，由單片機(jī)短時發(fā)出脈沖將太陽能電池組件短路，測量并記錄短路時取樣電阻所在的電路的電壓，取樣電阻的電阻值固定且已知，太陽能電池組件的短路電流與太陽輻射強(qiáng)度成正比，測量這時回路中的電壓值，這個電壓值與太陽能光伏組件呈線性關(guān)系，由測量的電壓值來比較太陽能光伏組件接收的太陽輻射量；
[0016](3)步進(jìn)電機(jī)在單片機(jī)所發(fā)出的脈沖控制下，帶動U型組件支架繼續(xù)向左或向右轉(zhuǎn)動一定的角度；
[0017](4)轉(zhuǎn)動結(jié)束后，由單片機(jī)短時發(fā)出脈沖將太陽能電池組件短路，測量并記錄短路時取樣電阻所在的電路的電壓；
[0018](5)重復(fù)步驟(3)、(4)，直到U型組件支架呈水平狀態(tài)，停留一段時間，重復(fù)步驟⑴-⑷。
[0019]有益效果:
[0020]本發(fā)明所述的太陽能光伏組件最佳傾斜角度測量裝置，通過單片機(jī)控制U型組件支架按照一定程序轉(zhuǎn)動，實時監(jiān)測太陽能光伏組件的輻射情況，構(gòu)思獨特實用、設(shè)計科學(xué)合理、結(jié)構(gòu)簡單巧妙、效果穩(wěn)定可靠。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明所述的太陽能光伏組件最佳傾斜角度測量裝置示意圖。
[0022]圖2是本發(fā)明所述測量裝置另一種工作狀態(tài)時的示意圖。
[0023]其中:1、工作臺2、太陽能光伏組件11、U型組件支架12、固定架13、行程開關(guān)14、連接裝置

【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0025]實施例1
[0026]如圖所示，一種太陽能光伏組件最佳傾斜角度測量裝置，包括工作臺1、控制裝置和太陽能光伏組件2，所述的工作臺I包括U型組件支架11、固定架12、步進(jìn)電機(jī)、減速箱、行程開關(guān)13、連接裝置14，所述的U型組件支架11上安裝太陽能光伏組件，所述的行程開關(guān)13安裝在固定架12下端，連接裝置14 一端與行程開關(guān)13連接，一端與上位安裝平臺連接。所述的步進(jìn)電機(jī)、減速箱安裝在固定架內(nèi)部，所述的U型組件支架11下端與減速機(jī)通過銷軸連接。所述的控制裝置包括單片機(jī)、取樣電阻、控制板、電源，所述的取樣電阻、太陽能光伏組件、雙極型晶體管通過導(dǎo)線串聯(lián)后與單片機(jī)連接組成測量電路。所述的步進(jìn)電機(jī)、減速箱連接后與單片機(jī)連接，所述的單片機(jī)控制整個測量裝置的運行。單片機(jī)還通過導(dǎo)線與顯示裝置及輸入裝置連接，單片機(jī)測量的結(jié)果通過無線傳輸?shù)姆绞絺魉徒o上位機(jī)。
[0027]實施例2
[0028]一種利用所述的太陽能光伏組件最佳傾斜角度測量裝置測量最佳傾斜角度的方法，包括以下步驟:
[0029](I)步進(jìn)電機(jī)在單片機(jī)所發(fā)出的脈沖控制下，帶動U型組件支架從豎直方向向左轉(zhuǎn)動3度，停留0.5秒；
[0030](2)在此停留時間內(nèi)，由單片機(jī)發(fā)出寬度為30ms的脈沖，將太陽能電池組件短路，測量并記錄短路時取樣電阻所在的電路的電壓，取樣電阻的電阻值為0.1歐姆，太陽能電池組件的短路電流與太陽輻射強(qiáng)度成正比，測量這時回路中的電壓值，這個電壓值與太陽能光伏組件呈線性關(guān)系，由測量的電壓值來比較太陽能光伏組件接收的太陽輻射量；
[0031](3)步進(jìn)電機(jī)在單片機(jī)所發(fā)出的脈沖控制下，帶動U型組件支架繼續(xù)向左轉(zhuǎn)動3度，停留0.5秒，并進(jìn)行電壓測量；
[0032](4)U型組件支架向左轉(zhuǎn)動12度后，單片機(jī)控制U型組件支架每向右轉(zhuǎn)動3度，停留0.5秒進(jìn)行測量，直到U型組件支架豎直方向向右偏12度；
[0033](5)重復(fù)步驟I直至U型組件支架豎直方向向左偏24度；
[0034]…
[0035](6)直到U型組件支架呈水平狀態(tài)，停留10分鐘，重復(fù)上面步驟。
[0036]雖然說明書中對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行了說明，但這些實施方式只是作為提示，不應(yīng)限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。在不脫離本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)進(jìn)行各種省略、置換和變更均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種太陽能光伏組件最佳傾斜角度測量裝置，其特征在于:包括工作臺、控制裝置和太陽能光伏組件，所述的工作臺包括U型組件支架、固定架、步進(jìn)電機(jī)、減速箱、限位裝置、連接裝置，所述的U型組件支架上安裝太陽能光伏組件，所述的步進(jìn)電機(jī)、減速箱安裝在固定架內(nèi)部，所述的U型組件支架下端與減速機(jī)通過銷軸連接；所述的控制裝置包括單片機(jī)、取樣電阻、控制板、電源，所述的取樣電阻與太陽能光伏組件通過導(dǎo)線串聯(lián)后與單片機(jī)連接；所述的步進(jìn)電機(jī)、減速箱連接后與單片機(jī)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能光伏組件最佳傾斜角度測量裝置，其特征在于:所述的電源由所述的太陽能光伏組件和與之連接的蓄電池組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能光伏組件最佳傾斜角度測量裝置，其特征在于:所述的電源為電網(wǎng)交流電。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能光伏組件最佳傾斜角度測量裝置，其特征在于:所述的取樣電阻所在的電路連有MOS管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能光伏組件最佳傾斜角度測量裝置，其特征在于:所述的限位裝置為一行程開關(guān)。
6.一種利用權(quán)利要求1到5中任一項所述的測量裝置測量最佳傾斜角度的方法，其特征在于包括以下步驟: (1)步進(jìn)電機(jī)在單片機(jī)所發(fā)出的脈沖控制下，帶動U型組件支架向左或向右轉(zhuǎn)動一定的角度； (2)轉(zhuǎn)動結(jié)束后，由單片機(jī)短時發(fā)出脈沖將太陽能電池組件短路，測量并記錄短路時取樣電阻所在的電路的電壓； (3)步進(jìn)電機(jī)在單片機(jī)所發(fā)出的脈沖控制下，帶動U型組件支架繼續(xù)向左或向右轉(zhuǎn)動一定的角度； (4)轉(zhuǎn)動結(jié)束后，由單片機(jī)短時發(fā)出脈沖將太陽能電池組件短路，測量并記錄短路時取樣電阻所在的電路的電壓； (5)重復(fù)步驟(3)、(4)，直到U型組件支架呈水平狀態(tài)，停留一段時間，重復(fù)步驟⑴-⑷。
【文檔編號】H02S50/10GK104283513SQ201310643935
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2013年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月26日
【發(fā)明者】孟昭淵 申請人:孟昭淵